第十章 铜合金
3、铍青铜(Cu-Bi) 铍溶于铜中形成α固溶体。铍在铜中的溶 解度随温度变化很大，在866℃时最大溶 解度为2.7％，而在室温下仅为0.2％。因 此铍青铜能发生时效硬化。铍青铜（ 1.7 ％～ 25 ％）在淬火状态下塑性好，可进 行冷变形和切削加工，制成零件经人工 时效处理后，获得很高的强度和硬度： αb 达 1200MPa ～ 1500MPa ， 硬 度 达 350HB～400HB，超过其他铜合金。
三、白铜(Cu-Ni) 普通白铜仅含铜和镍，其编号为B十镍的 平均质量分数。“ B” 为“白铜”。例如， B19表示W(Ni)=19％的普通白铜。 普通白铜中加入锌、锰、铁等元素后分 别叫做锌白铜、锰白铜、铁白铜。编号 方法为：B+其他元素符号+镍的平均质量 分数 + 其他元素平均质量分数。例如， BZn15 － 20 表 示 含 w(Ni)=15 ％ 、 w(Zn)=20％的锌白铜。
概 述
铜的密度为 8.94×103 kg ／ m3 ，是重有 色金属。铜及其合金是电力、电机、电工 仪器和航海造船工业不可缺少的材料。 铜及铜合金有下列特性： （1）优异的物理、化学性能 纯铜及铜合金的导电性、导热性极佳。铜 及铜合金耐大气和水的腐蚀。铜是抗磁性 物质。
（2）良好的加工性能 铜及其某些合金塑性加工性能优良，切 削加工性能优良，铸造铜合金有很好的 铸造性能。铜及铜合金焊接性能好。 （3）某些特殊机械性能 例如优良的减摩性和耐磨性（如青铜及 部分黄铜），抗卡咬，高的弹性极限和 疲劳极限（如铍青铜等），弹性稳定。
在固态下，铜与镍无限固溶，因此工业 白铜的组织为单相α固溶体。它有较好的 强度和优良的塑性，能进行冷、热变形。 冷变形能提高强度和硬度。它的抗蚀性 很好，电阻率较高。 主要用于制造船舶仪器零件、化工机械 零件及医疗器械等。锰含量高的锰白铜 可制作热电偶丝。
思考题
1、铜及铜合金的特性有哪些？ 2、工业纯铜有哪些分类和用途？ 3、铜合金有哪些分类及特点？
1、锡青铜(Cu-Sn) 在一般铸造状态下，锡质量分数低于 6 ％ 的锡青铜能获得α单相组织，具有面心立 方晶格，塑性良好，容易冷、热变形。 锡青铜的铸造收缩率很小，可铸造形状复 杂的零件。锡青铜在大气、海水、淡水以 及蒸气中的抗蚀性比纯铜和黄铜好。 锡青铜在造船、化工、机械、仪表等工业 中广泛应用，主要制造轴承、轴套等耐磨 零件和弹簧等弹性元件，以及抗蚀、抗磁 零件等。
二、杂质元素对铜塑性的影响 1 、铋 (Bi) 或铅 (Pb) 与铜形成富铋或铅的 低熔点共晶，其共晶温度相应为 270℃ 和 326℃，在晶界形成液膜，造成铜的 热脆。 2、铋和锑等元素与铜的原子尺寸差别大， 含微量铋或锑的稀固溶体中即引起较大 点阵畸，驱使铋和锑在铜晶界产生强烈 的晶界偏聚，使晶界原子结合弱化，产 生强烈的晶界脆化倾向。
轴承合金
轴承合金是制造滑动轴承中的轴瓦及内 衬的材料。轴承支撑着轴，当轴旋转时， 轴瓦和轴发生强烈的摩擦，并承受轴颈 传给的周期性载荷。 轴瓦材料不能选用高硬度的金属，以免 使轴颈受到磨损；也不能选用软的金属， 防止承载能力过低。因此轴承合金应既 软又硬，组织的特点是：在软基体上分 布硬质点，或者在硬基体上分布软质点。
四、铜合金中的马氏体型相变 许多铜合金中都存在可逆马氏体转变， 如 Cu-Al、Cu-Al-Ni、Cu-Zn、Cu-Zn-Al、 Cu-Zn-Si 、 Cu-Zn-Sn 、 Cu-Al-Ni 等合金 系。 在 Cu-Al-Ni 等合金中得到马氏体，是热 弹性马氏体。热弹性马氏体在受外力作 用下时发生变形，当受到变形的马氏体 重新加热到逆转变温度 A1 以上时，转变 回母相，并且恢复到母相原始状态的形 状，即产生形状记忆效应。
