[拼音]：tonghejin

[外文]：copper alloys

以銅為基加入一定量的其他元素組成的合金。銅合金是歷史上應(yīng)用最早和最主要的合金之一。傳統(tǒng)上銅合金分為紫銅、黃銅、白銅、青銅四大類。按成型方法又可分為變形銅合金和鑄造銅合金。四種主要銅合金系的相圖、成分和力學(xué)性能（退火態(tài)）的關(guān)系見圖1。

紫銅

因呈紫紅色而得名。它不一定是純銅，有時(shí)還加入少量脫氧元素或其他元素，以改善材質(zhì)和性能，因此也歸入銅合金。中國(guó)紫銅加工材按成分可分為：普通紫銅(T1、T2、T3、T4)、無(wú)氧銅（TU1、TU2和高純、真空無(wú)氧銅）、脫氧銅（TUP、TUMn）、添加少量合金元素的特種銅（砷銅、碲銅、銀銅）四類。紫銅的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率僅次于銀，廣泛用于制作導(dǎo)電、導(dǎo)熱器材。紫銅在大氣、海水和某些非氧化性酸（鹽酸、稀硫酸）、堿、鹽溶液及多種有機(jī)酸（醋酸、檸檬酸）中，有良好的耐蝕性，用于化學(xué)工業(yè)。另外，紫銅有良好的焊接性，可經(jīng)冷、熱塑性加工制成各種半成品和成品。20世紀(jì)70年代，紫銅的產(chǎn)量超過(guò)了其他各類銅合金的總產(chǎn)量。

紫銅中的微量雜質(zhì)對(duì)銅的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能有嚴(yán)重影響。雜質(zhì)元素對(duì)電導(dǎo)率的影響見圖2。其中鈦、磷、鐵、硅等顯著降低電導(dǎo)率，而鎘、鋅等則影響很小。氧、硫、硒、碲等在銅中的固溶度很小，可與銅生成脆性化合物，對(duì)導(dǎo)電性影響不大，但能降低加工塑性。普通紫銅在含氫或一氧化碳的還原性氣氛中加熱時(shí)，氫或一氧化碳易與晶界的氧化亞銅(Cu₂O)作用，產(chǎn)生高壓水蒸氣或二氧化碳?xì)怏w，可使銅破裂。這種現(xiàn)象常稱為銅的“氫病”。氧對(duì)銅的焊接性有害。鉍或鉛與銅生成低熔點(diǎn)共晶，使銅產(chǎn)生熱脆；而脆性的鉍呈薄膜狀分布在晶界時(shí)，又使銅產(chǎn)生冷脆。磷能顯著降低銅的導(dǎo)電性，但可提高銅液的流動(dòng)性，改善焊接性。適量的鉛、碲、硫等能改善可切削性。紫銅退火板材的室溫抗拉強(qiáng)度為22～25公斤力／毫米²，伸長(zhǎng)率為45～50％，布氏硬度（HB）為35～45。

黃銅

以鋅為主要合金元素的銅基合金，因常呈黃色而得名。黃銅色澤美觀，有良好的工藝和力學(xué)性能，導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性較高，在大氣、淡水和海水中耐腐蝕，易切削和拋光，焊接性好且價(jià)格便宜。常用于制作導(dǎo)電、導(dǎo)熱元件，耐蝕結(jié)構(gòu)件，彈性元件，日用五金及裝飾材料等，用途廣泛。

簡(jiǎn)單黃銅

二元銅鋅合金稱為簡(jiǎn)單黃銅。隨著含鋅量的增加，其色澤由金紅向黃、金黃、白色逐漸變化。鋅和銅能形成α、β、γ、δ、ε、η等六個(gè)相。工業(yè)上常用的有α黃銅、(α＋β)黃銅和β黃銅三類，含鋅量一般不超過(guò)50％。其中H62、H68黃銅具有高的塑性和強(qiáng)度，成型性好，應(yīng)用廣泛，可制作各種復(fù)雜的冷沖件和深沖件，波導(dǎo)管和冷凝器用管件，機(jī)械和電器用零件。H70黃銅也稱“炮銅”，主要用于制作彈殼及管材。有殘余內(nèi)應(yīng)力的黃銅制品，長(zhǎng)期存放于含氨氣或二氧化硫等介質(zhì)中，會(huì)產(chǎn)生沿晶或穿晶破裂。此現(xiàn)象稱為應(yīng)力腐蝕破裂或季節(jié)裂紋（季裂），可用低溫退火消除。含鋅量高于20％的高鋅黃銅，易發(fā)生脫鋅腐蝕，可加入適量的砷、硅、磷、銻等加以抑制。

