C61600 以 “10% 铝 + 3% 铁” 的高强度配方,成为铝青铜家族中应对重载工况的核心材料。其成分范围明确:铜 84.0%-86.0%,铝 9.0%-11.0%,铁 2.0%-4.0%,镍≤1.0%。这种高铝含铁的组合通过时效强化与铁相硬化,将抗拉强度提升至普通黄铜的 2 倍,适合承受冲击与重载的机械结构件。
10% 的铝是 C61600 强度的基础,与铜形成 β 相固溶体,经时效处理后析出细小的 α 相,使合金抗拉强度达 700-750MPa,屈服强度 400-450MPa,布氏硬度 200-220HB。某矿山机械的 C61600 齿轮,模数 10mm,承受 100kN 冲击载荷时无齿根断裂,使用寿命是钢齿轮的 1.5 倍(因耐蚀性避免齿面锈蚀剥落)。
3% 的铁发挥独特作用,形成 FeAl₃金属间化合物,这些硬度 HV300 的颗粒均匀分布在基体中,像微型耐磨质点提升表面耐磨性,滑动摩擦系数比纯铝青铜降低 15%。某轧钢机的 C61600 轧辊轴承座,在轧钢高温环境下,磨损速率 0.003mm / 小时,比铸铁轴承座延长寿命 2 倍。
冲击韧性是 C61600 的突出优势,延伸率 15%-20%,冲击值达 40J/cm²,在 - 20℃低温下仍保持 35J/cm²,适合承受骤加载荷。某起重机的 C61600 吊钩,经 10 万次起吊 50 吨重物后,钩口变形量仅 0.5mm,远低于安全限值的 2mm,且无裂纹产生。
耐蚀性在大气与淡水环境中表现优异,年腐蚀速率 0.01mm,某水轮机的 C61600 导叶,在含沙量 1% 的河水中运行 5 年,表面磨损与腐蚀总损失量仅 0.2mm,比不锈钢导叶成本降低 40%。但在海水环境中需表面处理,镀铬后耐盐雾性能达 500 小时,适合沿海重型机械。
制备工艺需控制铝的氧化,熔炼时采用木炭覆盖铜液(温度 1150℃),铝块分两次加入(每次 5%),搅拌 10 分钟确保均匀。铸造采用砂型与金属型结合,大型件用砂型(尺寸精度 ±0.5mm),小型件用金属型(精度 ±0.1mm)。800℃水淬 + 400℃时效处理,使合金强度提升 15%,硬度达 HB220。
应用集中在重型机械领域:矿山破碎机的颚板,700MPa 强度抵御矿石冲击,使用寿命达 800 小时;船舶推进器的尾轴套,在润滑条件下,摩擦系数 0.18,承受 200kN 轴向力无异常;锻压机床的滑块导轨,200HB 硬度确保导向精度,长期使用后导轨平行度偏差≤0.02mm/m。
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