3 、含氧铜在还原性气氛中退火，
氢渗入与氧作用生成水蒸气，这会 造成很高的内压力，引起微裂纹， 在加工或服役中发生破裂。故对无 氧铜要求w(O)<0.003％。
三、 工业纯铜的分类及应用 按氧的含量和生产方式不同可以分成 a. 纯铜， b. 无氧铜，c.脱氧铜三类。 1、工业纯铜分为四种：T1、T2、T3、T4。编号 越大，纯度越低。 T1 和 T2 的氧含量较低，用于 导电合金； T3 和 T4 含氧较高， w(O)<0.1 ％，一 般用做铜材。纯铜还用于印刷电路、集成电路。 2 、工业纯铜的氧含量 w(O)< 0.01 ％的称为无氧 铜，以TU1和TU2表示，用做电真空器件。 3 、 TUP 为磷脱氧铜，用做焊接铜材，制作热交 换器、排水管、冷凝管等。TUMn为锰脱氧铜， 用于电真空器件。
4、硅青铜(Cu-Si) 以硅为主要合金元素的铜合金称硅青铜。 硅青铜的机械性能比锡青铜好，且价格稍 低。它有很好的铸造性能和冷、热压力加 工性能。硅在铜中的最大溶解度为4.6％， 室温时降为3％。硅青铜中加入镍，因形 成金属间化合物Ni2Si，可进行淬火时效处 理，获得较高的强度和硬度。 含镍硅青铜的导电性、抗蚀性、耐热性都 很高，广泛应用于航空工业。硅青铜可制 作弹簧、齿轮、蜗杆等耐蚀、耐磨零件。
第二节 工业纯铜
工业纯铜呈紫红色，又称紫铜 。 一、工业纯铜的性能 1、工业纯铜的导电性和导热性仅次于银。 2、铜的电极电位较正，可在大气、淡水、 水蒸气及低速海水等介质中工作。 3、铜是无磁性，常用来制造不受磁场干 扰的磁学仪器。 4、铜有极高的塑性，能承受很大的变形 量而不发生破裂。
铝青铜的结晶温度范围很小，流动性好， 缩孔集中，易获得致密的铸件，并且不 形成枝晶偏析。 铝青铜的耐蚀性优良，在大气、海水、 碳酸及大多数有机酸中的耐蚀性，均比 黄铜和锡青铜高。铝青铜的耐磨性亦比 黄铜和锡青铜好。 铝青铜可制造大型蜗轮、海船用螺旋桨 等在复杂条件下工作的高强度抗磨零件。
黄铜还有优良的铸造性能。黄铜的耐蚀 性比较好，与纯铜接近。 常用单相黄铜的牌号有 H80 、 H70 、 H68 等。“ H” 为“黄铜”，数字表示平均铜 质量分数。由于塑性很好，这类黄铜适 于制作冷轧板材、冷拉线材、管材及形 状复杂的深冲零件。 双相黄铜的牌号有H62、H59等，因可进 行热变形，通常热轧成棒材、板材。这 类黄铜也可铸造。
2、复杂黄铜 为了获得更高的强度、抗蚀性和良好
的铸造性能，在铜锌合金中加入铝、 铁、硅、锰、镍等元素，形成各种复 杂黄铜：铅黄铜、锡黄铜、铝黄铜、 硅黄铜、锰黄铜、铁黄铜及镍黄铜等。 复杂黄铜分压力加工黄铜和铸造黄铜 两类。
二、青铜 含锡、铝、硅、铅、铍、锰等的铜基
合金外观多为棕绿色，工业上统称为 青铜。 青铜的编号方法是：Q十主加元素符 号十主加元素质量分数十其他元素质 量分数。“ Q”为“青铜”。例如， QSn4-3 表 示 含 w （ Sn ） =4 ％ 、 w （ Zn） =3 ％、其余为Cu的锡青铜。 铸造青铜是在编号前加“Z”字。
第一节 铜中的合金元素
一、铜基固溶体 合金元素镍、金、锰在铜中无限固溶，其 它合金元素为有限溶解。 合金元素的固溶强化效应大小顺序为： 锡、锑、铟 > 金、锰、锗 > 镍、硅、锌 溶质元素均使铜的导热率有较大的降低。 其中，磷、硅、铁、钴、铍、铝、锰、砷 及锑均强烈降低铜的导电性及导热性。
第三节 铜合金
铜合金按色泽分黄铜、青铜和白铜三大类。 一、黄铜(Cu-Zn) 1、普通黄铜 铜锌二元合金。α相是锌溶于 铜中的固溶体，具有面心立方晶格，塑性 好，可以进行冷、热加工，并有优良的锻 造、焊接和镀锡能力。β相是以电子化合物 CuZn为基的无序固溶体，具有体心立方晶 格，塑性好，可进行热加工。工业黄铜的 实际锌含量多不超过 47 ％，其退火组织可 以是单相 α 或双相 α+β ，并分别称为 α 黄铜 （或单相黄铜）和双相黄铜。
