铜合金种类
《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 。
铜合金分类
铜合金分类
铜合金根据其成分和性质可分为以下几类：
1. 黄铜：主要由铜和锌组成，具有良好的可锻性、可塑性和耐腐蚀性。
常见的黄铜有黄铜（铜70%，锌30%）、黄铜（铜85%，锌15%）等。
2. 红铜：主要由铜和少量的其他元素（如铁、铅、锡、锑等）组成，具有良好的导电性和导热性，常用于制造电线、电缆、管道等。
3. 青铜：主要由铜和锡组成，具有较高的强度、硬度和耐磨性，常用于制造机械零部件、工具等。
4. 白铜：主要由铜和镍组成，具有良好的耐腐蚀性和导电性，常用于制造化学设备、海水处理设备等。
5. 铝青铜：主要由铜和铝组成，具有较高的强度和抗腐蚀性，常用于制造海水处理设备、船舶零部件等。
6. 磷青铜：主要由铜、锡和磷组成，具有良好的耐蚀性和抗磨性，常用于制造轴承、齿轮等。
7. 硅青铜：主要由铜和铝、硅组成，具有良好的耐腐蚀性和导热性，常用于制造发动机零部件、汽车零件等。
以上是一些常见铜合金的分类，实际上铜合金种类很多，具体的分类还有很多细分。
铜合金表述方法
铜合金表述方法一、铜合金的基本概念。
1.1 铜合金啊，就是在纯铜里加入了其他元素的一种材料。
纯铜呢，质地比较软，在很多实际应用里就不太方便。
这时候就把其他元素加进去，像锌啊、锡啊、镍啊之类的，就形成了铜合金。
这就好比是一个团队，纯铜是个基础成员，加入其他元素后呢，这个团队就有了新的能力。
1.2 铜合金的种类那可不少。
按照加入元素的不同，可以分成黄铜、青铜、白铜这几大类。
黄铜呢，主要是铜和锌组成的，颜色金黄，看着就特别亮眼，就像金子似的，所以在一些装饰性的地方经常能看到它的身影。
青铜呢，那可是历史悠久啊，以前古代的那些鼎啊、兵器啊好多都是青铜做的，它主要是铜和锡的组合，还有可能加入其他元素，这种铜合金啊，硬度比较高，很耐用。
白铜呢，主要含铜和镍，颜色偏白，看起来很干净利落，在一些需要特殊性能的地方就会用到它。
二、铜合金的特性。
2.1 铜合金的物理特性那是相当不错的。
首先就是它的导电性，虽然不如纯铜那么好，但是在很多情况下也够用了。
就好比一个人虽然不是跑步冠军，但是在日常跑步里也能跑得很快。
而且铜合金的强度比纯铜高多了，这就像一个人从柔弱变得强壮起来。
比如说在做一些机械零件的时候，要是用纯铜，那可能几下就变形了，但是铜合金就能承受更大的压力，稳稳当当的。
2.2 化学特性也不容小觑。
铜合金的耐腐蚀能力有的很强，就像黄铜在一般的环境下就不容易生锈。
这就好比一个人抵抗力强，不容易生病一样。
不同的铜合金在不同的化学环境里表现也不一样，有的能抗酸，有的能抗碱，就像八仙过海各显神通。
2.3 从加工性能来看，铜合金也很有优势。
它比较容易加工成型，可以被铸造成各种形状，也可以被加工成薄片或者细丝。
这就像一块面团，在厨师的手里可以被捏成各种样子。
无论是做一些复杂的工艺品，还是简单的工业零件，铜合金的加工性能都能满足需求。
三、铜合金的应用。
3.1 在日常生活里，铜合金到处都是。
就拿家里的水龙头来说吧，很多都是铜合金做的。
铜合金国标牌号
铜合金国标牌号铜合金是一种常用的非铁金属材料，具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性能。
根据国际标准和中国标准，铜合金被分为不同的牌号，每个牌号代表具有特定成分和性能的铜合金材料。
以下是一些常见的铜合金国标牌号。
1. H59铜合金：H59铜合金是一种铜-锌合金，也被称为黄铜。
其成分中含有约59%的铜和41%的锌。
H59铜合金具有良好的机械性能和耐腐蚀性能，适用于制作管道、阀门、仪表等。
2. H62铜合金：H62铜合金是一种铜-锌合金，其成分中含有约62%的铜和38%的锌。
H62铜合金具有良好的冷加工性能和耐腐蚀性能，广泛用于制作钢琴线、触点、电阻器等。
3. H65铜合金：H65铜合金是一种铜-锌合金，其成分中含有约65%的铜和35%的锌。
H65铜合金具有较高的强度和耐腐蚀性能，适用于制作轴承、齿轮、弹簧等。
