铬青铜是含0.4%~1.1%Cr的铜合金。铬青铜可以通过淬火-时效或淬火-冷变形-时效处理获得强化。在共晶温度1072℃下,铬在铜中的最大溶解度为0.65%。随温度的降低,固溶度急剧下降,固溶后时效处理析出Cr粒子相。铬的加入,一方面明显提高合金的再结晶温度和热强性;另一方面使铜的导电性略有下降。固溶处理的铬青铜棒导电率为45%IACS,时效处理后上升到80%IACS。时效态铬青铜的软化温度为400℃,是冷加工铜的两倍。
这种合金可在铸造状态和变形状态下使用。Al及Mg作为铬青铜的合金元素添加时,可在Cu-Cr合金表面形成一层薄的、致密的与基体金属结合牢靠的氧化物膜,提高合金的高温抗氧化性能与耐热性,Al及Mg在合金中的含量通常各不大于0.3%。Zr在铬青铜中可与Cr形成固溶于Cu的化合物Cr2Zr,其溶解度随温度的降低而明显减少,使合金的强度、硬度、耐热性有所提高,同时对合金电导率的影响很小。因此铜一铬一锆合金为典型的高强高导铜合金。
铬青铜化学成分,见下表1。
表1 铬青铜化学成分(质量分数,不大于)(%)
牌号 |
Cr |
Cu |
杂质 |
Mg |
Al |
Zr |
Si |
Pb |
P |
Fe |
Ni |
杂质总和 |
QCr0.5 |
0.4~l.1 |
余量 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
0.1 |
0.05 |
0.5 |
QCr0.5-0.2-0.1 |
0.4~l.0 |
余量 |
0.1~0.25 |
0.1-0.25 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
0.5 |
QCr0.6-0.4-0.05 |
0.4~0.8 |
余量 |
0.04~0.08 |
-- |
0.3~0.6 |
0.05 |
-- |
0.01 |
0.05 |
-- |
0.5 |
C18150 |
0.5~1.5 |
余量 |
-- |
-- |
0.05~0.25 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
Cl8200 |
0.6~1.2 |
余量 |
-- |
-- |
-- |
0.10 |
0.05 |
-- |
0.10 |
-- |
0.5 |
C18400 |
0.40~1.2 |
余量 |
-- |
-- |
-- |
0.10 |
-- |
0.05 |
0.15 |
-- |
0.5 |
C18500 |
0.40~1.0 |
余量 |
-- |
-- |
-- |
-- |
0.015 |
0.04 |
-- |
-- |
-- |
性能
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物理性能
(1)热学性能
液相线温度:1075~1080℃;
固相线温度:1070~1073℃;
比热容:20℃时为385J/(kg.℃);
热导率:TBOO状态,20℃时为171W/(m.℃);TH04状态,20℃时为324W/(m.℃)。
线膨胀系数:QCr0.5合金20~100℃平均线膨胀系数α1=17.64*10-6/℃。
(2)质量特性
QCr0.5合金20℃时密度为8890kg/m3。
(3)电性能
导电率:TBOO状态(固溶态),20℃时为40%IACS;TH04状态(固溶-冷加工-时效态),20℃时为80%IACS。
电阻率:TH04状态(固溶-冷加工-时效态),20℃时为0.0216uΩ.cm。
电阻温度系数:20~100℃为0.0033/℃。