铍青铜的弹性极限、疲劳极限都很高， 耐磨性和抗蚀性也很优异。它有良好的 导电性和导热性，并有无磁性、耐寒、 受冲击时不产生火花等一系列优点，但 价格较贵。 铍青铜主要用于制作精密仪器的重要弹 簧和其他弹性元件，钟表齿轮，高速高 压下工作的轴承及衬套等耐磨零件，以 及电焊机电极、防爆工具、航海罗盘等 重要机件。
二、铜合金中的强化相
1、γ2-CuBe（电子相） 3、Ni2Si
2、Cr2Zr（同时有高的导电率） 4、NiAl或NiAl2
5、Cu3Ti
三、铜合金的退火硬化现象 在铜基固溶体中，w（Zn）>10％的
黄铜、w（Al）>4％的铝青铜、w （Ni）>30％的白铜，经固溶退火 后，硬度明显升高，弹性极限升高。 其原因目前尚无定论。
ZQSn10-1的成分为w(Sn)=10％、w(Pb)=1 ％，其余为Cu。显微组织为α＋δ＋Cu3Pb。 α固溶体为软基体，δ相、Cu3Pb为硬质点。 运转时软基体受磨损而凹陷，硬质点将凸 出于基体上，使轮和轴瓦的接触面积减小， 而凹坑能储存润滑油，降低轴和轴瓦之间 的摩擦系数，减少轴和轴承的磨损。软基 体还能承受冲击和震动。 该合金具有高的强度，适于制造高速度、 高载荷的柴油机轴承。
2、铝青铜(Cu-Al) 铝青铜的机械性能比黄铜和锡青铜高。 在铸造状态下，开始时随铝质量分数的 增加强度和塑性都增大，在 10 ％左右时 强度最高，多在铸态或经热加工后使用。 铝质量分数 5 ％～ 7 ％的铝青铜塑性最好， 适于冷加工。大于 7 ％～ 8 ％后，塑性急 剧降低。因此实际应用的铝青铜的铝质 量分数一般在5％～12％之间。
《铜及铜合金》课件
火法冶金
• 火法冶金是指将矿石或精矿在高温下进行熔炼，以提取有价金 属的冶金过程。火法冶金包括烧结、熔炼、吹炼、精炼等工序 ，铜的火法冶金通常采用反射炉、鼓风炉、电炉等设备。
湿法冶金
• 湿法冶金是指利用溶液中不同金属离子化学性质的差异，通过化学反应将有价金属从溶液中提取出来的方法。湿法冶金包 括浸出、净化、萃取、电解等工序，铜的湿法冶金通常采用硫酸浸出、氨浸出等方法。
铜及铜合金在某些环境中具有 良好的耐腐蚀性，如海洋环境
、大气环境等。
抗氧化性
铜及铜合金在高温环境下容易 氧化，生成氧化铜或碱式碳酸 铜。
化学反应活性
铜及铜合金在某些化学反应中 具有较高的反应活性，如氧化 还原反应等。
与酸、碱的反应
铜及铜合金与酸、碱等物质反 应，生成相应的盐类物质。
力学性能
强度与硬度
中国铜及铜合金市场现状
中国铜及铜合金消费量
01
中国是全球最大的铜及铜合金消费国，消费量占全球总消费量
的比例逐年上升。
中国铜及铜合金生产量
02
中国是全球最大的铜及铜合金生产国，生产量占全球总生产量
的比例逐年上升。
中国铜及铜合金进出口情况
03
中国铜及铜合金的进出口量较大，进出口市场受国内外经济形
势、汇率波动等多种因素影响。
05
铜及铜合金的腐蚀与防护
腐蚀类型和机理
电化学腐蚀
应力腐蚀
铜合金中的不同金属元素具有不同的电位 ，在电解质溶液中形成原电池，导致电化 学腐蚀。
在应力和特定环境因素的共同作用下，如 腐蚀介质和拉伸应力，铜合金容易发生应 力腐蚀开裂。
摩擦腐蚀
接触腐蚀
在摩擦过程中，由于机械作用和接触表面 间的相对运动，导致金属表面损伤和腐蚀 。
cusn10pb10铜合金 材料参数
cusn10pb10铜合金材料参数Cusn10pb10铜合金是一种常用的铜基合金材料。
它由铜、锡和铅组成，具有良好的机械性能和耐蚀性，广泛应用于各个领域。
本文将从材料参数、物理性能、机械性能和应用领域等方面介绍Cusn10pb10铜合金。