4. H68铜合金：H68铜合金是一种铜-锌合金，其成分中含有约68%的铜和32%的锌。
H68铜合金具有良好的导电性能和耐腐蚀性能，常用于制作电器元件、接线端子等。
5. H90铜合金：H90铜合金是一种含镍的铜合金，其成分中含有约90%的铜和10%的镍。
H90铜合金具有高强度、高耐腐蚀性和高导电性，适用于制作电子零件、特种设备等。
6. Hpb59-1铜合金：Hpb59-1铜合金是一种铜-锌-铅合金，其成分中含有约59%的铜和1%的铅。
Hpb59-1铜合金具有良好的耐热性和耐腐蚀性能，常用于制作电磁阀、船舶配件等。
7. Hpb60-2铜合金：Hpb60-2铜合金是一种铜-锌-铅合金，其成分中含有约60%的铜和2%的铅。
Hpb60-2铜合金具有较高的强度和耐蚀性能，常用于制作钢琴线、管道接头等。
8. QSn4-3铜合金：QSn4-3铜合金是一种铜-锡合金，其成分中含有约4%的锡。
QSn4-3铜合金具有良好的耐磨性和耐蚀性，适用于制作轴承、齿轮等。
以上所列举的铜合金国标牌号只是其中的一小部分，还有许多其他种类的铜合金。
第八章 铜及铜合金
第八章 铜及铜合金
第8章 铜及铜合金
铜和铜合金有优良的导电导热性能，耐磨 抗蚀性能，较高的强度塑性，是电力、化 工、造船和机械制造业不可缺少的金属材 料。
分类：根据成分不同，铜合金分为纯铜、 黄铜、青铜、白铜四种。纯铜：紫铜；黄 铜：主加合金元素为锌的铜合金；白铜： 主加合金元素为镍的铜合金；青铜：主加 合金元素不是锌或镍的铜合金。
扩散气孔：
见图8-8，H的溶解度，液态高，固态低，凝
固时突降，析出气泡；铜的导热快，凝固快，形
成的气泡来不及浮出，成为气孔。
图 8-8 氢在铜中的溶解度和温度的关系
反应气孔：
铜氧化生成Cu2O，Cu2O与铜液中H反应：
Cu2O+2H=2Cu+H2O↑ ， 水 蒸 气 不 溶 于 铜 液 ， 成
为气泡；铜导热速度快，凝固快，气泡来不及逸
出形成气孔。
4. 焊接接头的力学性能和导电性能
焊接接头的抗拉强度与母材相近，但塑性低。
热影响区粗大晶粒，降低焊缝强度；为了防止焊
缝出现气孔，焊接材料中加入Mn、Si等脱氧元素，
固溶强化提高了焊缝的强度，但降低了塑性。
加入了Mn、Si等脱氧元素，焊缝处的电阻增
（1）普通黄铜： 见 图 8-13 ， 在 300～700℃出现低 塑 性 区 ， 在 200℃ 以 下 700℃ 以 上 均 有较高塑性，也有 中温脆性的问题。 图8-12，温度超过 850℃ ， 由 于 晶 粒 粗化，塑性开始迅 速下降。
图 8-13 普通黄铜的塑性图
（2）特殊黄铜：
塑性比普通黄铜低，
（1）锻造温度范围。见表8-10。铜合金的 锻造温度范围通常小于150℃，比碳钢窄。
铜及铜合金的焊接
铜237可用于焊接铝青铜,用这种焊条焊材的焊缝中合金元素含量高，可以说是强度、耐磨性及耐腐蚀性最高的一种铜焊条。其焊条的通用性也比较大，主要用于铜合金制的各种化工机械、海水散热器、阀门的焊接，水泵、气缸堆焊及船舶螺旋桨的修补上。
青铜具有较高的机械性能、耐磨性、铸造性能和耐腐蚀性能。常用来制造各种耐磨、耐蚀的零件，如轴套、轴瓦、阀体、泵壳、涡轮等.
青铜可分为压力加工用的青铜和铸造用的青铜,在工业上应用较多的是铸造青铜.
青铜常以字母Q编号,字母后标以主要合金元素的化学符号及平均含量,并在最后还标出其他合金元素的平均含量，余量为铜.例如QSn3-7-5—1，表示含锡3％、锌7％、铅5％镍1％的锡锌铅镍青铜.
二、铜及铜合金的焊接性
1。紫铜的导热率高。常温下紫铜的导热系数比碳钢约大8倍，要把紫铜焊件局部加热到熔化温度比较困难，因此在焊接时要采用能量集中的热源.
2.铜及铜合金焊接时常会出现裂缝。裂缝的位置在焊缝、熔合线及热影响区。裂缝呈晶间破坏，从断面上可看到明显的氧化色。
焊接结晶过程中,微量氧与铜形成Cu2O，并与α铜组成低熔点共晶（α+Cu2O），其熔点为1064℃。铅不溶于固态铜,铅与铜生成熔点约326℃的低熔点共晶体.高温下的铜及铜合金接头在焊接内应力的作用下，在焊接接头的脆弱部位形成裂纹。另外,焊缝中的氢也可 Nhomakorabea致裂纹。
HS202
流动性较一般紫铜好，适用于氧乙炔气焊、亚弧焊紫铜.
