QSn4-3 是錫青銅家族中 “中載耐蝕 + 中等耐磨” 的錫鋅復(fù)合牌號(hào),成分嚴(yán)格控制為銅 92.5%-93.5%、錫 3.8%-4.2%、鋅 2.8%-3.2%,雜質(zhì)總含量≤0.5%,其中磷≤0.05%(避免晶間脆化)、硫≤0.01%(防止熱脆)。4% 的錫構(gòu)建耐磨基礎(chǔ),3% 的鋅協(xié)同提升耐蝕性,形成 “錫強(qiáng)耐磨 + 鋅優(yōu)耐蝕” 的互補(bǔ)體系,室溫抗拉強(qiáng)度 520-560MPa,布氏硬度 140-160HB,延伸率 20%-23%,腐蝕速率(海水環(huán)境)≤0.018mm / 年,成為船舶配件、閥門閥芯、中載水管件等中載耐蝕部件的理想材料。
錫鋅協(xié)同耐蝕 + 中載耐磨機(jī)制是其性能核心。錫元素形成 α+ 少量 δ 雙相組織:δ 相(體積分?jǐn)?shù) 8%-10%,硬度 HV290)提升耐磨性,在中載摩擦工況(壓力 4MPa、滑動(dòng)速度 0.25m/s)下,磨損速率 0.009mm / 千小時(shí),比無鋅錫青銅降低 25%;鋅元素則通過兩種方式優(yōu)化耐蝕性:一是固溶入 α 相,提升基體抗海水腐蝕能力,二是促進(jìn)表面形成 Cu?O-SnO?-ZnO 復(fù)合氧化膜(厚度 5-6μm,孔隙率≤0.3%),該膜在海水中穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于單一氧化膜,能有效阻擋氯離子滲透。某船舶廠的 QSn4-3 閥門閥芯(直徑 80mm),在海水管路中使用 6 年,閥芯表面無點(diǎn)蝕,密封面磨損量?jī)H 0.01mm,泄漏率≤1×10??Pa?m3/s,符合船舶管路密封要求。
力學(xué)性能適配中載工況,室溫屈服強(qiáng)度 280-310MPa,能承受 20-30kN 的中載應(yīng)力(如船舶管路水壓);延伸率 20%-23%,可實(shí)現(xiàn)冷彎、深沖等成型,某水管件廠的 QSn4-3 彎頭(直徑 50mm),經(jīng)冷彎成型后無裂紋,角度誤差≤1°??蛊谛阅軆?yōu)異,在 100MPa 交變應(yīng)力下 10?次循環(huán)無裂紋,某水泵的 QSn4-3 葉輪(直徑 200mm),在 1500r/min 轉(zhuǎn)速下運(yùn)行 3 年,無疲勞開裂,水泵揚(yáng)程衰減率≤3%。
加工工藝兼顧耐蝕與成型,熱加工溫度控制在 820-870℃(此時(shí)合金塑性達(dá)峰值,伸長(zhǎng)率≥26%),單道次鍛造變形量 32%,適合制作船舶配件毛坯。某船舶配件廠生產(chǎn)的 QSn4-3 法蘭(直徑 200mm、厚度 15mm),經(jīng) 1 火次熱鍛后平面度誤差≤0.05mm,密封面粗糙度 Ra3.2μm,無需后續(xù)切削即可裝配。冷加工道次變形量 18%-20%,中間經(jīng) 750℃×1 小時(shí)退火處理,恢復(fù)塑性,冷拉后的管材尺寸精度達(dá) IT7 級(jí),圓度誤差≤0.01mm。焊接采用氬弧焊,選用 ERCuSnZn-A 專用焊絲(含錫 4%、鋅 3%),焊前預(yù)熱至 220℃減少應(yīng)力,焊后經(jīng) 800℃×0.5 小時(shí)穩(wěn)定化處理,接頭耐蝕性與母材一致,某海水管道焊接后經(jīng) 5000 小時(shí)鹽霧測(cè)試,焊縫無銹蝕。
應(yīng)用場(chǎng)景集中在中載耐蝕領(lǐng)域,除船舶配件、閥門閥芯外,還用于淡水輸送管道、化工輕腐蝕設(shè)備。在某沿海城市的海水淡化項(xiàng)目中,QSn4-3 制作的輸送管道在含 3.5% NaCl 的介質(zhì)中運(yùn)行 5 年,管道內(nèi)壁無腐蝕,輸送效率保持初始值的 95% 以上,比不銹鋼管道(壽命 3 年)延長(zhǎng) 67%,充分彰顯 “中載耐蝕 + 中等耐磨” 的核心價(jià)值。
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