15-20锌白铜BZn15-20：一种多功能、高稳定性的结构材料

15-20锌白铜 BZn15-20
1 概述
BZn15-20是一种铜-镍-锌三元系α单相组织合金，也被称为“中国银”、“德国银”或“镍银”。锌元素溶于固溶体中，显著提升了合金的强度、硬度以及弹性性能。此合金展现出的冷、热加工性，出色的耐腐蚀性、电学性能和的力学性能。作为具有高化学稳定性的重要结构材料，BZn15-20主要用于制造在潮湿和腐蚀环境中工作的结构件、弹簧以及电工零件。
1.1 材料牌号
材料牌号为15-20锌白铜BZn15-20。
1.2 相近牌号表1
1.3 材料的技术标准
1.4 化学成分
应符合GB/T 5234—1985《加工白铜 化学成分和产品形状》的规定，具体成分参见表1-3。
1.5 热处理制度
软化退火：700～750℃，空冷。
消除应力退火：250～280℃，空冷。
1.6 品种规格与供应状态

表1-1 相近牌号对照表
国 别 牌 号
美 国 C75400
英国 NS105
俄罗斯 MHH15-20
法 国 CuNi15Zn22
德国 CuNi18Zn20
日 本 C7521,
ISO CuNi15Zn22
表1-2 材料技术标准
品 种 技术标准
带材 GB/T 2071—1989《锌白铜带》
棒材 GB/T 4423—1992《铜及铜合金拉制棒》、GB/T 13808—1992《铜及铜合金挤制棒》
板材 GB/T 2053—1989《锌白钢板》
管材 GB/T 1527-1997《铜及铜合金拉制管》
线材 GB/T 3125—1994《白铜线》
表1-3 化学成分表（%）
元素 含量范围 杂质不大于
Cu 62.0～65.0 Fe: 0.5, Mn: 0.3, Si: 0.15, Mg: 0.05, Pb: 0.02, S: 0.01, P: 0.03, Bi: 0.002, As: 0.002, Sb: 0.01
Ni+Co 13.5 C: 0.005, 总和: 0.9
Zn 余量 -
表1-4 品种规格与供应状态
品种 制造方法 δ或d或D×S/mm 供应状态
带材 轧制 0.05～1.2 M、Y₂、Y、T
棒材 拉制 5～40 M、Y
挤制 25～120 R
板材 轧制 0.5～10 M、Y₂、Y、T
管材 拉制 4～40×0.5～4 M、Y₂、Y
线材 拉制 0.10～6.0 M、Y₂、Y
1.7 熔炼与铸造工艺
合金采用工频有芯感应电炉熔炼，熔池用经煅烧的木炭覆盖，采用煤气保护下半连续铸造工艺浇注法铸锭，铸造温度为1180～1210℃（喷火）。
1.8 应用概况与特殊要求
合金生产工艺成熟，质量稳定，广泛应用于航空、船舶、电力、化工及石油等工业领域。主要用途包括精密仪器、仪表零件、耐蚀零件、弹性元件等。
2 物理及化学性能
2.1 热性能
熔化温度范围：液相点1081.5℃。
热导率：λ=25～35W/(m·℃)。
比热容：c=400J/(kg·℃)。
线膨胀系数：a=16.6×10^-6/℃（20～100℃）。
2.2 密度
ρ=8.70g/cm³。
2.3 电性能
电导率：γ=7%IACS。
电阻率：
室温电阻率：ρ=0.246μΩ·m。
高温电阻率：见图2-1。
电阻温度系数：αR=2.0×10^-4/℃。
2.4 磁性能
2.5 化学性能
抗氧化性能：优于铜和镍。
耐腐蚀性能：合金对大气、淡水和海水具有高耐蚀性；在盐溶液中耐蚀性优于同等锌含量的黄铜；在氢氧化钠、氢氧化钾水溶液中有一定耐蚀性，但在氢氧化氨和潮湿氯气中腐蚀速度较快。合金有应力腐蚀倾向，对冷作硬化的材料应进行消除应力退火。
3 组织结构
3.1 相变温度
3.2 时间-温度-组织转变曲线
3.3 合金组织结构
BZn15-20合金在各种状态下均为α单相组织，冷变形后呈变形织构，同时合金被强化。
4 工艺性能与要求
4.1 成形性能
BZn15-20合金具有良好的冷、热加工性，热态下道次变形量可达30%；热轧温度为950～970℃，热挤温度为800℃；冷态下可进行多种形式的冷变形加工，总变形率可达90%。
4.2 焊接性能
合金可进行铜焊、锡焊和气焊，也能进行点焊、闪光焊；在气体保护下可进行钨极弧焊和对缝电阻焊；但不宜进行电渣焊、埋弧焊和有保护金属的电弧焊。
4.3 切削加工与磨削性能
合金的切削加工性为易切削黄铜HPb63-3的20%。