CuZn40Mn 是一种含锰的高锌黄铜,成分范围为铜 58%-60%、锌 37%-39%、锰 1.5%-2.5%,杂质总含量≤0.5%。40% 锌提供基础强度,2% 左右的锰通过固溶强化和抗氧化作用,使合金抗拉强度达 620-650MPa,耐蚀性比 CuZn40 提升 50%,成为既有高强度又耐蚀的结构材料。
锰元素的加入是其性能核心,锰固溶于铜锌基体中,显著提升了合金的强度和淬透性,同时促进表面形成致密的氧化膜,在含氯离子的环境中,点蚀电位达 + 0.3V,耐蚀性能优于多数高锌黄铜。某沿海电厂的开关柜支架采用该合金后,在高湿度含盐雾环境中运行 5 年,表面无明显锈蚀,接触电阻变化≤8mΩ。在工业大气中,年腐蚀速率 0.010mm,某化工厂的管道支架使用 4 年,结构完整性保持良好。
40% 锌形成的 β 相配合锰的强化,使合金室温抗拉强度达 620MPa 以上,屈服强度 370-400MPa,延伸率 16%-19%,某起重机的卷筒在 200kN 拉力下,变形量≤0.1mm,确保钢丝绳缠绕精度。其低温韧性优异,-40℃时冲击韧性仍有 70J/cm²,某冷藏设备的传动齿轮在低温环境中运行 2 年,无脆性断裂现象。
加工性能适合大型结构件成型,热锻温度 800℃时,单道次变形量 55%,某桥梁的伸缩缝装置经锻造后,尺寸精度 ±1mm,满足与桥面的密封配合。焊接采用氩弧焊,焊丝 HSCuZnMn-1,焊后强度达母材的 75%,某管道接头焊接后,爆破压力达 10MPa。
制备工艺需控制锰的均匀分布,工频炉熔炼(温度 1040℃)时,锰以电解锰形式加入,搅拌 30 分钟避免偏析。连铸坯经探伤确保无内部缺陷,热轧后经 440℃退火 2 小时,稳定组织并消除应力。
应用集中在高强度耐蚀结构:沿海电厂的开关柜支架、连接件;桥梁的伸缩缝装置、紧固件;化工厂的管道支架、法兰;冷藏设备的传动齿轮、连杆等,兼顾强度与耐蚀。
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