CuAl11Ni6Fe5 是一种 高强度镍铝青铜(Nickel-Aluminum Bronze, NAB),属于 Cu-Al-Ni-Fe 系合金,具有优异的 机械性能、耐腐蚀性和耐磨性,广泛应用于 船舶、航空航天、能源和化工 等领域。
1. 化学成分(典型值)
元素 含量(wt%) 作用
Cu 余量(~77-82%) 基体,提供导电导热性
Al 10.0~12.0 提高强度、耐蚀性
Ni 5.0~7.0 增强耐蚀性、细化晶粒
Fe 4.0~6.0 提高硬度、耐磨性
Mn 0.5~2.0 改善热加工性能
其他(Si, Pb, Sn 等) ≤0.5 杂质控制
注:
Al 含量较高(11%) → 形成 β' 相(硬质相),提高强度但可能降低塑性。
Ni+Fe 占比高(~10%) → 显著提升 耐海水腐蚀和抗空蚀能力。
2. 力学性能(典型值)
参数 铸造态 热处理后(固溶+时效)
抗拉强度 (UTS, MPa) 650~750 800~950
屈服强度 (YS, MPa) 300~400 500~700
延伸率 (% ) 10~15 8~12
硬度 (HB) 180~250 220~300
冲击韧性 (J/cm²) 40~60 30~50
特点:
高强度+良好韧性,适用于 高应力部件(如螺旋桨、轴承)。
热处理可显著提升强度(时效硬化效果明显)。
3. 耐腐蚀性
海水/盐雾环境:优于 316不锈钢,抗 点蚀、缝隙腐蚀。
抗应力腐蚀开裂(SCC):优异,适合 高压、交变载荷环境。
耐化学腐蚀:对 稀硫酸、碱性溶液、氯化物 有良好抵抗力。
对比其他铜合金:
合金 耐海水腐蚀 耐磨性 典型用途
CuAl11Ni6Fe5 ★★★★★ ★★★★☆ 螺旋桨、泵阀
锡青铜(C90500) ★★★☆☆ ★★★☆☆ 轴承、齿轮
铝青铜(C95400) ★★★★☆ ★★★★☆ 通用耐磨件
4. 典型应用
船舶与海洋工程:
螺旋桨、海水泵叶轮、潜艇部件。
航空航天:
起落架轴承、发动机高温紧固件。
能源与化工:
涡轮机叶片、石油钻井设备、耐酸阀门。
5. 加工与热处理建议
(1)铸造工艺
砂型铸造 / 离心铸造(控制冷却速率避免偏析)。
熔炼要点:需 氩气保护 减少氧化,Al 含量高易形成氧化夹渣。
(2)热加工
热锻/热轧温度:750~900°C(避免低温脆性)。
(3)热处理
固溶处理(850~925°C 水淬)→ 提高韧性。
时效处理(500~600°C)→ 提升硬度和强度(峰值硬度在 550°C 左右)。
(4)焊接
预热温度:200~300°C(减少裂纹风险)。
推荐焊材:匹配成分的镍铝青铜焊丝(如 ERCuNiAl)。
6. 对比类似合金(如 C63020 / AMS 4590)
合金 标准 Al/Ni/Fe 含量 特点 适用场景
CuAl11Ni6Fe5 非标(企业定制) Al 11%, Ni 6%, Fe 5% 超高强度+耐蚀 重载船舶/军工
C63020 ASTM B150 Al 9%, Ni 5%, Fe 3% 平衡性能 通用工业件
AMS 4590 航空航天 Al 10%, Ni 5%, Fe 4% 高纯净度 航空关键件
选材建议:
需极端强度+耐蚀 → CuAl11Ni6Fe5(但加工难度较高)。
常规工业应用 → C63020(性价比更优)。
7. 常见问题(FAQ)
Q1:CuAl11Ni6Fe5 能否替代 AMS 4590?
→ 部分场景可以,但 AMS 4590 有更严格的 无损检测和质控要求,航空件需认证。
Q2:该合金的机加工性能如何?
→ 较难切削(建议使用硬质合金刀具,低速大进给)。
如需 具体热处理曲线、腐蚀数据或采购渠道,可进一步沟通!
