铁青铜:以铁为主要元素的青铜。以C19400合金(美国)为代表的铜铁合金(铁青铜)(铁青铜化学成分含量见附表)。由于热处理时有铁的析出,从而提高合金的强度和耐热性,硬态下抗拉强度可达415~485MPa,电导率可达60%IACS,广泛用于集成电路的引线框架材料,并已列入美国的ASTMB465—85标准之中。同时列入该标准的尚有C19200、C19500和C19600合金,其含铁量分别为0.8%~12%、1o%~20%却9%~12%,含磷量分别为0.01%~0.04%、0.01%~0.35%和0.25%~0.35%。与C19400合金相当的中国铁青铜牌号为QFe2.5-0.1。
铁青铜品种:
加工铜及铜合金中国国家标准中的铁青铜牌号仅有QFe2.5;美国ASTM标准中铁青铜牌号有14个,其中较为常见的有C19210、C19400和C19700。
铁青铜主要合金元素的作用:
铁在铜中的溶解度不大,Cu-Fe二元系相图富铜角为包晶型,1094℃包晶温度下,铁在铜中的溶解度均为4%,随着温度的下降,铁的溶解度大幅下降,至635℃时,溶解度下降到0.15%,至室温时,几乎不溶解于铜。铁基本以形核质点存在,能细化铜的晶粒,延缓铜的再结晶过程,提高强度、硬度,但显著降低铜的导电性与导热性,但合金经固溶时效后导电性能可得到提高,QFe2.5的导电率可达到60%IACS以上。Fe以独立形式存在于铜中,使铜呈铁磁性,磁化铝为1.1×10-6.铁青铜除主要合金元素Fe外,还有添加少量P、Co、Sn、Zn、Mg等。
磷在铜中的溶解度也不大,且随着温度变化下降较快。磷在铜熔炼时有良好的脱氧效果,提高铜液的流动性,改善铜的焊接性能和力学性能。但磷显著降低铜的导电性和导热性。当铁与磷同时加入时,形成的Fe2P(或Fe3P)强化相可提高材料的强度、反复弯曲性能、刚性,同时提高导电性和合金的再结晶温度。