铜合金材料金属材料铜合金

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1、铜合金材料金属材料铜合金第六章铜合金材料学院陈铮学科讲座金属材料第一节发展与特性越王勾践铜剑材料学院陈铮学科讲座金属材料2铜的发展史铜是人类最早发现和使用的金属之一。约在公元前7世纪或更早，人类就利用自然铜锤打制小钉等简单物品。今伊朗境内在公元前4世纪，已掌握了炼铜技术。美索不达米亚、埃及和印度等地区，约于公元前3世纪中期，先后出现了较高技术水平的炼铜业。中国在新石器时代晚期开始使用铜。夏代(公元前21世纪一前16世纪)进入青铜时代。19世纪典型的火法炼铜工艺形成，20世纪末世界的铜产量约为1450万吨。西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料34,500B

2、C——1,000BC青铜时代(BronzeAge)从矿石中提炼铜——冶金业的黎明埃及古墓壁画是人类冶金业的最早纪录之一西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料铜及铜合金的特性(1)优异的物理化学性能：导电性、导热性好；抗蚀能力高；紫铜抗磁性；導電度58。電阻係數0.01724o熱與电的良導體，質地軟而堅韌，強度小，熔點高。(2)良好的加工性能：塑性好，延展性僅次於金和銀，可製成管、薄板及細線。铸造性能好；⑶特殊机械性能：减摩性耐磨性好，高弹性极限和疲劳极限；(4)色泽美观。西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料5銅的性質西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属

3、材料铜的化学性质铜属于活性小的金属，常温干燥的空气中稳定，加热时生成黑色氧化铜(CuO)o在含C02潮湿空气中，表面生成有毒的铜绿[Cu(OH)2-CuC03]o高温下不与氢、氨或碳作用,an常温下与卤素作用，与含H2S的空气接触时，表面能生成硫化铜的黑色薄膜。在电位顺序中，位于氢后，盐酸和稀硫酸与铜不起作用，有氧存在时，可缓慢溶解，生成相应的盐西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料第二节资源与冶炼材料学院陈铮学科讲座金属材料8铜的矿物资源铜在地壳的丰度为5.8g/t,陆地储量为1627Mt,探明储量494Mt,潜在储量1133Mto智利和美国铜储量分别占

4、世界储量的23.5%和15.3%。已知的含铜矿物240种，工业开采的铜矿仅有十多种。西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料9铜的矿物资源铜矿分自然铜、硫化铜矿和氧化铜矿三类。世界上90%的铜来自硫化铜矿，最常见是黄铜矿(CuFeS2),其次是斑铜矿(Cu5FeS2)、辉铜矿(Cu2S)和铜蓝(CuS)o氧化铜矿也常出现，以孔雀石［铜绿CuC03Cu(OH)2］分布最广，其次是蓝铜矿[石青2CUC03Cu(OH)2]o西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料我国铜矿产量我国铜资源较少，主要分布在江西、山西、甘肃、新疆、南和长江中下游地区。铜矿山共计747个，

5、大中型矿山南和长江中下游地区。铜矿山共计747个，大中型矿山7座，大多为坑内开采，适合露天开采的铜矿较少。7座，大多为坑内开采，适合露天开采的铜矿较少。经过几十年的强化开采，资源大幅度减少，铜矿产量很难经过几十年的强化开采，资源大幅度减少，铜矿产量很难突破55万吨，铜精矿产量随时间下降。突破55万吨，铜精矿产量随时间下降。我国铜矿自给率不足40%,贫矿我国铜矿自给率不足40%,贫矿多、品位低，已探明铜矿资源中含多、品位低，已探明铜矿资源中含铜品位在0.7%以下的占56%o铜品位在0.7%以下的占56%。西北工业大学材料学院陈铮蓝铜矿学科讲座金属材料11我国有

6、色金属行业发展9008007006005004003002001000单位：万吨577.31388.72411.2463.11495.3713.3638183.14142.7111.90117.90121.10117.40137.0056.16107.9019901995199619971998199920002001铜产量西北工业大学其他九种常用有色金属产量陈铮学科讲座金属材料12材料学院铜冶炼工艺火法炼铜和湿法炼铜。火法炼铜占全球精铜产量的火法炼铜和湿法炼铜。火法炼铜占全球精铜产量的70%o湿法炼铜在近些年获得广泛的应用，产量1980年70%o湿法炼铜在

7、近些年获得广泛的应用，产量1980年不到5%,2005年达到30%o不到5%,2005年达到30%o火法炼铜包括造硫熔炼和铜硫吹炼两个过程。火法炼铜包括造硫熔炼和铜硫吹炼两个过程。传统的造硫熔炼有鼓风炉、反射炉和电炉熔炼。传统的造硫熔炼有鼓风炉、反射炉和电炉熔炼。新熔炼工艺是富氧强化熔炼，分为两类：闪速熔炼（年产新熔炼工艺是富氧强化熔炼，分为两类：闪速熔炼（年产30万t的工厂）和熔池熔炼（年产20万t以下的工厂）。30万t的工厂）和熔池熔炼（年产20万t以下的工厂）。13西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料铜冶炼工艺铜硫吹炼目前仍以P・S转炉为主，间断操

8、作，在发展连铜硫吹炼目前仍以P-S转炉为主，间断操作