ZCuAl8Mn13Fe3Ni2 是在 ZCuAl8Mn13Fe3 基础上添加镍元素的升级型铝青铜，成分严格控制为铜 66%-71% 、铝 7%-9% 、锰 12%-14% 、铁 2.5%-3.5% 、镍 1.5%-2.5% ，杂质总含量≤1.0%，其中硫≤0.01%（避免形成硫化物脆化）、铅≤0.05%（防止耐蚀性下降）。2% 左右的镍元素是性能升级的关键，在保留高韧性与耐磨性的基础上，显著提升耐蚀性与抗疲劳性能，室温抗拉强度≥630MPa，屈服强度≥340MPa，布氏硬度 170-210HB，冲击韧性（αk）≥48J/cm²，疲劳强度（10⁷次循环）≥220MPa，延伸率 16%-20%，成为船舶螺旋桨、海洋平台连接件、海水淡化设备部件等海洋腐蚀 + 冲击复合工况的核心材料。

镍的耐蚀与抗疲劳协同机制是其性能核心突破。镍元素的加入主要通过三方面优化性能：一是细化晶粒与组织，镍原子（半径 135pm）可抑制铸造过程中晶粒长大，将合金晶粒尺寸从 ZCuAl8Mn13Fe3 的 50-80μm 细化至 20-40μm，晶界面积增加使腐蚀介质难以穿透，3.5% NaCl 盐雾环境中年腐蚀速率降至 0.012mm，比 ZCuAl8Mn13Fe3（0.02mm / 年）降低 40%，在海水中浸泡 5 年无点蚀或晶间腐蚀；二是提升氧化膜稳定性，镍促进表面形成Al₂O₃-MnO₂-NiO-Cu₂O 四元复合氧化膜（厚度 7-9μm，孔隙率≤0.15%），这层膜与基体结合能达 750MPa，在海水冲刷下不易剥落，某船舶企业的螺旋桨测试显示，该合金在海水中运行 1 年，氧化膜厚度仅增加 0.5mm，远低于 ZCuAl8Mn13Fe3（1.2mm）；三是增强抗疲劳性能，镍原子在晶界处富集，阻碍疲劳裂纹的萌生与扩展，疲劳强度从 ZCuAl8Mn13Fe3 的 180MPa 提升至 220MPa，10⁷次循环后无疲劳断裂，特别适配船舶螺旋桨 “高频旋转 + 海水腐蚀” 的交变载荷工况。

同时，该合金保留了高锰带来的高韧性（冲击韧性 48J/cm²）与铁带来的耐磨性 —— 在海水冲刷摩擦工况（流速 2m/s、压力 4MPa）下，磨损速率 0.015mm / 千小时，比不锈钢（316L）的 0.025mm / 千小时降低 40%。某海水淡化厂的 ZCuAl8Mn13Fe3Ni2 高压泵叶轮（直径 400mm），在含盐量 3.5% 的海水环境中连续运行 3 年，叶轮磨损量仅 0.8mm，流量衰减率≤5%，而 316L 叶轮 1.5 年即因腐蚀磨损失效。

加工工艺需兼顾镍的强化效果与韧性保留，铸造采用金属型铸造（适合复杂形状如螺旋桨），铸造温度 1130-1190℃，因镍提升铜液流动性，铸件可成型复杂曲面（如螺旋桨叶片曲率半径≤50mm），致密度达 99.7% 以上。某船舶配件厂生产的船用螺旋桨（直径 2m、重量 800kg），经金属型铸造后，叶片表面粗糙度 Ra3.2μm，动平衡误差≤0.5g・m，满足船舶航行要求。热处理工艺在 ZCuAl8Mn13Fe3 基础上优化：830-870℃×2 小时固溶（确保镍充分固溶），水冷后经 480-520℃×2.5 小时时效，促进 Fe₃Al 与 NiAl 金属间化合物均匀析出，时效后硬度提升至 210HB，且冲击韧性无明显下降（≥45J/cm²）。焊接采用氩弧焊，选用 ERCuAl-A4 专用焊丝（含铝 8%、锰 13%、镍 2%），焊前预热至 300℃，焊后经 600℃×1 小时回火，接头耐蚀性与母材一致，某海洋平台的焊接管道在海水中运行 2 年，焊缝无渗漏或腐蚀。

应用场景聚焦海洋腐蚀冲击领域：船舶的螺旋桨、尾轴套，海洋平台的系泊链连接件、海水输送管道，海水淡化设备的高压泵叶轮、反渗透膜支撑件等。在某远洋货轮项目中，ZCuAl8Mn13Fe3Ni2 螺旋桨替代传统铜合金后，使用寿命从 5 年延长至 8 年，每年节省船舶维护成本超 100 万元，且因抗疲劳性能优异，螺旋桨运行期间无振动异响，船舶航行油耗降低 3%，充分彰显 “高韧耐蚀 + 抗疲劳” 的核心价值，为海洋工程装备的长周期安全运行提供了关键材料支撑。