【文章內(nèi)容簡介】 ⑴優(yōu)異的物理、化學性能 純銅導電性、導熱性極佳，銅合金 的導電、導熱性也很好。銅及銅合金對大氣和水的抗蝕能力 很高。銅是抗磁性物質(zhì)。 ⑵良好的加工性能 銅及其某些合金塑性很好；容易冷、熱成 形；鑄造銅合金有很好的鑄造性能。 ⑶某些特殊機械性能 例如優(yōu)良的減磨性和耐磨性（如青銅及 部分黃銅），高的彈性極限和疲勞極限（如鈹青銅等）。 ⑷色澤美觀 銅及銅合金在電氣工業(yè)、儀表工業(yè)、造船工業(yè)及 機械制造工業(yè)部門中獲得了廣泛的應用。 ⑸銅的儲量較小，價格較貴，屬于應節(jié)約使用的材料，只有在 特殊需要的情況下，例如要求有特殊的磁性、耐蝕性、加工 性能、機械性能以及特殊的外觀等條件下，才考慮使用。 一、純銅（紫銅） 結(jié)構(gòu)：純銅呈玫瑰紅色，因其表面在空氣中氧化形成一層 紫紅色的氧化物而常稱紫銅。密度 ,熔點 1083℃ ，無磁性，面心立方晶格，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。 性能：①優(yōu)良的導電、導熱及耐蝕性 (但不耐硝酸和硫酸 )。 ②高的塑性及可焊性。純銅強度較低，在各種冷熱 加工條件下有很好的變形能力，不能通過熱處理 強化 ,但是能通過冷變形加工硬化。 ③微量雜質(zhì) Bi、 Pb、 S等會與形成低熔點共晶組織 導致 “ 熱脆 ” ，如形成熔點為 270℃ 的 (Cu+Bi)和熔 點為 326℃ 的 (Cu+Pb)共晶體，并且分布在晶界上。 硫和氧則易與銅形成脆性化合物和，冷加工時破 裂斷開，導致 “ 冷脆 ” 。 1)韌銅 (工業(yè)純銅 )： ～ %O，用 T（銅）表示， T1～ T4，順序號越大，純度越低； 2)無氧銅： ﹤%O ，用 TU(無氧銅 )表示， TU TU2。 3)脫氧銅： ﹤%O ，用 TU+脫氧劑化學符號表示， TUP、 TUMn（磷脫氧銅和錳脫氧銅）。 牌號 代號 純度 (％ ) 雜質(zhì) (％ ) 雜質(zhì)總量 (％ ) 用 途 Bi Pb 一號銅 T1 導電材料和配制高純度合金 二號銅 T2 導電材料，制作電線、電纜等 三號銅 T3 銅材、電氣開關(guān)、墊圈、鉚釘、油管等 四號銅 T4 銅材、電氣開關(guān)、墊圈、鉚釘、油管等 表 工業(yè)純銅的牌號、成分及用途 二、黃銅 普通黃銅 :是 CuZn合金 ,工業(yè)上使用的黃銅 Zn﹤50% 。 α 相： Zn在 Cu中的置換固溶體，具有很大的溶解度，面 心立方晶格，塑性好。 β 相：以電子化合物 CuZn為基的固溶體，體心立方晶格 , 塑性好。當溫度低于 456～ 468℃ 以下時，轉(zhuǎn)變?yōu)? 有序固溶體 β′ ，硬而脆。 γ 相：以電子化合物 Cu5Zn8為基的固溶體，復雜立方晶 格 (γ 黃銅結(jié)構(gòu) )，塑性較差。當溫度低于 270℃ 以下時，轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蚬倘荏w γ′ ，硬而脆。 性能：當 Zn﹤32% 時，單相 α 固溶體，強度和塑性較高 。 當 Zn﹥32% 時，雙相 α+β′ ，塑性降低， Zn = 45% 時強度最大；當 Zn﹥47% 時，雙相 β′+γ, 強度和塑性急劇降低。 CuZn合金相圖 圖 單相黃銅的顯微組織 圖 雙相黃銅的顯微組織 1)α( 單相、冷加工 )黃銅： 100～ %Cu，良好的冷、 熱加工性，常用的 H80、 H70、 H68。 2)α+β( 雙相、熱加工 )黃銅： ～ %Cu，良好 的熱加工性，常用的 H5 H62。 特殊黃銅：在 CuZn基礎(chǔ)上加入 Al、 Fe、 Si、 Mn、 Pb、 Ni等形成，稱為鋁黃銅、鐵黃銅等 , 目的是提高機械、耐蝕及工藝性能。 鑄造黃銅含較多的銅及少量的合金元素，目的是降 低熔點，減小液固相線間隔，提高鑄造性能。鑄造黃 銅除具有一定的機械性能外，還具有良好的耐蝕性。 牌號： ①普通黃銅：以“黃”的漢語拼音字首“ H” +數(shù)字表示 , 數(shù)字表示銅的含量，如 62表示含量為 62％，其余為 Zn。 ②特殊黃銅：表示形式是“ +第一合金元素符號 +銅 含量 第一合金元素含量 +第二合金元 素含量”，數(shù)字之間用“ ”分開。 ③鑄造黃銅：以“ ZCuZn+鋅含量 +第二合金元素符號 +第二合金元素含量”表示。表示含 Zn 為 40％，含 Pb為 2％，余量為 Cu的鑄 造黃銅用“ ZCuZn40Pb2”。常用普通黃 銅、特殊黃銅、鑄造黃銅的牌號及用 途見后表。 