铜合金性能及应用.pptVIP

主要内容 1.纯铜的结构与性能 2.纯铜的应用 3.铜合金的分类 4.铜合金的应用 5.高速电气化铁路用铜和铜合金接 触导线 1.纯铜的结构性能1.1 铜的基本概况 铜（copper）是一种化学元素，它的化学符号是Cu，原子序数是29，相对原子质量是64，是一种过渡金属。纯铜呈紫红色，密度8.92g/mm2 ，熔点1083℃，沸点2567℃，常见化合价+1和+2。铜在地壳中的含量约为0.01%，在个别铜矿床中，铜的含量可以达到3%～5%。自然界中的铜，多数以化合物即铜矿物存在。 1.2 铜的晶体结构 铜属于立方晶系，是面心立方（fcc），晶胞参数： a = 361.49 pm b = 361.49 pm c = 361.49 pm α= 90° β= 90° γ= 90° 1.3 铜的物理化学性能 铜是人类发现最早的金属之一，也是最好的纯金属之一。稍硬、极坚韧、耐磨损，导热、导电性能较好（铜的3d全满4s只有一个电子，电子的流动性好），还有很好的延展性，耐腐蚀能力强，但在潮湿的空气里在其表面可以生成一层绿色的碱式碳酸铜Cu2（OH)2CO3，叫做铜绿。可溶于硝酸和热浓硫酸，略溶于盐酸，容易被碱侵蚀。 铜是不太活泼的重金属元素。在常温下不与干燥空气中的氧反应，但加热时能与氧化合成黑色的氧化铜CuO，继续在很高的温度下燃烧就生成红色的氧化亚铜Cu2O，Cu2O有毒。此外，常温下铜就能与卤素直接化合，加热时铜能与硫直接化合生成CuS，铜还能与三氯化铁作用。 2.纯铜的应用 铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。铜在电气、电子工业中应用最广、用量最大，占总消费量一半以上。用于各种电缆和导线，电机和变压器，开关以及印刷线路板的制造中。在机械和运输车辆制造中，用于制造工业阀门和配件、仪表、滑动轴承、模具、热交换器和泵等。在化学工业中广泛应用于制造真空器、蒸馏锅、酿造锅等。在国防工业中用以制造子弹、炮弹、枪炮零件等，每生产300万发子弹，需用铜13-14吨。在建筑工业中，用做各种管道、管道配件、装饰器件等。 3. 铜合金的分类 3.1 铜合金简介 铜合金（copper alloy）是以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金。分为三大类：黄铜、青铜和白铜。常添加的元素如：银、铬、镁、铝﹑镍﹑锰﹑锡﹑硅﹑铅等。铝能提高黄铜的强度﹑硬度和耐蚀性﹐但使塑性降低﹐适合作海轮冷凝管及其他耐蚀零件。锡能提高黄铜的强度和对海水的耐腐性﹐故称海军黄铜﹐用作船舶热工设备和螺旋桨等。铅能改善黄铜的切削性能；这种易切削黄铜常用作钟表零件。黄铜铸件常用来制作阀门和管道配件等。 船舶常用的消防栓防爆月牙扳手，就是黄铜加铝铸造而成。 3.2 铜合金分类 按合金分类 按合金系划分，可分为非合金铜和合金铜。非合金铜包括高纯铜、韧铜、脱氧铜、无氧铜等，习惯上，人们将非合金铜称为紫铜或纯铜，也叫红铜。而其他铜合金则属于合金铜，又分为黄铜、青铜、白铜。 黄铜即以锌作主要添加元素的铜合金﹐具有美观的黄色，统称黄铜。 白铜即以镍为主要添加元素的铜合金。铜镍二元合金称普通白铜﹔加有锰﹑铁﹑锌﹑铝等元素的白铜合金称复杂白铜。工业用白铜分为结构白铜和电工白铜两大类。 青铜是我国使用最早的合金，至今已有三千多年的历史。青铜原指铜锡合金﹐后除黄铜﹑白铜以外的铜合金均称青铜﹐并常在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名，如：锡青铜、铝青铜、铍青铜等。 按功能分类 按功能划分，有导电导热用铜合金（主要有非合金化铜和微合金化铜）、结构用铜合金（几乎包括所有铜合金）、耐蚀铜合金（主要有锡黄铜、铝黄铜、各种不白铜、铝青铜、钛青铜等）耐磨铜合金（主要有含铅、锡、铝、锰等元素复杂黄铜、铝青铜等）、易切削铜合金（铜-铅、铜-碲、铜-锑等合金）、弹性铜合金（主要有锑青铜、铝青铜、铍青铜、钛青铜等）阻尼铜合金（高锰铜合金等）、艺术铜合金（纯铜、简单单铜、锡青铜、铝青铜、白铜等）。显然，许多铜合金都具有多生功能。 按材料形成方法 按材料形成方法可划分为铸造铜合金和变形铜合金。事实上，许多铜合金既可以用于铸造，又可用于变形加工。通常变形铜合金可以用于铸造，而许多铸造铜合金却不能进行锻造、挤压、深冲和拉拔等变形加工。铸造铜合金和变形铜合金又可以细分为铸造用紫铜、黄铜、青铜和白铜。 4. 铜合金的应用 4.1 电气工业 电力输送：电力输送中需要大量消耗高导电性的铜合金，主要用于制造电线电缆、汇流排、变压器、开关、接插原件和联接器等