復(fù)雜黃銅

為改善簡(jiǎn)單黃銅的性能而加入1～5％的錫、鉛、鋁、硅、鐵、錳、鎳等元素的合金稱為“復(fù)雜黃銅”，并在黃銅的名稱上冠以所加元素，稱為錫黃銅、鉛黃銅、鋁黃銅、錳黃銅、鋁錳黃銅等。錫能抑制脫鋅腐蝕，提高黃銅的耐蝕性。錫黃銅在海水和淡水中均耐蝕，故有“海軍黃銅”之稱。鉛在黃銅中的固溶度極小，呈游離質(zhì)點(diǎn)分布于基體，能使切屑碎裂并起潤(rùn)滑作用，從而改善材料的可切削性和耐磨性。鋁起固溶強(qiáng)化作用，使表面形成有保護(hù)作用的氧化鋁膜。某些鋁黃銅經(jīng)適當(dāng)處理后，還可具有形狀記憶效應(yīng)及消震能力。硅黃銅有較高的耐蝕性、力學(xué)和鑄造性能，抗應(yīng)力腐蝕能力強(qiáng)。鎳黃銅具有較高的強(qiáng)度、韌性、耐蝕性，能承受冷、熱塑性加工。

白銅

以鎳為主要合金元素的銅基合金，因多數(shù)呈銀白色而得名。銅和鎳能無(wú)限互溶形成連續(xù)固溶體。銅中加鎳能顯著提高耐蝕性、強(qiáng)度、硬度、電阻、熱電勢(shì)，并降低電阻率溫度系數(shù)。在銅合金中，白銅因耐蝕性優(yōu)異，且易于塑性加工和焊接，廣泛用于造船、石油、化工、電力、精密儀表、醫(yī)療器械等部門作耐蝕結(jié)構(gòu)件。某些白銅還有特殊的電學(xué)性能，可制作電阻元件、熱電偶材料和補(bǔ)償導(dǎo)線。

白銅可分為簡(jiǎn)單白銅和復(fù)雜白銅兩類。按用途又可分為結(jié)構(gòu)白銅和精密電阻合金用白銅。在結(jié)構(gòu)白銅中，最常用的是B30、B10和鋅白銅，另外，還有鋁白銅、鐵白銅和鈮白銅等。典型白銅的成分和性能見表2。B30在白銅中耐蝕性最強(qiáng)，但價(jià)格較貴。鋁白銅的性能同B30接近，價(jià)格低廉，可作B30的代用品。鋅白銅于 15世紀(jì)時(shí)就已在中國(guó)生產(chǎn)使用，被稱為“中國(guó)銀”，所謂鎳銀或德銀也屬此類鋅白銅。這種合金具有高的強(qiáng)度和耐蝕性，彈性也較好，外表美觀，價(jià)格低廉。在精密電阻用白銅中，重要的有BMn 3-12錳銅、BMn 40-1.5康銅、BMn 43-0.5考銅以及以錳代鎳的新康銅(又稱無(wú)鎳錳白銅，含錳10.8～12.5％、鋁2.5～4.5％、鐵1.0～1.6％)。這類合金具有高的電阻率和低的電阻率溫度系數(shù)，適于制作標(biāo)準(zhǔn)電阻和精密電阻元件?？点~和考銅的熱電勢(shì)高，還可用作熱電偶和補(bǔ)償導(dǎo)線。

青銅

除黃銅和白銅外，其余的銅合金都稱為青銅。青銅前面常冠以主要合金元素的名稱，如錫青銅、鋁青銅、鈹青銅、鈦青銅等。用量最大的是錫青銅和鋁青銅。強(qiáng)度最高的是鈹青銅。與黃銅相比，青銅具有更高的力學(xué)性能（表3）和耐蝕性，但價(jià)格較貴。與白銅相比，青銅的力學(xué)性能較高，但在某些條件下，耐蝕性不如白銅。在銅合金中青銅的綜合性能較好，常用于制造耐蝕性能好和強(qiáng)度高的零件、耐蝕彈性元件、導(dǎo)電和抗蠕變性能好的零件等。

錫青銅

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(guò) 8％，有時(shí)還添加磷、鉛、鋅等元素。磷是良好的脫氧劑，還能改善流動(dòng)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。

鋁青銅

含鋁量一般不超過(guò)11.5％，有時(shí)還加入適量的鐵、鎳、錳等元素，以進(jìn)一步改善性能。鋁青銅可熱處理強(qiáng)化，其強(qiáng)度比錫青銅高，抗高溫氧化性也較好。

鈹青銅

含鈹量不超過(guò)2.5％，可沉淀硬化。其主要特性是：強(qiáng)度和硬度高，彈性好，耐疲勞，導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好，無(wú)鐵磁性，沖擊時(shí)不生火花，是重要的彈性和工具材料。但鈹有毒，且鈹青銅價(jià)格貴，可切削性差。

鈦青銅

性能接近于鈹青銅，價(jià)格便宜，無(wú)毒，可作為鈹青銅的代用品。

其他青銅

硅青銅耐蝕性好（特別耐酸），低溫性能好，可制作輸酸管道、低溫容器、耐酸耐磨零件等。鋯青銅、鉻青銅和鎘青銅等適于制作在高溫工作的導(dǎo)電零件。

參考文章

• 銅合金鍍件電鍍前廢水處理技術(shù)廢水治理
• 常規(guī)水穩(wěn)劑對(duì)HSn70 1A銅合金的腐蝕性能研究廢水治理

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標(biāo)簽：銅合金

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文章名稱：《銅合金》

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