H90 黄銅合金: 組成、特性、および産業用途

H90 真鍮とは何か、およびその指定方法

H90 は、公称 90% の銅と 10% の亜鉛を含む、単相アルファ タイプの銅亜鉛合金です。亜鉛含有量が銅中の亜鉛の室温溶解限度未満に留まるため、微細構造は単一の面心立方晶アルファ相のままであり、これが優れた冷間加工挙動、温かみのある黄金色、および通常の大気中での一般的な腐食に対する合金の優れた耐性の理由です。

同じ材質が複数の指定システムに基づいて表示されるため、それらを相互参照することにより、購入書類での混乱を避けることができます。 GB/T 5231 では H90 として、ISO および EN 命名法では CuZn10 として材料番号 CW501L としてリストされ、米国のシステムでは UNS C22000 として、JIS では C2200 としてリストされています。これらはすべて、銅含有量が 88% ～ 91% の鍛錬銅亜鉛合金について記述しているため、等級と質質と寸法を引用する仕様は、いずれの場合でも明確です。

化学組成の限界

H90 の組成は、相構造と動作挙動を支配するのは銅の含有量であるため、狭い範囲ではなく不純物元素の最大制限によって制御されます。鍛造グレードの一般的な制限を以下に示します。

鉄とニッケルは、これらのレベルでのパフォーマンスに最も影響を与える元素です。どちらも粒子を微細化し、強度を高めますが、電気抵抗率も高めるため、通常、導電率の加熱または剥離の注文では、許容範囲の下限が指定されます。鉛は意図的に非常に低く抑えられているため、H90 を飲料水や皮膚に接触する装飾部品に使用できます。亜鉛はバランスを占め、約 10% で合金を延性が最も高い単相領域に保ちます。

機械的および物理的特性

H90 は適度な強度と高い延性を兼ね備えており、この 2 つのバランスは組成ではなく焼き戻しによって決まります。焼きなましされたストリップおよびチューブは、標準最小要件の約 3% の最小伸びとともに約 390 MPa の最小引張強度を示し、冷間加工焼戻しでは強度と引き換えに伸びが得られます。銅 90%、亜鉛 10% の混合物と一致する約 8.8 g/cm3 の密度により、この合金は純銅よりも軽くなり、装飾および電気ユーザーが重視する金属の導電性と反射色を維持します。

強度と延性:引張強さは焼きなまし状態で約 390 MPa から冷間圧下により上昇し、強度が上昇するにつれて伸びは低下します。

冷間成形性:非常に優れており、多くのシーケンスで中間焼鈍なしで深絞り、冷間圧造、曲げ、コイニング、高圧延が可能です。

熱間成形性:推奨される熱間加工範囲内では良好ですが、この範囲は低級の銅黄銅よりも狭く、鍛造および押出スケジュールで最も尊重されます。

導電率:溶解した亜鉛が電子とフォノンを散乱させるため、電気伝導率と熱伝導率は純銅よりも低くなりますが、接点、端子、伝熱ストリップには十分なままです。

表面仕上げ:錫めっき、金属化、エナメル、ラッカー塗装を容易に受け入れ、装飾やラジエーターの用途をサポートします。

加工・熱処理

H90 では 2 つの温度ウィンドウが店舗での実践を支配しています。鍛造、押出、熱間圧延などの熱間加工は、約 775 度から 850 度の間で行われ、合金は割れることなく変形できるほど柔らかくなります。冷間加工された材料の焼きなましは、延性を回復し、さらなる縮小前または部品の使用開始前に内部応力を緩和するために、約 540 度から 600 度の間で実行されます。

ストレス解消には別途注意が必要です。冷間成形された H90 部品は残留引張応力を保持しているため、アンモニアや水銀が含まれる環境では応力腐食割れを起こしやすくなります。そのため、湿気の多い工業環境で保管、輸送、または設置される部品では、低温応力除去焼きなましが一般的です。部品をはんだ付けまたはろう付けする場合、最終焼きなましによって寸法精度や表面仕上げが損なわれないように、成形、焼きなまし、接合の順序が計画されます。

