黃銅H96 H90黃銅卷帶

•  （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， 是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。

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　　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。

　　（1）鋅當量系數 復雜黃銅的組織，可根據黃銅中加入元素的“鋅當量系數”來推算。因為在銅鋅合金中加入少量其他合金元素，通常只是使Cu-Zn狀態圖中的α/（α+β）相區向左或向右移動。所以特殊黃銅的組織，通常相當于普通黃銅中增加或減少了鋅含量的組織。例如，在Cu-Zn合金中加入1%硅后的組織，即相當于在Cu-Zn合金中增加10%鋅的合金組織。所以硅的“鋅當量”為10。硅的“鋅當量系數”最大，使Cu-Zn系中的α/（α+β）相界顯著移向銅側，即強烈縮小α相區。鎳的“鋅當量系數”為負值，即擴大α相區。

　　（2）特殊黃銅的性能 特殊黃銅中的α相及β相是多元復雜固溶體，其強化效果較大，而普通黃銅中的α及β相是簡單的Cu-Zn固溶體，其強化效果較低。雖然鋅當量相當，多元固溶體與簡單二元固溶體的性質是不一樣的。所以，少量多元強化是提高合金性能的一種途徑。

　　（3）幾種常用的特殊變形黃銅的組織和壓力加工性能

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鉛黃銅：鉛實際不溶于黃銅內，呈游離質點狀態分布在晶界上。鉛黃銅按其組織有α和（α+β）兩種。α鉛黃銅由于鉛的有害作用較大，高溫塑性很低，故只能進行冷變形或熱擠壓。（α+β）鉛黃銅在高溫下具有較好的塑性，可進行鍛造。

錫黃銅：黃銅中加入錫，可明顯提高合金的耐熱性，特別是提高抗海水腐蝕的能力，故錫黃銅有“海軍黃銅”之稱。

　　錫能溶入銅基固溶體中，起固溶強化作用。但是隨著含錫量的增加，合金中會出現脆性的r相（CuZnSn化合物），不利于合金的塑性變形，故錫黃銅的含錫量一般在0.5%～1.5%范圍內。

　　常用的錫黃銅有HSn70-1，HSn62-1，HSn60-1等。前者是α合金，具有較高的塑性，可進行冷、熱壓力加工。后兩種牌號的合金具有（α+β）兩相組織，并常出現少量的r相，室溫塑性不高，只能在熱態下變形。

　　錳黃銅：錳在固態黃銅中有較大的溶解度。黃銅中加入1%～4%的錳，可顯著提高合金的強度和耐蝕性，而不降低其塑性。

　　錳黃銅具有（α+β）組織，常用的有HMn58-2，冷、熱態下的壓力加工性能相當好。

　　鐵黃銅：鐵黃銅中，鐵以富鐵相的微粒析出，作為晶核而細化晶粒，并能阻止再結晶晶粒長大，從而提高合金的機械性能和工藝性能。鐵黃銅中的鐵含量通常在1.5%以下，其組織為（α+β），具有高的強度和韌性，高溫下塑性很好，冷態下也可變形。常用的牌號為Hfe59-1-1。

鎳黃銅：鎳與銅能形成連續固溶體，顯著擴大α相區。黃銅中加入鎳可顯著提高黃銅在大氣和海水中的耐蝕性。鎳還能提高黃銅的再結晶溫度，促使形成更細的晶粒。

　　HNi65-5鎳黃銅具有單相的α組織，室溫下具有很好的塑性，也可在熱態下變形，但是對雜質鉛的含量必須嚴格控制，否制會嚴重惡化合金的熱加工性能。 

•  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。