CuAl5As 以 “5% 鋁 + 0.1% 砷” 的獨(dú)特配方,成為鋁青銅中耐蝕抗脫鋅的代表,成分范圍:銅 93.0%-95.0%,鋁 4.0%-6.0%,砷 0.05%-0.15%,鐵≤0.5%。砷的加入使合金在含氯環(huán)境中的抗脫鋅能力提升 5 倍,是海水、化工等腐蝕環(huán)境的理想材料。
0.1% 的砷是 CuAl5As 耐蝕性能的核心,它優(yōu)先吸附在晶界處,阻止鋅(微量雜質(zhì))的選擇性溶解,使脫鋅層厚度控制在 0.005mm / 年(3% NaCl 溶液測(cè)試),是無(wú)砷鋁青銅的 1/10。某海水淡化廠的 CuAl5As 管道,在含氯 35000mg/L 的海水中運(yùn)行 5 年,內(nèi)壁無(wú)脫鋅腐蝕,水流阻力變化≤2%。
5% 的鋁確保基礎(chǔ)強(qiáng)度,抗拉強(qiáng)度 450-500MPa,延伸率 20%-25%,能通過(guò)冷軋制成薄壁管,某化工企業(yè)的 CuAl5As 換熱器管,在 80℃稀硫酸中使用 3 年,腐蝕速率 0.03mm / 年,換熱效率保持率 95%。
耐生物附著性能優(yōu)異,表面形成的 Al?O?-As?O?復(fù)合膜能抑制海洋生物生長(zhǎng),某海水養(yǎng)殖網(wǎng)箱的 CuAl5As 框架,清潔周期延長(zhǎng)至 6 個(gè)月,比普通銅合金減少 50% 維護(hù)成本。
加工性能適合精密成型,冷加工率達(dá) 40%,能軋制成 0.5mm 厚的帶材,某船舶儀表的 CuAl5As 外殼,經(jīng)沖壓成型后,尺寸公差 ±0.05mm,表面無(wú)需電鍍即可滿足耐蝕要求。
制備工藝注重砷的均勻分布,熔煉時(shí)砷以 Cu-As10 中間合金形式加入(溫度 1050℃),攪拌 15 分鐘避免局部富集(砷含量偏差≤0.02%)。鑄造采用金屬型,冷卻速度 70℃/s,獲得細(xì)晶組織(50-70μm)。450℃退火處理 2 小時(shí),消除加工應(yīng)力,穩(wěn)定耐蝕性能。
應(yīng)用集中在腐蝕環(huán)境:船舶的海水冷卻管,抗脫鋅腐蝕,使用壽命達(dá) 8 年;化工的稀酸輸送管道,耐蝕性優(yōu)于不銹鋼;沿海電廠的凝汽器管,耐海水沖刷與腐蝕,維護(hù)周期延長(zhǎng)至 5 年。
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