一、材料参数Cusn10pb10铜合金的化学成分为10%锡、10%铅和80%铜。
其中，锡的添加可以提高合金的硬度和耐磨性，铅的添加则有助于提高合金的可铸性和润滑性。
此外，合金中的铜具有良好的导电性和导热性，使得Cusn10pb10铜合金在电子和电气行业有着广泛的应用。
二、物理性能Cusn10pb10铜合金具有良好的物理性能。
它的密度约为8.8g/cm³，比铝略高，比钢略低。
合金的熔点约为900℃，热膨胀系数为17×10-6/℃。
此外，Cusn10pb10铜合金具有良好的导电性和导热性，是一种优良的导电材料。
三、机械性能Cusn10pb10铜合金具有良好的机械性能。
在室温下，合金的抗拉强度约为200-250MPa，屈服强度约为120-180MPa。
此外，合金还具有较高的硬度和耐磨性，适用于制作耐磨零件和摩擦副。
四、应用领域Cusn10pb10铜合金由于其优异的性能，在各个领域都有广泛的应用。
首先，在船舶制造中，Cusn10pb10铜合金常用于制作铜合金螺旋桨和轴承等耐蚀零件。
其次，在电子和电气行业，合金常用于制作电子接触件、导线和电缆等导电材料。
此外，Cusn10pb10铜合金还广泛应用于汽车制造、机械制造和化工等领域。
Cusn10pb10铜合金是一种常用的铜基合金材料，具有良好的机械性能和耐蚀性。
它的化学成分为10%锡、10%铅和80%铜，具有良好的物理性能和机械性能。
此外，Cusn10pb10铜合金在船舶制造、电子和电气行业、汽车制造等领域有着广泛的应用。
随着科技的不断发展，Cusn10pb10铜合金的应用前景将更加广阔，为各个领域提供更多的解决方案和创新。
铜合金分类与化学成分汇总
铜合金分类与化学成分汇总铜合金是由铜和其他元素混合而成的合金。
它们具有良好的物理性能和化学性能，广泛应用于航空、航天、军工、汽车、电子、建筑和制造行业等许多领域。
根据其化学成分和性质，铜合金可以分为几个主要类别。
以下是一些常见的铜合金分类与其化学成分的汇总。
1.铜-锌合金（黄铜）：黄铜是最常见的铜合金之一，其成分主要是铜和锌。
黄铜具有良好的可锻性、良好的导热性和良好的耐腐蚀性。
根据黄铜中锌的含量不同，黄铜可以分为多个类别，如α-黄铜（含锌37-45%）、α+β-黄铜（含锌20-36%）和β-黄铜（含锌10-20%）等。
2.铜-锡合金（青铜）：青铜是铜和锡混合而成的合金。
它具有高强度、良好的抗腐蚀性和良好的可铸性。
青铜常用于制造雕塑、钟表等工艺品。
根据青铜中锡的含量不同，青铜可以分为多个类别，如锡青铜（包含锡5-20%）和高锡青铜（包含锡20-40%）等。
3.铜-铝合金：铜-铝合金是铜和铝混合而成的合金。
它具有良好的耐热性和强度，能够承受高温和高压环境。
铜-铝合金常用于制造发动机零部件、航空部件和汽车零部件等高温应用。
4.铜-镍合金：铜-镍合金是铜和镍混合而成的合金。
它具有良好的耐腐蚀性和耐磨性，广泛应用于制造电子器件、化工设备和海洋工程设备等。
根据铜和镍的比例不同，铜-镍合金可以分为多个类别，如70-30铜镍合金和90-10铜镍合金等。
5.铜-铬合金：铜-铬合金是铜和铬混合而成的合金。
它具有良好的耐腐蚀性和耐高温性能，常用于制造电线、电缆和高温设备。
铜-铬合金可以细分为多个类别，如铜合金码60和铜合金码132等。
6.铜-硅合金：铜-硅合金是铜和硅混合而成的合金。
它具有良好的耐腐蚀性和高温强度，广泛应用于制造涡轮发动机叶片、导航仪器和航空航天部件等高温应用。
除了以上列举的铜合金，还有其他许多不同成分的铜合金，如铜-锶合金、铜-锶-钡合金、铜-锆合金等。
这些铜合金根据其成分的不同，在物理性能和化学性能方面具有独特的特点和应用。
