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純銅是玫瑰紅色金屬,表面形成氧化銅膜后呈紫色,故工業純銅常稱紫銅或電解銅。密度為8-9g/cm3,熔點1083°C。純銅導電性很好,大量用于制造電線、電纜、電刷等;導熱性好,常用來制造須防磁性干擾的磁學儀器、儀表,如羅盤、航空儀表等;塑性極好,易于熱壓和冷壓力加工,可制成管、棒、線、條、帶、板、箔等銅材。純銅產品有冶煉品及加工品兩種。
磷青銅
磷銅(磷青銅)(錫青銅)(錫磷青銅)由青銅添加脫氣劑磷P含量0.03~0.35%,錫含量5~8%.及其它微量元素如鐵Fe,鋅Zn等組成延展性,耐疲勞性均佳可用于電氣及機械材料,可靠度高于一般銅合金制品. 青銅 原指銅錫合金﹐后除黃銅﹑白銅以外的銅合金均稱青銅﹐并常在青銅名字前冠以第一主要添加元素的名。錫青銅的鑄造性能﹑減摩性能好和機械性能好﹐適合於制造軸承﹑蝸輪﹑齒輪等
青銅
青銅是歷史上應用最早的一種合金,原指銅錫合金,因顏色呈青灰色,故稱青銅。為了改善合金的工藝性能和機械性能,大部分青銅內還加入其它合金元素,如鉛、鋅、磷等。由于錫是一種稀缺元素,所以工業上還使用許多不含錫的無錫青銅,它們不僅價格便宜,還具有所需要的特種性能。無錫青銅主要有鋁青銅、鈹青銅、錳青銅、硅青銅等。此外還有成份較為復雜的三元或四元青銅。現在除黃銅和白銅(銅鎳合金)以外的銅合金均稱為青銅。
錫青銅有較高的機械性能,較好的耐蝕性、減摩性和好的鑄造性能;對過熱和氣體的敏感性小,焊接性能好,無鐵磁性,收縮系數小。錫青銅在大氣、海水、淡水和蒸汽中的抗蝕性都比黃銅高。鋁青銅有比錫青銅高的機械性能和耐磨、耐蝕、耐寒、耐熱、無鐵磁性,有良好的流動性,無偏析傾向,可得到致密的鑄件。在鋁青銅中加入鐵、鎳和錳等元素,可進一步改善合金的各種性能。青銅也分為壓力加工和鑄造產品兩大類。
白銅
以鎳為主要添加元素的銅基合金呈銀白色,稱為白銅。銅鎳二元合金稱普通白銅,加錳、鐵、鋅和鋁等元素的銅鎳合金稱為復雜白銅,純銅加鎳能顯著提高強度、耐蝕性、電阻和熱電性。工業用白銅根據性能特點和用途不同分為結構用白銅和電工用白銅兩種,分別滿足各種耐蝕和特殊的電、熱性能。
鈹青銅
鈹青銅是一種含鈹銅基合金(Be0.2~2.75%wt%),在所有的鈹合金中是用途最廣的一種, 其用量在當今世界已超過鈹消費總量的70%。鈹青銅是沉淀硬化型合金,固溶時效處理后具有很高強度、硬度、彈性極限和疲勞極限,彈性滯后小,并具有耐蝕(鈹青銅合金在海水中耐蝕速度:(1.1-1.4)×10-2mm/年。邦福腐蝕深度:(10.9-13.8)×10-3mm/年。)腐蝕后,鈹青銅合金強度、延伸率均無變化,故在還水中可保持40年以上,鈹銅合金是海底電纜中繼器構造體不可替代的材料。在硫酸介質中:鈹青銅在小于80%濃度的硫酸中(室溫)年腐蝕深度為0.0012-0.1175mm,濃度大于80%則腐蝕稍加快。
、耐磨、 耐低溫、無磁性、高的導電性、沖擊無火花等特點。同時還具有較好的流動性和重現精細花紋的能力。由于鈹銅合金的諸多優越性能,使其在制造業獲得了廣泛的應用。
錫青銅
以錫為主要合金元素的青銅。含錫量一般在3~14%之間,主要用于制作彈性元件和耐磨零件。變形錫青銅的含錫量不超過 8%,有時還添加磷、鉛、鋅等元素。磷是良好的脫氧劑,還能改善流動性和耐磨性。錫青銅中加鉛可改善可切削性和耐磨性,加鋅可改善鑄造性能。這種合金具有較高的力學性能、減磨性能和耐蝕性,易切削加工,釬焊和焊接性能好,收縮系數小,無磁性。可用線材火焰噴涂和電弧噴涂制備青銅襯套、軸套、抗磁元件等涂層。
