金属材料-4 铜合金课件.ppt

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1、一、铜及铜合金的主要特点二、铜及铜合金分类三、铜的合金化原理四、各类铜合金简介第四章铜及铜合金一、铜及铜合金的主要特点人类最早认识和使用的金属：新石器时代知道金和铜。青铜器。产量在有色金属中占第二位，密度8.9g/cm3，属重金属。纯铜具有优良导电、导热性，fcc主体；较好的抗蚀性：耐海水和大气腐蚀合金化：高强、高抗蚀性、高耐磨分类特殊：紫、黄、青、白1.优良的导电、导热性能在所有金属中，Cu的导电性仅次于Ag,为100%IACS，高纯铜甚至可到103%IACS.铜的导热性是所有金属中最好的，为430W/m.K。合金化会显著提高强度，但会降低导电、导热性能高强

2、、高导铜的发展，如弥散强化铜导电、导热是铜及其合金的最重要应用领域。W-Cu2.铜是抗磁性金属铜的抗磁性磁化率极低：铜及其合金在抗外磁环境得到广泛应用，如仪表、罗盘、航空、航天、雷达。但含Fe、Mn、高Ni的铜合金除外。3.铜的摩擦系数很小。铜基合金耐磨性能优良，尤其是含Sn的多元铜合金，广泛用于机械设备上的重要耐磨零件，如轴套、轴瓦、涡轮等。4.铜的耐蚀性很好铜的电极电位很高，高于氢。在许多介质中都是稳定的，大部分铜基合金在大气和海水中具有很高的耐腐蚀性，在稀的非氧化氢氟酸、盐酸、磷酸及醋酸溶液中也有很高的化学稳定性。5.铜的塑性很高铜是fcc结构，无同素异

3、构转变，非常易于加工成形。经过强化后，特别是固溶强化效果好，可形成高强度、高韧性材料，制造高强度、高韧性、高导电、高导热、高耐蚀零件6.铜有杀菌作用。铜在水等介质中，能释放铜离子，抑制细菌和某些微生物的生长，广泛应用于人类饮用水输水管道、洗衣机内筒、船舶的重要部件，如螺旋桨等。7.铜及铜合金有各种色彩纯铜呈紫色，合金化后呈金黄色或银白色，色调古朴典雅，可用于钱币和各类工艺美术品。二、铜及铜合金分类最普通的分类法：六大类紫铜、高铜合金、黄铜、青铜、白铜、锌白铜紫铜工业纯铜，软而韧，杂质含量<0.7%高铜合金含有少量Be、Zr、Cr、Fe，每一种合金元素含量不超过

4、8mol%,这些元素改善Cu的一种或多种性质。黄铜Zn五种基本元素青铜Si、Sn、Al白铜、锌白铜Ni铜合金五种基本元素类别合金元素固溶度(摩尔分数，20℃)，%黄铜Zn37锡青铜Sn9铝青铜Al19硅青铜Si8白铜、锌白铜Ni100Cu含量不少于99.3wt.%Cu2O呈紫色，新鲜表面呈玫瑰红牌号：GB5231-85纯铜：T1-T3(99.95,99.90,99.70)用于导电、导热无氧铜：Tu1(99.97),Tu2(99.95)用于电真空器件磷脱氧铜：Tp1(99.90),Tp2(99.85)残留脱氧剂，只能做结构材料特种铜:砷铜、银铜、碲铜和弥散铜等，

5、用于导电结构件性质：导电、导热性（仅次于银）化学稳定性好（碱式化合物）力学性能（σb=170-500MPa，铸态延伸率17%、退火50%、硬态6%）1.紫铜溶解度较大但对铜影响较少的杂质：Al、Fe、Ni、Sn、Cd、Zn、Au、Ag、As、P、Sb等硬度升高，电导率降低固溶度很低，易形成共晶的杂质：Pb、Bi等铜一般在900OC以上热加工或冷加工Pb引起热脆，Bi引起热脆、冷脆加入稀土、Zr、Ca等可生成高熔点化合物且在晶内分布降低脆性生成脆性化合物的杂质：O,S等O,S均降低冷加工的性能和力学性能三大类杂质氢病：还原性气氛，氢渗入晶界生成水蒸气Cu2O+(

6、H)=Cu+H2O2.黄铜黄铜是以锌为主要添加元素的铜合金，含有或不含有少量的其他元素。只含锌的铜-锌二元合金称为普通黄铜或简单黄铜，除锌以外还含有其他添加元素的铜合金称为复杂黄铜或特殊黄铜。黄铜的铜质量分数一般为55％～96％，以字母H表示。黄铜具有良好的力学性能、耐蚀性、导电性、导热性和加工工艺性，价格低，色泽美，是应用最广、最经济的结构用铜合金。高锌黄铜在冷作硬化状态下有应力腐蚀倾向(季裂)，应注意消除应力退火。脱锌腐蚀是高锌黄铜的另一个突出问题，可选用低锌黄铜或在黄铜中加入微量As、Sn、P、sb等元素抑制合金脱锌。在含微量氧的氮气中退火，生成氧化物薄

7、膜，也可抑制脱锌，获得较好的表面质量。3.青铜青铜是以除锌和镍以外的其他元素为主要添加元素的铜合金，通常以铜以外的第一主元素名称命名青铜的类别。青铜品种繁多，其中以锡青铜、铝青铜、铍青铜应用较广；还有硅青铜、锰青铜、钛青铜、铬青铜及锆青铜等。青铜以字母Q表示。具有比黄铜高的力学性能，良好的耐蚀性、耐磨性、耐热性，高的弹性，且加工成形性能好，铸件体积收缩率小。主要用于承力的耐蚀、耐磨零件、弹性元件等。4.白铜白铜是以镍为主要添加元素的铜合金，含有或不含有一定量的其他元素。只含Ni的铜一镍二元合金称为普通白铜，除Nj以外还含有其他添加元素的铜合金成为复杂白铜。通常

8、分为结构白铜和电工白铜(锰白铜)，以字