腐食挙動と使用限界

大気中、淡水中、および中性水溶液中で、H90 は表面保護膜を形成し、非常にゆっくりと腐食します。そのため、配管、ラジエーター、装飾サービスにおいて H90 には長い歴史があります。 2 つの制限を遵守する必要があります。まず、海水では腐食速度が年間 0.1 mm 程度に達する可能性があり、流れが乱流している場所や浮遊物質によって保護膜が損傷している場所では腐食速度がさらに速くなる可能性があるため、海洋での使用は通常、高速伝熱面ではなく、ハードウェア、継手、および低速水路パイプに限定されます。第二に、アンモニア、アンモニウム塩、水銀化合物は合金を攻撃し、応力がかかった冷間加工部品では応力腐食割れを引き起こす可能性があります。これらのメディアは、選択された気質に関係なく、H90 の資格を失います。

亜鉛含有量がわずか約 10% であるため、H90 は、H62 や H59 などの高亜鉛黄銅に比べて脱亜鉛の傾向がはるかに低く、そのため、これらのグレードを侵す可能性のある軽度の攻撃性の水に耐えます。ただし、塩化物、高温、停滞状態が組み合わさった場合は、依然として選択的攻撃の可能性があり、定期的な検査ルーチンが実際的な安全策となります。

業界別の代表的なアプリケーション

サービスとハードウェアの構築:給湯器タンク、ラジエーターの温水および冷水パイプ材料、ラジエーター波形ストリップ、ジッパーコンポーネント、ライトベゼルおよび一般的なハードウェア。

電気・電子機器:良好な導電性と適度な強度を必要とする接点、導電部品、端子、シールドおよび絶縁サポート部品。

機械工学：バルブ、パイプ継手、ボルトと留め具、機械加工部品、および延性と淡水腐食に対する耐性を必要とするその他のコンポーネント。

熱伝達:ラジエターベルト、伝熱ストリップ、低速水回路など、合金の熱伝導率がその用途に十分である場合に使用します。

装飾品および消費財:メダル、装飾品、個人用アクセサリー、化粧品パッケージ、建築装飾品などでは、金色と合金の仕上げの反応が決定的な要素となります。

海洋および船舶の機器:高速海水サービスの外で動作する船上の継手、リベット、水路パイプおよび導波管コンポーネント。

よくある質問

Q: H90 という指定は何を意味しますか?
H は中国の呼称体系における銅亜鉛鍛錬合金を表し、数字は公称銅含有量が約 90% であることを示します。したがって、H90 は CuZn10、CW501L、UNS C22000、および JIS C2200 に対応します。

Q: H90真鍮はC22000と同じですか?
これらは、90% 銅、10% 亜鉛の鍛造合金の同じファミリーについて説明しています。 C22000 は統一された番号付けシステムの指定であるため、必要な調質と寸法を備えたいずれかのグレードを見積もった発注書は、同じ製品と一致します。

Q: H90 の鉛制限がこれほど低いのはなぜですか?
鉛は最大 0.03% に抑えられているため、この合金は飲料水システム、皮膚に接触する装飾部品、および残留鉛が規制上の懸念となる用途に使用できます。

Q: H90黄銅は海水でも使用できますか?
注意してください。海水中での腐食速度は年間 0.1 mm 程度に達する可能性があり、乱流の中で増加するため、この合金は高速の伝熱面ではなく、低速のパイプ、継手、ハードウェアに使用するのが最適です。

Q: H90 の加工温度とアニーリング温度はどれくらいですか?
熱間加工は約 775 度から 850 度の間で行われ、冷間加工された材料の焼きなましは約 540 度から 600 度の間で行われます。どちらのウィンドウも標準の鍛造組成物に適用されます。

Q: H90 は脱亜鉛の影響を受けますか?
亜鉛含有量がわずか約 10% であり、合金は単相アルファのままであるため、高級亜鉛黄銅よりも影響を受けにくいです。停滞した塩化物を含む水では選択的攻撃が依然として可能であるため、引き続き検査することをお勧めします。