铜合金锻件常见的缺陷与对策

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1、铜合金锻件常见的缺陷与对策    （一）概述   铜的最大特点是具有很高的导电、导热性能，以及良好的耐蚀性。但是，工业纯铜的强度不高（约200MPa），因而限制了它作为结构材料的使用。为了提高铜的强度，并赋予特殊的性能，在铜中加人适量的合金元素，从而获得铜合金。铜合金具有较高的强度、韧性、耐磨性以及良好的导电、导热性能，特别是在空气中耐腐蚀。因此，在电力、仪表、船舶等工业中得到了广泛的应用。一些要求强度高、耐热、耐压又耐蚀的轴类、凸缘类和阀体类零件都用钢合金锻件来制造。   铜合金主要分为黄铜和青铜两大类。以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜；以锡为

2、主要合金元素的铜合金称为青铜。此外，还有白钢等其它铜合金。黄铜的牌号、代号和化学成分见表5-19。变形青铜的牌号、代号和化学成分见表5-20及表5-21。表5-19 黄铜的化学成分组别牌号代号化学成分（余量为锌）（质量分数）（%）铜铅锡锰铝其他杂质≤普通黄铜90黄铜70黄铜68黄铜62黄铜H90H70H68H6288～9169～7267～7060.5～63.50.20.30.30.5铅黄铜60-1铅黄铜59-1铅黄铜HPb60-1HPb59-159～6157～600.6～1.00.8～0.90.50.75锡黄铜62-1锡黄铜60-1锡黄铜HSn62

3、-1HSn60-161～6359～610.7～1.11.0～1.50.31.0锰黄铜58-2锰黄铜HMn58-257～601.0～2.01.2铁黄铜59-1-1铁黄铜HFe59-1-157～600.3～0.70.5～0.80.1～0.40.6～1.2（铁）0.25镍黄铜65-5镍黄铜HNi65-564～67（镍）5.0～6.50.3硅黄铜80-3硅黄铜HSi80-379～81（硅）2.5～4.01.5表5-20锡青铜的化学成分牌    号代号化学成分（余量为铜）（质量分数）（%）锡磷锌铅杂质≤4-3锡青铜4-4-2.5锡青铜4-4-4锡青铜6.5-

4、0.1锡青铜6.5-0.4锡青铜7-0.2锡青铜4-0.3锡青铜QSn4-3QSn4-4-2.5QSn4-4-4QSn6.5-0.1QSn6.5-0.4QSn7-0.2QSn4-0.33.5～4.03～53～56～76～76～83.6～4.00.1～0.250.3～0.40.1～0.250.2～0.32.7～3.33～53～51.5～3.53.5～4.50.20.20.20.10.10.30.1表5-21特殊青铜的化学成分组别牌号代号化学成分（余量为铜）（质量分数）（%）铝铁锰镍其它杂质≤铝青铜5铝青铜7铝青铜9-2铝青铜9-4铝青铜10-3-1.

5、5铝青铜10-4-4铝青铜QAl5QAl7QAl9-2QAl9-4QAl10-3-1.5QAl10-4-44～66～88～108～109～119.5～112～42～43.3～5.51.5～2.61～23.5～5.51.61.61.71.70.750.8铍青铜5铍青铜2.15铍青铜2.5铍青铜1.7铍青铜1.9铍青铜QBe2QBe2.15QBe2.5QBe1.7QBe1.90.2～0.60.2～0.50.2～0.40.2～0.4铍1.0～2.2铍2.0～2.3铍2.3～2.6铍1.6～1.85钛0.10～0.25铍1.85～2.10钛0.10～0.2

6、50.51.20.50.50.5硅青铜1-3硅青铜3-1硅青铜QSi1-3QSi3-10.1～0.4硅0.6～1.1硅2.75～3.50.41.1锰青铜镉青铜铬青铜5锰青铜1镉青铜0.5铬青铜QMn5QCd1QCr0.54.5～5.5镉0.9～1.2铬0.4～1.00.90.5    纯铜中的杂质主要有铅、铋、氧、硫、氢等。铜中杂质的存在不仅对使用性能有较大影响，而且对铜的工艺性能也有极坏的作用。加热温度和变形程度对铜合金的组织和性能影响很大，当变形程度处于临界变形程度范围时，将引起粗晶。铜合金的临界变形程度范围大致是10％～15％，温度愈高，变形

7、和再结晶后的晶粒尺寸也愈大。    对于α＋β铜合金（包括H62、H68、HPb59-1、QAl19-4等），如果加热温度超过α＋β→β的转变点，此时由于失去了α相对β相晶界迁移的机械阻碍作用，因而晶界迁移速度很快，β晶粒迅速长大，使合金塑性降低，锻造中容易开裂，并常在锻件表面出现“蛤模皮”。粗化后的铜合金晶粒，即使采用大变形程度进行塑性变形，再结晶后的晶粒也是很粗的。这是因为铜合金的层错能低，动态再结晶的速度快，而且，大变形时的热效应也较显著，故在高温下很快再结晶并迅速长大。铜合金锻件组织中产生粗晶后，不能像碳钢那样，通过热处理的办法加以细化。因

8、此，将使产品的力学性能降低（见表5-22）。表5-22过热与未过热试样的力学性能试样情况σb/MPaδ（%）试样情况σb/