铜合金的成分及其用途
铜合金的成分及其用途1. 引言铜合金是一类由铜和其它金属或非金属元素组成的合金材料，其具有良好的导电、导热和耐腐蚀性能，广泛应用于各个领域。
2. 铜合金的成分铜合金的成分种类繁多，下面将介绍几种常见的铜合金及其主要成分。
2.1 青铜青铜是一种由铜和锡组成的合金，通常铜的含量在60%40%之间。
青铜90%之间，锡的含量在10%具有高强度、耐腐蚀、耐磨损等特点，常用于制作钟乐器、铜像、勋章等。
2.2 白铜白铜是一种由铜、锌和镍等元素组成的合金，其铜的含量一般在60%80%之间，锌的含量在40%之间，镍含量相对较少。
白铜具有白色光泽和良好的耐腐蚀性能，常用于制20%作珠宝、器皿等。
2.3 硬质铜5%之硬质铜是一种由铜和铝等元素组成的合金，其铜的含量在95%99.5%之间，铝的含量在0.5%间。
硬质铜具有高强度、耐腐蚀性能和耐磨损性能，常用于制造高速轴承、涡轮叶片等。
2.4 磷铜磷铜是一种由铜和磷组成的合金，其铜的含量在99%以上，磷的含量在0.01%~0.35%之间。
磷铜具有高导电性和高热导性，常用于制作电线、电缆、合金电极等。
2.5 铝青铜铝青铜是一种由铜、铝和铁等元素组成的合金，其铜的含量在80%12%95%之间，铝的含量在4%之间，铁含量相对较少。
铝青铜具有高强度和耐腐蚀性能，常用于制作船舶、汽车零部件等。
3. 铜合金的用途铜合金由于其良好的性能，被广泛应用于各个领域，下面将介绍几个常见的应用领域。
3.1 电气工业铜合金具有良好的导电性能，被广泛应用于电气工业。
例如，磷铜常用于制作导线、电缆，青铜常用于制作继电器、开关等。
铜合金的高导电性能可以减少能源损耗，并提供稳定的电流传输。
3.2 机械制造铜合金具有良好的耐磨损性能和强度，被广泛应用于机械制造领域。
例如，青铜常用于制作轴承、齿轮等。
铝青铜由于其高强度和良好的耐蚀性，常用于制作汽车引擎的零部件。
3.3 航空航天航空航天领域对材料的要求非常严苛，铜合金由于其高强度、低摩擦系数和良好的耐腐蚀性能，在航空航天领域得到广泛应用。
铜合金的成分及其用途
铜合金的成分及其用途
铜合金是指铜与其他金属混合形成的合金，常见的铜合金包括黄铜、
红铜、铜锌合金等。
铜合金广泛应用于工业、建筑、装饰、医疗、电子、航空等领域。
铜合金的成分主要包括铜、锌、镍、锰、铁、铝、硅等元素，不同的
成分组合可以制成不同的铜合金，这使得铜合金具有丰富多彩的性能
和用途。
黄铜是指铜和锌的合金，其主要成分为铜70%~90%和锌10%~30%。
黄铜具有黄色外观、良好的加工性能、可靠的物理性能和化学性能，
广泛应用于建筑、制造、装饰等领域。
红铜是指铜和其他独立元素的
合金，其主要成分为铜99.5%~99.95%和镍、锡、锰、铁等多种元素，具有优异的导电性、导热性、防腐性和耐磨性，广泛应用于电子、航空、化工等领域。
铜锌合金是指铜、锌、镍等元素的合金，具有良好
的韧性、耐蚀性和可加工性，广泛应用于制造机械零件、汽车部件等
领域。
除此之外，铜合金还有许多其他的应用。
例如，铝青铜是一种铜铝合金，具有高强度、耐蚀、可加工性和优异的导电性能，广泛应用于船舶、汽车、航空等领域；铜钴合金具有耐高温、抗氧化、抗腐蚀的特
性，广泛应用于航空发动机、燃气涡轮机等领域。
总之，铜合金作为一种重要的合金材料，具有广泛的用途和应用前景。
随着科技的发展，铜合金的性能不断提高，其应用范围也将不断拓展。
金属材料学复习思考题2016.5
