CA104 铜铝镍铁合金 (CuAl10Ni5Fe4)：高强耐蚀材料详解
材料概述
CA104 (CuAl10Ni5Fe4) 是一种高强度铝青铜，含镍与铁强化，兼具优异的海水耐腐蚀性、抗氧化性与力学性能。广泛用于航空航天起落架衬套、轴承，以及海洋工程螺杆、锻件、分配器阀体等关键部件。
基本物理性能
| 性能 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 密度 | 23 °C | 7.6 g/cm³ |
尺寸供应范围
| 项目 | 规格 |
|---|---|
| 圆棒可供直径 | ≥ 16 mm |
力学性能 (23 °C)
| 性能 | 数值 |
|---|---|
| 弹性模量 | 125 GPa |
| 断后伸长率 | 12 – 15 % |
| 布氏硬度 | 190 HBW |
| 洛氏硬度 (HRC) | 12 HRC |
| 维氏硬度 | 186 HV |
| 抗拉强度 | 650 – 700 MPa |
| 屈服强度 | 320 – 400 MPa |
热学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 线膨胀系数 | 23 °C | 16 × 10⁻⁶ 1/K | 20–200 °C 平均值 |
| 热导率 | 23 °C | 40 W/(m·K) | 20–200 °C 平均值 |
电学性能
| 性能 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 电导率 | 23 °C | 5.0 × 10⁶ S/m (约 8.6% IACS) |
磁学性能
| 性能 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 相对磁导率 | 23 °C | 1.5 (弱顺磁性) |
工艺与应用特性
| 项目 | 评价 / 说明 |
|---|---|
| 典型应用领域 | 航空航天：起落架衬套、衬套、轴承；海洋工程：分配器阀体、螺杆、锻件 |
| 耐腐蚀等级 | 4 / 5 (极佳) |
| 摩擦学表现 | 4 / 5 (极佳，自润滑性好) |
| 加工性 | 可加工性评级 40% (以自由切削黄铜为 100%)，建议使用硬质合金刀具、大前角、充分冷却 |
选材指南
- 替代材料对比：可替代部分铍铜 (C17200) 与铬锆铜，实现无铍环保合规
- 热处理：固溶处理 950–1000 °C 水淬 + 时效 450–500 °C 可进一步提升强度
- 焊接：TIG/MIG 焊接需纯氩保护，填充丝选用 CuAl10NiFe 类；焊后热影响区硬度下降，关键承载部位建议焊后整体热处理
- 表面处理：可电镀镍/铬，亦可作本色阳极氧化装饰
金属
- 核反应堆中的锆：不可或缺的包壳金属
- 钛在航空航天中的关键应用与性能优势
- EN 12163 CuAl10Ni5Fe4 高强度耐温锻造铜合金 —— 抗空化与耐腐蚀
- EN 1653 CuAl10Ni5Fe4 R590 铜铝合金板材——锅炉与压力容器用
- EN 12165 CuAl10Ni5Fe4 H180 高强度耐高温铜合金
- EN 12163 CuAl10Ni5Fe4 R680：高强度锻造铝青铜合金
- EN 12163 CuAl10Ni5Fe4 R740：高强度、导热铜铝合金
- EN 12163 CuAl10Ni5Fe4 (CW307G) 变形铝青铜 – 高强度耐热合金
- EN 1653 CuAl10Ni5Fe4 R620 铜铝合金 — 高温锅炉、压力容器及储罐用优质材料
- BS CA104 / BSB23 / DTD197A 青铜：高性能、耐腐蚀铝镍铁青铜合金
- CA104 铜铝镍铁合金 (CuAl10Ni5Fe4)：高强耐蚀材料详解
- NC4 CuAl10Ni5Fe4 铝青铜 (C63000/C63200) —— 高强度耐海水腐蚀合金