CuAl5As 以 “5% 铝 + 0.1% 砷” 的独特配方,成为铝青铜中耐蚀抗脱锌的代表,成分范围:铜 93.0%-95.0%,铝 4.0%-6.0%,砷 0.05%-0.15%,铁≤0.5%。砷的加入使合金在含氯环境中的抗脱锌能力提升 5 倍,是海水、化工等腐蚀环境的理想材料。
0.1% 的砷是 CuAl5As 耐蚀性能的核心,它优先吸附在晶界处,阻止锌(微量杂质)的选择性溶解,使脱锌层厚度控制在 0.005mm / 年(3% NaCl 溶液测试),是无砷铝青铜的 1/10。某海水淡化厂的 CuAl5As 管道,在含氯 35000mg/L 的海水中运行 5 年,内壁无脱锌腐蚀,水流阻力变化≤2%。
5% 的铝确保基础强度,抗拉强度 450-500MPa,延伸率 20%-25%,能通过冷轧制成薄壁管,某化工企业的 CuAl5As 换热器管,在 80℃稀硫酸中使用 3 年,腐蚀速率 0.03mm / 年,换热效率保持率 95%。
耐生物附着性能优异,表面形成的 Al₂O₃-As₂O₃复合膜能抑制海洋生物生长,某海水养殖网箱的 CuAl5As 框架,清洁周期延长至 6 个月,比普通铜合金减少 50% 维护成本。
加工性能适合精密成型,冷加工率达 40%,能轧制成 0.5mm 厚的带材,某船舶仪表的 CuAl5As 外壳,经冲压成型后,尺寸公差 ±0.05mm,表面无需电镀即可满足耐蚀要求。
制备工艺注重砷的均匀分布,熔炼时砷以 Cu-As10 中间合金形式加入(温度 1050℃),搅拌 15 分钟避免局部富集(砷含量偏差≤0.02%)。铸造采用金属型,冷却速度 70℃/s,获得细晶组织(50-70μm)。450℃退火处理 2 小时,消除加工应力,稳定耐蚀性能。
应用集中在腐蚀环境:船舶的海水冷却管,抗脱锌腐蚀,使用寿命达 8 年;化工的稀酸输送管道,耐蚀性优于不锈钢;沿海电厂的凝汽器管,耐海水冲刷与腐蚀,维护周期延长至 5 年。
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