金属材料学复习思考题（2016.05）第一章钢的合金化原理1-1名词解释（1）合金元素；（2）微合金化元素；（3）奥氏体稳定化元素；（4）铁素体稳定化元素；（5）杂质元素；（6）原位析出；（7）异位析出；（8）晶界偏聚（内吸附）；（9）二次硬化；（10）二次淬火；（11）回火脆性；（12）回火稳定性1-2 合金元素中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在α-Fe中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe 中形成无限固溶体？C相图的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？1-3简述合金元素对Fe-Fe31-4 为何需要提高钢的淬透性？哪些元素能显著提高钢的淬透性？（作业）1-5 能明显提高钢回火稳定性的合金元素有哪些？提高钢的回火稳定性有什么作用？（作业）1-6合金钢中V，Cr，Mo，Mn等所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。
1-7试解释含Mn和碳稍高的钢容易过热，而含Si的钢淬火温度应稍高，且冷作硬化率较高，不利于冷加工变形加工？（作业）1-8 V/Nb/Ti、Mo/W、Cr、Ni、Mn、Si、B等对过冷奥氏体P转变影响的作用机制。
1-9合金元素对马氏体转变有何影响？1-10如何利用合金元素来消除或预防第一次、第二次回火脆性？1-11如何理解二次硬化与二次淬火两个概念的异同之处？1-12钢有哪些强化机制？如何提高钢的韧性？（作业）1-13 为什么合金化基本原则是“复合加入”？试举两例说明复合加入的作用机理？（作业）1-14 合金元素V在某些情况下能起到降低淬透性的作用，为什么？而对于40Mn2和42Mn2V，后者的淬透性稍大，为什么？（作业）1-15 40Cr、40CrNi、40CrNiMo钢，其油淬临界淬透性直径分别为25~30 mm、40~60mm和60~100mm，试解释淬透性成倍增大的现象。
（作业）1-16在相同成分的粗晶粒和细晶粒钢中，偏聚元素的偏聚程度有什么不同？（作业）第二章工程结构钢2-1为什么普通低合金钢中基本上都含有不大于1.8%~2.0%的Mn？（作业）2-2试述碳及合金元素在低合金高强度工程结构钢中的作用，为什么考虑采用低碳？提高低合金高强度结构钢强韧性的途径是什么？2-3什么是微合金化钢？微合金化元素在微合金钢中的主要作用有哪些？2-4 V、Nb、Ti这三种微合金元素在低碳（微）合金工程结构钢中，作用有何不同？（作业）2-5针状铁素体钢的合金化、组织和性能特点？2-6低碳贝氏体钢的合金化有何特点？2-7汽车工业用的高强度低合金双相钢，其成分、组织和性能特点是什么？（作业）第三章机械制造结构钢3-1名词解释：1）液析碳化物；2）网状碳化物；3）水韧处理3-2 调质钢和非调质钢在成分、生产工艺、组织和性能方面的异同何在？3-3弹簧钢为什么要求较高的冶金质量和表面质量？为什么弹簧钢中碳含量一般在0.5%~0.75%之间？3-4GCr15钢用作滚动轴承钢时，其中的碳和铬的含量约为多少？碳和铬的主要作用分别是什么？对该钢的基本要求如何？该钢的碳化物不均匀性体现在哪几方面？有何危害，如何这种不均匀性？其预备热处理和最终热处理分别是什么？作用何在？（作业）3-5说明20Mn2钢渗碳后无法直接淬火的原因？高淬透性渗碳钢18Cr2Ni4W的常用热处理工艺（渗碳加淬火回火）有何特点？如何理解？（作业）3-6合金元素对渗碳钢和氮化钢的作用主要体现在哪几方面？Al对氮化钢的作用何在？3-7 钢的切削加工性与材料的组织和硬度之间有什么关系？为获得良好的切削性，中碳钢和高碳钢各自应经过怎样的热处理，得到什么样的金相组织？为什么直径25mm的40CrNiMo钢棒料，经过正火后难以切削？如何经济有效地改善其切削加工性能？3-8 高锰钢在平衡态、铸态、热处理态、使用态四种状态下各是什么组织？在何种情况下具有高耐磨性能？为什么ZGMn13型高锰钢在淬火时能得到全部的奥氏体组织，而缓冷却得到了大量的马氏体？（作业）3-9为什么说淬透性是评定结构钢性能的重要指标？（作业）3-10 用低淬透性钢制作中、小模数的中、高频感应加热淬火齿轮有什么优点？（作业）3-11 某精密镗床主轴采用38CrMoAl钢制造，某重型齿轮镗床主轴采用20CrMnTi钢制造，某普通车床主轴选用40Cr钢。