牌 號 用 途 H96 冷凝管、散熱器及導電零件等 H90 獎?wù)?、供水及排水管? H80 薄壁管、造紙網(wǎng)、波紋管、裝飾品、建筑用品等 H70 彈殼、造紙、機械及電氣零件 H68 形狀復雜的冷、深沖壓件、散熱器外殼及導管等 H6 H59 機械、電氣零件，鉚釘、螺冒、墊圈、散熱器及焊接件、沖壓件 類 別 牌 號 用 途 鉛黃銅 HPb633 鐘表、汽車、拖拉機及一般機器零件 HPb591 適于熱沖壓及切削加工零件，如銷子、螺釘、墊圈等 鋁黃銅 Hal772 海船冷凝器管及耐蝕零件 Hal6011 齒輪、蝸輪、軸及耐蝕零件 Hal5932 船舶、電機、化工機械等常溫下工作的高強度耐蝕零件 硅黃銅 Hsi803 耐磨錫青銅的代用材料，船舶及化工機械零件 錳黃銅 HMn582 船舶零件及軸承等耐磨零件 鐵黃銅 Hfe5911 摩擦及海水腐蝕下工作的零件 錫黃銅 HSn901 汽車、拖拉機彈性套管 HSn621 船舶零件 鎳黃銅 Hni655 壓力計管、船舶用冷凝管、電機零件 類 別 牌 號 用 途 硅黃銅 ZCuZn16Si4 接觸海水工作的配件以及水泵、葉輪和在空氣、淡水、 油、燃料以及工作壓力在 ，工作溫度在 225℃ 以 下蒸汽中工作的零件 鉛黃銅 ZCuZn40Pb2 一般用途的耐磨、耐蝕零件，如軸套、齒輪等 鋁黃銅 ZCuZn25Al6Fe3Mn3 高強度、耐磨件，如橋梁支承板、螺母、螺桿、滑塊 和蝸輪等 ZCuZn31Al2 壓力鑄造件，如電機、儀表等以及造船和機械制造中 的耐蝕零件 錳黃銅 ZCuZn40Mn3Fe1 耐海水腐蝕零件，以及 300℃ 以下工作的管件，船舶用 螺旋槳等大型鑄件 ZCuZn40Mn2 在空氣、淡水、海水、蒸汽（＜ 300℃ ）和各種液體、 燃料中工作的零件 表 鑄造黃銅牌號及用途 三、青銅 錫青銅：以 Sn為主加元素的銅合金。 α 相： Sn在銅中的置換固溶體，有較大溶解度 ,FCC, 塑性好。 β 相：以電子化合物 Cu5Sn為基的固溶體，在 586℃ 發(fā)生共析轉(zhuǎn)變 β→ （ α+γ ）， BCC，塑性好。 γ 相：以電子化合物 Cu31Sn8為基的固溶體 , 526℃ 時發(fā)生共析轉(zhuǎn)變 γ→ （ α+δ ），復雜立方 （ γ 黃銅結(jié)構(gòu)），硬而脆。 δ 相： 350℃ 發(fā)生共析轉(zhuǎn)變 δ→(α+ε) ，其他同上。 ε 相：以電子化合物 Cu3Sn為基的固溶體， HCP，極 硬而脆。 CuSn合金相圖 錫青銅組織和力學性能與含錫量的關(guān)系 在實際冷卻條件下， δ→(α+ε) 由于轉(zhuǎn) 變很慢很難進行完全，室溫下只能得到 α+δ 組織，導致韌性及塑性和強度降低。 性能：當 Sn﹤5 ～ 6%時， α 固溶體，強度和塑性較高 。 當 Sn﹥5 ～ 6%時，出現(xiàn) δ 相，使塑性降低； 當 Sn﹥20% 時， δ 過多，強度和塑性急劇降 因此，一般加入 3～ 14%Sn，其中，壓力加工錫 青銅 ﹤5 ～ 7%Sn，鑄造錫青銅 10～ 14%Sn。 特點：耐蝕性高，超過純銅和黃銅。 缺點：結(jié)晶溫度間隔寬，鑄造性能差，為此加輔加元 素 Pb、 Zn等改善。 鋁青銅：以 Al為主加元素的銅合金。 α 相： Al在銅中的置換固溶體，溶解度較大， FCC， 強度和塑性較高。 β 相：以電子化合物 Cu3Al為基的固溶體，在 565℃ 發(fā) 生共析轉(zhuǎn)變 β→ （ α+γ2 ）， BCC。 γ2 相 :以電子化合物 Cu32Al19為基的固溶體，硬而脆。 性能 :①當 Al﹤7 ～ 8%時， α 固溶體，強度、塑性較好。 ②當 Al﹥7 ～ 8%時，塑性急劇降低； ③當 Al﹥10 ～ 11%時，出現(xiàn)脆性 γ2 ，強度和塑 性都顯著降低。 因此，一般 Al﹤12% ，壓力加工鋁青銅 ﹤5 ～ 7% Al，鑄造鋁青銅 ﹥7%Al 。 特點 :強度、硬度、耐磨性和耐蝕性均優(yōu)于黃銅和錫 青銅，結(jié)晶溫度區(qū)間小，流動性能好 . 缺點 :易形成 Al2O3雜質(zhì)、切削加工性和焊接性差。 鈹青銅：以 Be為主加元素的銅合金。 α 相： Be在銅中的置換固溶體，溶解度較小， FCC， 塑性好。 γ1 相：以電子化合物 CuBe為基的無序固溶體，在 605℃ 發(fā)生共析轉(zhuǎn)變 γ1→ （ α+γ2 ）， BCC， 塑性好。 γ2 相：以電子化合物 CuBe為基的有序固溶體， BCC， 硬而脆。 性能：當 Be﹥2% 時，塑性急劇下降，常用 ～ %Be 特點：是彈性