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工程材料及其成型性 第八章 铜及铜合金 第8章 铜及铜合金 铜和铜合金有优良的导电导热性能，耐磨抗蚀性能，较高的强度塑性，是电力、化工、造船和机械制造业不可缺少的金属材料。 分类：根据成分不同，铜合金分为纯铜、黄铜、青铜、白铜四种。纯铜：紫铜；黄铜：主加合金元素为锌的铜合金；白铜：主加合金元素为镍的铜合金；青铜：主加合金元素不是锌或镍的铜合金。 8.1 纯铜的性能特点 （1）纯铜的物理性能。如表8-1所示。 （2）纯铜的三类：纯铜、无氧铜和磷脱氧铜。如表8-2所示。 （3）硬态和软态的概念：经冷变形加工后，其强度高塑性低，称为硬态。冷变形加工后退火处理，其强度较低塑性较高，称为软态。见表8-3。 8.2 铜合金 8.2.1 黄铜 （1）按化学成分分类 普通黄铜：Cu-Zn二元合金； 特殊黄铜：在Cu-Zn二元合金的基础上 加入其他合金元素的黄铜。 （2）按供货方式分类：分为压力加工黄铜和铸造黄铜。 （3）压力加工黄铜的牌号 普通黄铜：H××； H—黄铜、××—Cu含量。 如：H62是62％Cu、38％Zn； 特殊黄铜：H元素符号××-×； H—黄铜，元素符号—含合金元素种类 ××—Cu含量，×—合金元素含量。 如：HMn58-2， 含58％Cu、2％Mn、 40％Zn的特殊黄铜。 （4）铸造黄铜的牌号。 用“ZCu合金元素符号及含量”表示。 如：ZCuZn25Al6Fe3Mn3， 铸造黄铜、25％Zn、6%Al、 3%Fe、3%Mn、余Cu。 常用压力加工黄铜和铸造黄铜的牌号、化学成分见表8-4、8-5。 1. 普通黄铜 （1）Cu-Zn二元合金相图 见图8-1，工业黄铜的Zn含量通常小于40%，相图上涉及α、β两个相。 α相：固溶体，面心立方晶格。Zn在α相 中的最大溶解度为39%。α相有良 好的塑性，可冷、热变形加工。 β相：以化合物为基的固溶体，体心立方 晶格。456～468℃无序固溶体β相 转变为有序固溶体相。 图8-1 Cu-Zn二元状态图 （2）黄铜的力学性能和常用合金 1）黄铜的力学性能见图8-2，30-40%Zn力学性能好。 2）常用黄铜 低Zn黄铜H96、H90、H80，有优良的冷、热变形加工性能，耐蚀性极好，金黄色，适于制造各种奖牌和美术工艺品。 H70、H68、H62黄铜的强度高、塑性较好。可进行冷、热变形加工，主要制造弹壳、散热器。H62黄铜的强度高，易切削，多以管材、板材形式应用于汽车、造船、化工、机械制造业。 2.特殊黄铜 为了提高黄铜的性能等，在普通黄铜中加入合金元素构成了特殊黄铜。 Sn、Al、Si，提高耐大气、海水腐蚀性能。 Pb，提高耐磨性、切削性能。 Mn、Ni、Fe，细化晶粒，在不降低塑性的条件下，提高合金的强度。 8.2.2 青铜 （1）按化学成分分类 普通青铜：以Sn为主加合金元素的铜 合金。 特殊青铜：主加合金元素不是Zn、Ni、 Sn的铜合金。 （2）按供货方式分类：压力加工青铜，铸 造青铜。 （3）压力加工青铜牌号 如：QSn4-3，锡青铜， 含4％Sn、含3％其他元素； 例：QAl9-4，铝青铜， 9％Al、含4％其他元素。 （4）铸造青铜牌号 如：ZCuPb30，铸造铅青铜，含30％Pb。 如：ZCuSn10Zn2，铸造锡青铜， 含10%Sn、2％Zn