铜合金的分类
铜合金的分类铜合金是一种由铜和其他金属或非金属元素组成的合金，具有优异的机械性能、耐蚀性、导电性和导热性。
根据不同的合金元素组成，铜合金可以分为多种类型。
一、黄铜合金黄铜合金是一种将铜和锌混合而成的合金。
我们通常所说的铜合金中，黄铜合金是最常见的一种。
黄铜合金具有良好的加工性、耐腐蚀性和导热性，广泛应用于制造紧固件、管道、钟表、音乐器材等领域。
根据其含锌量的不同，黄铜合金可分为α-黄铜、α+β-黄铜、β-黄铜等多种类型。
二、青铜合金青铜合金是铜和锡、铅、锌、镍等元素混合而成的合金，其主要成分为铜和锡。
青铜合金具有高强度、耐磨损、耐腐蚀等特性，广泛应用于制造雕塑、器皿、乐器、武器等领域。
根据其含锡量的不同，青铜合金可分为锡青铜、铅青铜、磷青铜等多种类型。
三、铝青铜合金铝青铜合金是以铜为基础，加入铝等元素混合而成的合金。
铝青铜合金具有高强度、耐腐蚀、耐磨损等特点，广泛应用于制造汽车零部件、船舶零部件、机械零部件等领域。
根据其含铝量的不同，铝青铜合金可分为铝青铜、铝镍青铜等多种类型。
四、镍银合金镍银合金是由铜、镍、锌等元素组成的合金，具有高强度、耐腐蚀、耐热性等特点。
镍银合金广泛应用于制造电子元器件、化工设备、海洋设备等领域。
根据其含镍量的不同，镍银合金可分为镍银合金、镍铜银合金等多种类型。
五、铜-铍合金铜-铍合金是由铜和铍组成的合金，具有优异的弹性、导电性、耐腐蚀性等特点。
铜-铍合金广泛应用于制造电子元器件、航空航天零部件、精密仪器等领域。
根据其含铍量的不同，铜-铍合金可分为低铍铜合金、高铍铜合金等多种类型。
铜合金的分类各有特点，不同的铜合金合适应用于不同的领域和行业。
随着技术的不断发展和进步，相信铜合金的应用范围会更加广泛，为人们的生产和生活带来更多福利。
金属材料学第10章 铜合金
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10.4
图 10.5 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
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
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
Cu-Cr-Zr棒坯
(a)
20mm
未施加电磁场时铸坯的表面和凝固组织
20mm
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
布在晶界；HPb59-1是双相（α+β）铅黄铜。
因为HPb59-1切削性特别好，称为易切黄铜， 有足够高的强度、耐磨性和耐蚀性。广泛用作 钟表机芯的基础部件和汽车、拖拉机等机械零 件如衬套、螺钉、电器插座等。
10.2青铜bronze
10.2.1青铜的牌号及表示方法
青铜制品
除黄铜和白铜外的其他铜合
铝 作 用
铜合金的分类、特点及应用
铜合金的分类、特点及应用0901011227杨轶全铜合金是以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金。
