QSn4-3 是锡青铜家族中 “中载耐蚀 + 中等耐磨” 的锡锌复合牌号,成分严格控制为铜 92.5%-93.5%、锡 3.8%-4.2%、锌 2.8%-3.2%,杂质总含量≤0.5%,其中磷≤0.05%(避免晶间脆化)、硫≤0.01%(防止热脆)。4% 的锡构建耐磨基础,3% 的锌协同提升耐蚀性,形成 “锡强耐磨 + 锌优耐蚀” 的互补体系,室温抗拉强度 520-560MPa,布氏硬度 140-160HB,延伸率 20%-23%,腐蚀速率(海水环境)≤0.018mm / 年,成为船舶配件、阀门阀芯、中载水管件等中载耐蚀部件的理想材料。
锡锌协同耐蚀 + 中载耐磨机制是其性能核心。锡元素形成 α+ 少量 δ 双相组织:δ 相(体积分数 8%-10%,硬度 HV290)提升耐磨性,在中载摩擦工况(压力 4MPa、滑动速度 0.25m/s)下,磨损速率 0.009mm / 千小时,比无锌锡青铜降低 25%;锌元素则通过两种方式优化耐蚀性:一是固溶入 α 相,提升基体抗海水腐蚀能力,二是促进表面形成 Cu₂O-SnO₂-ZnO 复合氧化膜(厚度 5-6μm,孔隙率≤0.3%),该膜在海水中稳定性远高于单一氧化膜,能有效阻挡氯离子渗透。某船舶厂的 QSn4-3 阀门阀芯(直径 80mm),在海水管路中使用 6 年,阀芯表面无点蚀,密封面磨损量仅 0.01mm,泄漏率≤1×10⁻⁶Pa・m³/s,符合船舶管路密封要求。
力学性能适配中载工况,室温屈服强度 280-310MPa,能承受 20-30kN 的中载应力(如船舶管路水压);延伸率 20%-23%,可实现冷弯、深冲等成型,某水管件厂的 QSn4-3 弯头(直径 50mm),经冷弯成型后无裂纹,角度误差≤1°。抗疲劳性能优异,在 100MPa 交变应力下 10⁷次循环无裂纹,某水泵的 QSn4-3 叶轮(直径 200mm),在 1500r/min 转速下运行 3 年,无疲劳开裂,水泵扬程衰减率≤3%。
加工工艺兼顾耐蚀与成型,热加工温度控制在 820-870℃(此时合金塑性达峰值,伸长率≥26%),单道次锻造变形量 32%,适合制作船舶配件毛坯。某船舶配件厂生产的 QSn4-3 法兰(直径 200mm、厚度 15mm),经 1 火次热锻后平面度误差≤0.05mm,密封面粗糙度 Ra3.2μm,无需后续切削即可装配。冷加工道次变形量 18%-20%,中间经 750℃×1 小时退火处理,恢复塑性,冷拉后的管材尺寸精度达 IT7 级,圆度误差≤0.01mm。焊接采用氩弧焊,选用 ERCuSnZn-A 专用焊丝(含锡 4%、锌 3%),焊前预热至 220℃减少应力,焊后经 800℃×0.5 小时稳定化处理,接头耐蚀性与母材一致,某海水管道焊接后经 5000 小时盐雾测试,焊缝无锈蚀。
应用场景集中在中载耐蚀领域,除船舶配件、阀门阀芯外,还用于淡水输送管道、化工轻腐蚀设备。在某沿海城市的海水淡化项目中,QSn4-3 制作的输送管道在含 3.5% NaCl 的介质中运行 5 年,管道内壁无腐蚀,输送效率保持初始值的 95% 以上,比不锈钢管道(寿命 3 年)延长 67%,充分彰显 “中载耐蚀 + 中等耐磨” 的核心价值。
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