硅青铜是一种含有Si、Mn、Ni等合金元素的铜合金，含Si量一般不超过质量分数3%，还含有其他杂质元素。硅青铜的力学性能比锡青铜高，可作为锡青铜的代用材料。硅青铜的主要牌号有QSi1-3和QSi3-1。
QSi1-3是Cu-Ni-Si-Mn系可热处理强化，具有高强度和热稳定性的合金，多用于高弹性元件。
QSi3-1是Cu -Si-Mn三元合金，不能热处理强化，力学性能高，耐磨怀耐蚀性好，可焊接，无磁性，冷、热成形性好，用于制造弹性件、耐磨件和低温设备。
Ⅰ硅青铜QSi1-3的性能
① 化学成分 硅青铜QSi1-3的化学成分见表2.2-80。
表2.2-80 QSi1-3的化学成分
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化学成分(质量分数，%) |
|||||||||
|
Mn |
Si |
Ni |
Cu |
Sn |
Al |
Zn |
Fe |
Pb |
杂质总和 |
|
0.1~0.4 |
0.6~1.1 |
2.3~3.4 |
余量 |
≤0.1 |
≤0.02 |
≤0.2 |
≤0.1 |
≤0.15 |
≤0.5 |
② 物理性能及耐蚀性
a. 物理性能。密度ρ=8.6g/cm3；液相线温度1051.4℃；热导率λ=105W/(m·K)；线胀系数α1=18×10-6K-1(20~100℃)；不同温度退火后保温时间与电导率的关系如图2.2-3所示；电阻率ρ=0.046μΩ·m(硬态)，ρ=0.083μΩ·m(时效状态)；无磁性；摩擦因数μ=0.015(有润滑)，μ=0.35(无润滑)；弹性模量E=140GPa。
b. QSi1-3在空气中加热1h的平均增重见表2.2-81。QSi1-3的表面在大气、淡水和海水中能形成致密的假装化物保护膜，因此在这些介质中有高的耐蚀性。其硫酸、盐酸、乙酸和碱的稀溶液中也有良好的耐蚀性，但在潮湿的氨、氢氧化铵、硝酸以及氢氧化钾等溶液中腐蚀较快。
表2.2-81 QSi1-3在空气中加热1h的平均增重
|
加热温度/℃ |
500 |
600 |
700 |
800 |
|
平均增重/[mg/(cm2·h)] |
0.23 |
0.48 |
0.84 |
- |
② 力学性能。QSi1-3的室温力学性能见表2.2-82，其高温拉伸性能如图2.2-4所示。
表2.2-82 硅青铜QSi1-3的室温力学性能
|
品种 |
状态 |
直径/mm |
ób/MPa |
δ10(%) |
技术标准 |
|
棒材 |
R |
20~80 |
≥490 |
≥10 |
GB/T 13808-1992 |
③ 工艺性能。QSi1-3硅青铜有良好的热加工(一般用热挤压)性能和一定的冷加工性能。可加工性较好。其焊接性好，容易进行锡钎焊、铜焊、气体保护焊，也可进行气焊，但不宜进行电渣焊和埋弧焊。
QSi1-3硅青铜可热处理强化，高温加热淬火后时效处理(时效前进行冷变形加工)可达到迅速强化效果。热挤压温度为800~910℃，淬火温度为850~875℃，水淬。人工时效温度450~475℃，2~4h，空冷。
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