什么是锡青铜？

       以锡为主要合金元素的青铜。具有较高的强度、耐蚀性和优良的铸造性能，长期以来广泛应用于各工业部门中。

       状态图铜锡系状态图如图示。工业用锡青铜的锡含量一般在3%～14%之间，但变形锡青铜的锡含量不超过8%。

       特点：锡青铜的凝固范围大，枝晶偏析严重;凝固时不易形成集中缩孔，体积收缩很小;铸锭中易出现锡的逆偏析，严重时铸锭表面可见到白色斑点(δ相析出)，甚至出现富锡颗粒，一般称为锡汗(tinsweat)，改进铸造方法和工艺条件可减轻逆偏析程度;液态合金中，锡易生成硬脆的夹杂物SnO2，熔炼要充分脱氧，防止由于夹杂物引起的合金力学性能的降低;对过热和气体的敏感性很小，能很好地焊接和钎焊;冲击时不发生火花，无磁性、耐寒，并有极高的耐磨性。

       工业锡青铜锡青铜是工业上使用的重要铜合金。为改善其铸造、力学和耐磨性能，以及节约锡，在锡青铜中加入磷、锌、铅等合金元素。因而可把锡青铜分为锡磷青铜、锡锌青铜和锡锌铅青铜三类。

锡青铜的分类

       1、锡磷青铜。磷是铜合金的良好脱氧剂，可增加合金的流动性，改善锡青铜的工艺和力学性能，但加大逆偏析程度。锡青铜中磷的极限溶解度为0.15%，过多时将形成α+δ+Cu3P三元共晶，熔点为628℃，热轧时易产生热脆性，只能冷加工。因此，变形锡青铜中含磷量不应大于0.5%，热加工时，磷应小于0.25%。含磷锡青铜是有名的弹性材料，在加工时，控制冷加工前的晶粒大小和加工后的低温退火很有必要。细晶粒加工材的强度、弹性模量和疲劳强度比其粗晶粒加工材为高，但塑性较低。冷加工材在200～260℃经1～2h低温退火、产生退火硬化效应，可进一步提高制品的强度、塑性、弹性极限和弹性模量，并增加弹性的稳定性。现已列入中国国家标准中的含磷锡青铜共4个牌号。其中QSn6.5-0.1合金主要制作弹性元件特别是电导性好的弹簧接触片，仪器仪表中的耐磨零件和抗磁元件等;QSn6.5-0.4合金主要用于造纸、化工和食品等工业制造金属网，也用于制造耐磨和弹簧零件;QSn7-0.2合金用于在中等的载荷和滑动速度下承受摩擦的零件，如轴承、轴套、涡轮等，亦可制造弹性元件和其他机械电气零件;QSn4-0.3合金用于生产压力表中的各种管材，作敏感元件，有压力表青铜之称。

       2、锡锌青铜。锌大量溶解于铜锡合金中，在变形锡青铜中锌的加入量一般不大于4%。锌能改善合金的流动性，缩小结晶温度范围，减轻逆偏析。列入现行中国国家标准中的锡锌青铜牌号为QSn4-3，具有良好的弹性、耐磨性和抗磁性，可在冷态和热态下压力加工，易于焊接和钎焊，切削性较好，在大气和淡水、海水中抗蚀性良好，用于各种弹性元件以及管配件、化工器械、耐磨零件和抗磁零件等。

       3、锡锌铅青铜。铅实际不固溶于铜锡合金中，它以单相、呈黑色夹杂物分布在枝晶间。铸锭中铅分布不易均匀，通常加入少量镍可改善其分布，并细化组织。铅降低锡青铜的摩擦系数，改善耐磨性和切削性，但略降低力学性能。在铜锡铅合金中常加入3%～5%的锌，以再提高力学性能。加入0.02%～0.1%锆或0.02%～0.1%硼，特别是加入0.02%～0.2%稀土元素能细化铅质点，使之分布均匀，以改善含铅锡青铜的组织、铸造和力学性能。列入现行中国国家标准的锡锌铅青铜有QSn4-4-2.5和QSn4-4-4两个牌号，具有高的耐磨性、易切削加工，主要以板、带材形式用于汽车、拖拉机、航空和机械工业，制造轴套和轴承衬垫，有汽车青铜之称。

锡青铜耐腐蚀性能

        阀门是舰船海水管路系统的重要组成部分，其中管路阀门多以锡青铜合金为主。但是，因其常年处于较为恶劣的工况环境，锡青铜阀门在使用过程中也会出现泄漏现象。

        本文针对锡青铜阀门所处环境，分别研究了锡青铜材料静态海水、动态海水、含砂海水以及静态电偶环境下的腐蚀性能。结果表明，相比于静态海水环境下的腐蚀数据，锡青铜与B10偶合后，其腐蚀速率增大30%左右；在流速3m/s海水冲刷工况下，腐蚀速率7.5倍；在含沙0.3%、流速3m/s海水冲刷工况下，腐蚀速率分别增加11.5倍。由此可见，海水流速及水中的含砂量是影响锡青铜阀门耐蚀性能的重要因素，通过结构设计与海水的前期处理可以有效增强锡青铜阀门服役寿命。