QAl11-6-6 是鋁青銅中強(qiáng)度最高的牌號(hào)之一,成分組成為銅 81%-83%、鋁 10%-12%、鐵 5.5%-6.5%、鎳 5.5%-6.5%,雜質(zhì)總含量≤0.5%。11% 的高鋁含量與 6% 左右的鐵鎳形成超強(qiáng)復(fù)合強(qiáng)化,室溫抗拉強(qiáng)度達(dá) 950-1000MPa,布氏硬度 280-300HB,遠(yuǎn)超普通鋁青銅,成為礦山、冶金等極端重載耐磨工況的專用材料。
高鋁鐵鎳的超高強(qiáng)度機(jī)制是其性能核心。鋁與銅形成大量 Cu?Al 強(qiáng)化相(體積分?jǐn)?shù)達(dá) 30%),這些硬質(zhì)相均勻分布于基體,硬度高達(dá) HV420;鐵與鎳則形成 Fe-Ni-Al 三元化合物(直徑 30-40nm),進(jìn)一步釘扎位錯(cuò),使合金強(qiáng)度比 QAl10-5-5 提升 15%。在干摩擦工況下,QAl11-6-6 的磨損速率僅為普通鋼的 1/3;在含硬質(zhì)顆粒(石英砂)的礦漿中,磨損量比 QAl10-5-5 降低 30%。某礦山的 QAl11-6-6 破碎機(jī)齒板,破碎花崗巖礦石時(shí),使用壽命達(dá) 1500 小時(shí),是高錳鋼齒板的 2 倍,且破碎效率穩(wěn)定,無(wú)明顯齒形磨損。
力學(xué)性能適配極端載荷需求。室溫屈服強(qiáng)度 700-750MPa,延伸率 8%-10%,雖韌性略低于低合金鋁青銅,但足以承受重載沖擊;500℃高溫下抗拉強(qiáng)度仍保持 700MPa,某冶金廠的 QAl11-6-6 熱礦溜槽襯板,在 450℃高溫礦料沖刷下,使用 3 年無(wú)變形,襯板厚度減薄量?jī)H 0.1mm,遠(yuǎn)優(yōu)于耐熱鋼襯板(1 年即需更換)。其抗疲勞性能優(yōu)異,在 200MPa 交變應(yīng)力下,10?次循環(huán)無(wú)裂紋,某重型機(jī)械的 QAl11-6-6 傳動(dòng)軸,在高頻重載下運(yùn)行 5 年,無(wú)疲勞損壞。
加工工藝需攻克高硬度難題。熱加工溫度控制在 920-980℃,此時(shí)合金雖處于 β 相區(qū),但因強(qiáng)化相含量高,塑性仍較低(伸長(zhǎng)率≥15%),需采用緩慢升溫(速率≤5℃/min)與多火次鍛造,單道次變形量 20%-25%。某大型礦山設(shè)備的 QAl11-6-6 顎板(重量 1.2 噸),經(jīng) 5 火次鍛造后,鍛件致密度達(dá) 99.8%,無(wú)內(nèi)部疏松缺陷,滿足重載破碎需求。切削加工需使用超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金刀具(如 WC-Co-TiC 合金,硬度 HRA93),切削速度 40-60m/min,進(jìn)給量 0.1-0.12mm/r,某精密齒輪廠加工的 QAl11-6-6 齒輪(模數(shù) 5mm),齒形精度達(dá) 8 級(jí),表面粗糙度 Ra1.6μm。
焊接采用特殊工藝,選用高鋁鐵鎳焊絲(成分與母材匹配度≥98%),焊前預(yù)熱至 400℃,采用小電流(80-100A)、短弧焊接,減少熱輸入,焊后經(jīng) 720℃×1.5 小時(shí)退火,接頭強(qiáng)度達(dá)母材的 80%,某冶金管道焊接后,在 2.5MPa 壓力下無(wú)泄漏。
制備工藝強(qiáng)調(diào)純度與均勻性。采用真空雙熔工藝(感應(yīng)爐 + 自耗爐),真空度≤10??Pa,減少氣體(氧含量≤0.002%)與夾雜(夾雜等級(jí)≤1.0 級(jí));鋁、鐵、鎳按比例同時(shí)加入,攪拌 50 分鐘,確保元素均勻分布。鑄錠經(jīng) 900℃×6 小時(shí)均勻化處理,消除成分偏析;熱軋時(shí)道次變形量 20%,終軋溫度≥850℃;冷軋后經(jīng) 620℃×2.5 小時(shí)時(shí)效,最大化強(qiáng)化相析出效果。
應(yīng)用場(chǎng)景集中在極端重載耐磨領(lǐng)域:礦山破碎機(jī)齒板、冶金熱礦襯板、重型機(jī)械傳動(dòng)軸、水泥設(shè)備研磨體、高溫爐料輸送部件等。在某鋼鐵廠的熱燒結(jié)礦輸送項(xiàng)目中,QAl11-6-6 制作的輸送帶滾筒,在 400℃高溫與礦料磨損下,使用壽命達(dá) 4 年,比傳統(tǒng)鋼滾筒延長(zhǎng) 3 倍,大幅降低維護(hù)成本,充分體現(xiàn)其 “極端重載 + 耐磨” 的核心優(yōu)勢(shì)。
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