铜能与锌、锡、铅、锰、钴、镍、铝、铁、硅等金属形成合金，形成的合金主要分成三类：黄铜是铜锌合金，青铜是铜锡合金，白铜是铜钴镍合金。
黄铜以锌作主要添加元素的铜合金,铜锌二元合金称普通黄铜或称简单黄铜。
三元以上的黄铜称特殊黄铜或称复杂黄铜。
黄铜的机械性能和耐磨性能都很好，可用于制造精密仪器、船舶的零件、枪炮的弹壳等。
黄铜敲起来声音好听，因此锣、钹、铃、号等乐器都是用黄铜制做的。
铜与锌、锡的合金，抗海水侵蚀，可用来制作船的零件、平衡器。
一、黄铜1、黄铜的成分与组织：黄铜是Cu-Zn合金，包括 a：简单黄铜（普通黄铜） Zn<5%b：复杂黄铜（特殊黄铜） Cu-Zn+其它合金元素工业黄铜（Zn<5%），室温组织是α相、β相。
α相：Zn溶入Cu形成的有限固溶体（具有面心立方晶格），塑性好，具有优良的成型加工性。
β相：以电子化合物CuZn为基的固溶体，电子浓度3/2（β相），具有体心立方晶格，高温下的β相中的Zn、Cu原子分布没有规律，处于无序状态，具有良好的塑性，可进行热加工变形。
缓冷至456~468℃时，β相发生有序化转变→β’，塑性显著降低，含有β’的黄铜不适于冷加工变形。
加热到有序温度以上β’→β，塑性恢复。
工业黄铜按组织分 a：单项黄铜α，Cu=100~62.4%b：两相黄铜α+β，Cu=56~62.4%2、Zn含量对黄铜性能的影响：Zn含量对黄铜的物理、机械与工艺性能有很大影响。
①随着Zn含量增加，黄铜的导电性、导热性降低。
②随着Zn含量增加，当组织为单α相时，黄铜的强度、塑性都增大；Zn含量30~32%，塑性δ达到最大；继续增加Zn含量，由于β’出现，塑性下降，而强度σb 继续提高，至45～46%Zn；合金进入单相β’区，σb急剧降低。
③随着Zn含量增加，黄铜“自裂”倾向增大。
铜合金种类参数
铜合金种类参数铜合金是指将铜与其他金属进行合金化的材料。
由于铜的优异性能，铜合金具有良好的导热、导电、机械强度和耐腐蚀性能等特点，被广泛应用于各个领域，如电子、航空航天、建筑、汽车工业等。
铜合金的种类繁多，下面将列举一些常见的铜合金及其基本参数：1. 黄铜：黄铜是铜合金中最常见的一种，一般由铜和锌组成。
根据锌的含量不同，可分为α黄铜、α＋β黄铜和β黄铜等。
黄铜具有良好的机械性能、导电性能和耐腐蚀性能，广泛应用于制造工艺品、机械零件、电气部件等。
2. 白铜：白铜是铜、锌、镍等组成的合金，具有良好的耐腐蚀性和机械强度。
白铜常用于制作风琴管、钟表零件、特种轴承等。
3. 硅青铜：硅青铜是铜、铝、硅、锌等元素组成的合金，具有良好的耐腐蚀性和机械性能。
硅青铜常用于制造耐腐蚀的机械零件、管道、汽车部件等。
4. 锡青铜：锡青铜是铜、锌、锡组成的合金，具有良好的耐腐蚀性和可焊性。
锡青铜常用于制造海水系统、化工设备、电子零部件等。
5. 铝青铜：铝青铜是铜、铝、铁组成的合金，具有良好的耐磨性和耐蚀性，常用于制造船舶螺旋桨、轴承和汽车制动盘等。
6. 镍银：镍银是铜、镍组成的一种合金，具有优异的耐腐蚀性和高温性能。
镍银通常用于制造电子设备、化工设备、航空航天部件等。
7. 硬铜：硬铜主要由铜和磷组成，具有超强的机械性能和耐腐蚀性，广泛应用于高强度要求的场合，如弹簧、螺钉等。
8. 铝青铜：铝青铜是铜、锌、铝、铁等组成的合金，具有良好的耐磨性和耐蚀性，常用于制造船舶螺旋桨、轴承和汽车制动盘等。
以上仅是一些常见的铜合金种类，每种合金的具体参数会根据合金成分、工艺及需求不同而有所区别。
选择合适的铜合金材料时，需要根据具体应用场景和要求来选择，综合考虑其机械性能、耐蚀性、导电性、导热性以及可加工性等因素。
铜合金具有丰富的品种和广泛的应用领域，在不同行业中发挥着重要的作用。
掌握铜合金的基本参数和性能，对于正确选择和应用铜合金材料具有重要意义，可为工程实践提供有价值的参考。