金属材料学第10章 铜合金课件.ppt

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1、10铜及铜合金copperalloy铜是人类最早使用的，也是目前应用最广的金属材料之一。应用：广泛用于电缆、电器核电子设备的导电材料、各种热交换器的传热材料、建筑材料以及装饰品等。随着科学技术的发展，使用范围不断扩大，如大规模集成电路、超导电线、超导电磁体、磁力悬浮铁路、核聚变装置以及形状记忆合金等方面都有应用。Cu-Cr-Zr棒坯20mm(a)20mm未施加电磁场时铸坯的表面和凝固组织施加电磁场后铸坯的表面和凝固组织一、纯铜密度8.94,熔点1083℃,无晶形转变导电、导热性好，仅次于银化学稳定性

2、好，耐蚀成形加工性优良，可焊，无磁热脆：Bi/Pb在晶界处形成低熔点组织；冷脆：S/O→Cu2O、CuS，硬脆二、杂质对纯铜性能的影响工业纯铜中通常有0.1-0.5％杂质（Pb，Bi，O，S，P等），它们对铜的力学性能和物理性能及工艺性能有很大影响导电性：使铜的导电性能下降热脆：Pb，Bi等杂质能与铜形成低熔点的共晶体（Cu＋Pb）、（Cu＋Bi），铜在加热时，这些共晶体发生熔化，形成热脆冷脆，P，S，O与铜形成Cu＋Cu3P，Cu＋CuS，Cu＋Cu2O共晶体，属脆性化合物，冷加工时易产生裂纹氢病

3、，O含量过高，易引起氢病。指含氧铜在氢气或还原性气氛（CO、CH4）中退火时发生自动变脆或开裂的现象。其本质：H2＋[O]=H2OCO＋[O]=CO2三、工业纯铜的牌号及应用工业纯铜(T1-T3)，数字越大纯度越低。wO约0.02％～0.1％，导电导热性好（作太阳能热水器），耐蚀性好（作电线）。脱氧铜(TP1-TP2)，wO小于0.01％。耐热，导电性好，（作真空仪表）无氧铜(TU0-TU2)，wO极低（<0.003％）。作排水管，汽油输送管。（GB/T5231—2001）按化学成分分：黄铜：以锌为

4、主要元素的铜合金。铜锌二元合金→普通黄铜；铜锌+Me→特殊黄铜青铜：除Zn和Ni外其他的合金元素加入均称之青铜白铜：Ni为主加元素按成形方法：压力加工铜合金铸造铜合金四、铜合金合金化原理铜管思考题根据化学成分的不同，铜合金可分为,,三大类。纯铜又叫。纯铜含过高时，会引起“氢病”。黄铜是以为主加合金元素的铜合金，白铜则是以为主加合金元素的铜合金。根据添加的化学成分不同，青铜又分为,,。10.1黄铜brass10.1.1黄铜的牌号及表示方法牌号表示方法普通黄铜：H62表示含62%Cu、38%Zn特殊黄铜

5、：用“H”加主添元素的化学符号再加铜含量和添加元素的含量表示。如HMn58-2表示58%Cu、2%Mn铸造黄铜:用“Z”再加铜化学符号和主添元素化学符号及含量表示。如ZCuZn38：Cu为基体元素，Zn为主要合金元素，38为锌的平均质量分数1.普通黄铜组成相：Cu-Zn二元合金的状态图，有五个包晶反应和一个共析反应组成，固态存在α-Cu、β-ZnCu、δ-ZnCu、γ-Zn8Cu5、η、ε六种相。当wZn小于36％时，一般不出现δ、η、ε相。10.1.2普通黄铜图10.1Cu-Zn相图组织＜36%Z

6、n的合金为单相α黄铜，36～46%Zn合金为α+β双相黄铜，易热加工，为热加工黄铜。性能随Zn↑,导电导热性↓，线胀系数↑＜30%Zn时,随Zn↑,强度和塑性↑,δ达到最高值;＞32%Zn时，由于出现脆性β′相，塑性↓，强度↑,在45%Zn时达最大值2.黄铜合金组织性能图10.2单相黄铜的显微组织图10.3双相黄铜的显微组织(a)铸态(b)经过形变与再结晶退火后不同电流强度下合金铸锭的宏观组织（a）I=0A（b）I=100A图9不同电流强度下合金铸锭的微观组织（a）I=0A横截面上部（b）I=0A横

7、截面中部（c）I=0A横截面下部（g）I=100A横截面上部（h）I=100A横截面中部（i）I=100A横截面下部黄铜力学性能与Zn量有关，含锌量超过45%的铜锌合金无实用价值图9.5微量元素对28％Zn黄铜中温脆性的影响。1－28％Zn，2－0.15％Ce，3－0.05％Ce图10.4图10.5黄铜有良好的铸造性能，即流动性高，偏析倾向小，适用于铸造复杂和精致的铸造制品。H96、H90等：有金色黄铜之称。导热性、抗蚀性好。用于冷凝器、散热器和工艺品等H70、H68：为三七黄铜。强度较高，塑性好，

8、用于冷冲压、深拉伸的形状复杂件。大量用于弹壳，所以也称为弹壳黄铜。Zn?H62、H59：强度高，塑性也好，常、用于水管、油管，也称为商业黄铜。在普通黄铜的基础上加入Al、Fe、Si、Mn、Pb、Sn、Ni等元素形成特殊黄铜。Al、Sn、Mn、Ni可提高抗蚀性和耐磨性，Si改善铸造性能。加工特殊黄铜的牌号如HPb59-1.特殊黄铜强度、耐蚀性比普通黄铜好，铸造性能改善。黄铜制品黄铜棒10.1.3特殊黄铜Zn当量WW=（A+∑CK）/（A+B+∑CK）x100%A、B为Z