鋁青銅
含鋁量一般不超過11.5%,有時還加入適量的鐵、鎳、錳等元素,以進一步改善性能。鋁青銅可熱處理強化,其強度比錫青銅高,抗高溫氧化性也較好。 有較高的強度 良好的耐磨性 用于強度比較高的螺桿、螺帽、銅套、密封環等,和耐磨的零部件,最突出的特點就是其良好的耐磨性。 為含有鐵、錳元素的鋁青銅有高的強度和耐磨性,經淬火、回火后可提高硬度,有較好的高溫耐蝕性和抗氧化性在大氣、淡水和海水中抗蝕性很好,可切削性尚可,可焊接不易纖焊,熱態下壓力加工良好。
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普通黃銅
(1)普通黃銅的室溫組織 普通黃銅是銅鋅二元合金,其含鋅量變化范圍較大,因此其室溫組織也有很大不同。根據Cu-Zn二元狀態圖(圖6),黃銅的室溫組織有三種:含鋅量在35%以下的黃銅,室溫下的顯微組織由單相的α固溶體組成,稱為α黃銅;含鋅量在36%~46%范圍內的黃銅,室溫下的顯微組織由(α+β)兩相組成,稱為(α+β)黃銅(兩相黃銅);含鋅量超過46%~50%的黃銅,室溫下的顯微組織僅由β相組成,稱為β黃銅。
(2)壓力加工性能
α單相黃銅(從H96至H65)具有良好的塑性,能承受冷熱加工,但α單相黃銅在鍛造等熱加工時易出現中溫脆性,其具體溫度范圍隨含Zn量不同而有所變化,一般在200~700℃之間。因此,熱加工時溫度應高于700℃。單相α黃銅中溫脆性區產生的原因主要是在Cu-Zn合金系α相區內存在著Cu3Zn和Cu9Zn兩個有序化合物,在中低溫加熱時發生有序轉變,使合金變脆;另外,合金中存在微量的鉛、鉍有害雜質與銅形成低熔點共晶薄膜分布在晶界上,熱加工時產生晶間破裂。實踐表明,加入微量的鈰可以有效地消除中溫脆性。
兩相黃銅(從H63至H59),合金組織中除了具有塑性良好的α相外,還出現了由電子化合物CuZn為基的β固溶體。β相在高溫下具有很高的塑性,而低溫下的β′相(有序固溶體)性質硬脆。故(α+β)黃銅應在熱態下進行鍛造。含鋅量大于46%~50%的β黃銅因性能硬脆,不能進行壓力加工。
(3)力學性能 黃銅中由于含鋅量不同,機械性能也不一樣,黃銅的機械性能隨含鋅量不同而變化的曲線。對于α黃銅,隨著含鋅量的增多,σb和δ均不斷增高。對于(α+β)黃銅,當含鋅量增加到約為45%之前,室溫強度不斷提高。若再進一步增加含鋅量,則由于合金組織中出現了脆性更大的r相(以Cu5Zn8化合物為基的固溶體),強度急劇降低。(α+β)黃銅的室溫塑性則始終隨含鋅量的增加而降低。所以含鋅量超過45%的銅鋅合金無實用價值。
普通黃銅的用途極為廣泛,如水箱帶、供排水管、獎章、波紋管、蛇形管、冷凝管、彈殼及各種形狀復雜的沖制品、小五金件等。隨著鋅含量的增加從H63到H59,它們均能很好地承受熱態加工,多用于機械及電器的各種零件、沖壓件及樂器等處。
特殊黃銅
為了提高黃銅的耐蝕性、強度、硬度和切削性等,在銅-鋅合金中加入少量(一般為1%~2%,少數達3%~4%,極個別的達5%~6%)錫、鋁、錳、鐵、硅、鎳、鉛等元素,構成三元、四元、甚至五元合金,即為復雜黃銅,亦稱特殊黃銅。
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