Cu-Ni-Fe系耐蚀白铜合金,是以镍为主要添加元素的铜基合金,其中镍添加含量约为10wt.%的B10（C70600）合金是种耐蚀性良好的合金,但是白铜管材在服役过程中仍不可避免的发生腐蚀失效,对管材服役安全带来严重威胁。国内白铜管材制备起步较晚,以仿制为主,在管材使用过程中发现国产管材寿命与国外管材的使用寿命具有较大差距。为了提升国产白铜B10管材耐蚀水平,本文开展了三方面研究工作:主要合金元素成分控制范围研究、添加新合金元素改善传统B10合金成分的研究和提高管材成分均匀性的研究。利用金相与电子显微技术、X射线衍射等分析方法对Cu-Ni-Fe系合金组织结构进行了观察;使用了电化学测试和失重测试结合的手段测试了合金的耐蚀性能;采用拉伸、硬度、导电率等测试手段测量合金的基础性能。综合对比合金的组织、耐蚀性能和力学性能,从多维度对比了Ni、Fe、Mn元素含量变化及添加Al元素、过量杂质元素C和成分偏析对合金性能的综合影响。具体研究工作如下:研究了Fe含量变化对B10合金组织及性能的影响。Fe含量在1.2 wt.%～2.2 wt.%范围内变化时,B10合金有细小的纳米级弥散FeNi3相析出,导致基体晶格常数增大。随着Fe含量的增加,弥散相的数量增大,提高了材料的抗拉强度和屈服强度。经过动态极化曲线、电化学阻抗谱、失重测试三种测试手段证明随着Fe含量的增加,耐蚀性能呈现先增大后减小的变化趋势,所设计的四种合金成分中,当Fe含量为1.59 wt.%时,合金表现出了最佳的耐蚀性能,其腐蚀电流最低,膜层电阻最高,年失重腐蚀速率最低,同时Mott-Schottky测试表明,该合金成分表面成膜阳离子空位密度最低,阳离子空位扩散系数最小,膜层的保护性最佳。当Fe含量为1.59 wt.%～1.86 wt.%时合金的耐蚀性较佳。对不同时长样品腐蚀表面的进行观测后发现,在S2-存在的条件下,腐蚀前期表面仍可以形成Ni、Fe的氧化物,并且随着Fe含量的增加,表面形成的含Fe氧化物的含量增多,但Fe含量过高在浸泡后期表面膜层容易开裂。研究了Mn含量变化对B10组织及性能的影响。分别在Fe含量为1.5 wt.%和1.8 wt.%的范围内时调控Mn元素的含量。随着Mn含量的增加,B10合金析出纳米级FeNi3相外,还有尺寸更加细小的Ni-Mn相析出导致基体晶格常数增大。随着Mn含量的增加,弥散相的数量增多,进一步提高了材料的抗拉强度和屈服强度。经过动态极化曲线、电化学阻抗谱、失重测试三种测试手段证明随着Mn含量的增加,耐蚀性能呈现先增大后减小的变化趋势,Mn含量为0.93～0.99wt.%时,合金表现出了最佳的耐蚀性能,其腐蚀电流最低,膜层电阻最高,年失重腐蚀速率最低。同时Mott-Schottky测试表明,该成分表面成膜阳离子空位密度最低,膜层的保护性最佳。在S2-存在的条件下,腐蚀表面产物以硫化物为主,但是Fe、Mn元素均可以向表面富集,形成富Ni、Fe、Mn的氧化物层,起到保护作用。Mn含量过高,在腐蚀末期容易出现点蚀现象。研究了添加Al元素含量对B10合金组织及性能的影响。在B10中添加0.97 wt.%的Al元素可以生成新沉淀相AlNi3,进一步提高材料的抗拉强度。经过动态极化曲线、电化学阻抗谱、失重测试三种测试手段证明添加Al元素可以降低合金腐蚀电流、提高膜层电阻,降低年失重腐蚀速率,从而提高材料的耐蚀性能。Mott-Schottky测试表明,该合金中添加0.97 wt.%Al元素后膜层阳离子空位密度更低,阳离子空位扩散系数更小,膜层的保护性更佳。研究了过量杂质元素碳对B10合金成形和应用的影响。过量碳杂质会导致铸锭孔洞、裂纹等缺陷,在后期轧制过程中造成管材裂纹降低管材良品率,过量的C杂质会在晶界富集或以游离态形式分布在晶内,管材易发生晶界腐蚀及点蚀现象,因此要严格控制管材含碳量。研究了铸锭及管材热处理制度对成分均匀性的影响。铸锭枝晶干和枝晶间存在Ni、Fe元素的偏析现象,通过扩散动力学计算,建立了白铜合金铸锭均匀化热处理模型:t=L2×e（8.59+（25150/T））/3600,铸锭最佳的均匀化热处理制度为1000℃× 1.5～2h,并通过实验验证。轧制后管材存在条带状的偏析组织,经800～850℃×1h退火后,条带状偏析组织基本消除,同时耐蚀性能和力学性能达到最佳匹配。