HS221
流动性能和机械性能均较好,适用于氧-乙炔气焊黄铜和钎焊铜、铜镍合金、灰铸铁和钢，也用于镶嵌硬质合金刀具。
铜及铜合金分类及产品牌号表示方法
铜及铜合金分类及产品牌号表示方法IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】一、纯铜纯铜是玫瑰红色金属，表面形成氧化铜膜后呈紫色，故工业纯铜常称紫铜或电解铜。
密度为8-9g/cm3，熔点1083°C。
纯铜导电性很好，大量用于制造电线、电缆、电刷等；导热性好，常用来制造须防磁性干扰的磁学仪器、仪表，如罗盘、航空仪表等；塑性极好，易于热压和冷压力加工，可制成管、棒、线、条、带、板、箔等铜材。
纯铜产品有冶炼品及加工品两种。
分别见表6和表7。
表6冶炼铜的牌号、成分及用途表7加工铜的组别、牌号及成分二、铜合金（1）黄铜黄铜是铜与锌的合金。
最简单的黄铜是铜——锌二元合金，称为简单黄铜或普通黄铜。
改变黄铜中锌的含量可以得到不同机械性能的黄铜。
黄铜中锌的含量越高，其强度也较高，塑性稍低。
工业中采用的黄铜含锌量不超过45%，含锌量再高将会产生脆性，使合金性能变坏。
为了改善黄铜的某种性能，在一元黄铜的基础上加入其它合金元素的黄铜称为特殊黄铜。
常用的合金元素有硅、铝、锡、铅、锰、铁与镍等。
在黄铜中加铝能提高黄铜的屈服强度和抗腐蚀性，稍降低塑性。
含铝小于4%的黄铜具有良好的加工、铸造等综合性能。
在黄铜中加1%的锡能显着改善黄铜的抗海水和海洋大气腐蚀的能力，因此称为“海军黄铜”。
锡还能改善黄铜的切削加工性能。
黄铜加铅的主要目的是改善切削加工性和提高耐磨性，铅对黄铜的强度影响不大。
锰黄铜具有良好的机械性能、热稳定性和抗蚀性；在锰黄铜中加铝，还可以改善它的性能，得到表面光洁的铸件。
黄铜可分为铸造和压力加工两类产品。
常用加工黄铜的化学成分，见表8。
表8常用加工黄铜的化学成分青铜青铜是历史上应用最早的一种合金，原指铜锡合金，因颜色呈青灰色，故称青铜。
为了改善合金的工艺性能和机械性能，大部分青铜内还加入其它合金元素，如铅、锌、磷等。
由于锡是一种稀缺元素，所以工业上还使用许多不含锡的无锡青铜，它们不仅价格便宜，还具有所需要的特种性能。
各种铜合金的硬度表
各种铜合金的硬度表铜合金作为一种常见的金属材料，具有较好的导电性和导热性，广泛用于工业制造、建筑装饰、航空航天等领域。
不同的铜合金具有不同的硬度，下面将介绍几种常见的铜合金及其硬度特点。
一、黄铜黄铜是由铜和锌组成的合金，具有良好的加工性能和机械性能。
黄铜的硬度一般在80-120HB之间，具有较好的可塑性和韧性，适用于制作各种零件和装饰品。
黄铜的硬度可根据不同的合金比例进行调整，如含锌量较高的锌黄铜硬度较低，含锌量较低的黄铜硬度较高。
二、磷青铜磷青铜是由铜、锡和磷组成的合金，具有较高的强度和耐磨性。
磷青铜的硬度一般在140-180HB之间，比黄铜稍硬。
磷青铜具有良好的耐腐蚀性和耐磨性，适用于制作轴承、齿轮等零件。
三、铝青铜铝青铜是由铜、铝和其他元素组成的合金，具有较高的强度和耐蚀性。
铝青铜的硬度一般在150-220HB之间，比黄铜和磷青铜都要硬。
铝青铜具有良好的耐热性和耐腐蚀性，适用于制作船舶零件、化工设备等。
四、铝硅青铜铝硅青铜是由铜、铝、硅和其他元素组成的合金，具有较高的强度和耐腐蚀性。
铝硅青铜的硬度一般在180-240HB之间，比铝青铜稍硬。
铝硅青铜具有良好的耐磨性和耐蚀性，适用于制作汽车零件、机械零件等。
五、铝锰青铜铝锰青铜是由铜、铝、锰和其他元素组成的合金，具有较高的强度和硬度。
铝锰青铜的硬度一般在200-260HB之间，比铝硅青铜稍硬。
铝锰青铜具有较好的耐磨性和耐蚀性，适用于制作摩擦片、齿轮等零件。
六、铝镍青铜铝镍青铜是由铜、铝、镍和其他元素组成的合金，具有较高的强度和硬度。
铝镍青铜的硬度一般在220-280HB之间，比铝锰青铜稍硬。
铝镍青铜具有较好的耐磨性和耐蚀性，适用于制作摩擦片、齿轮等零件。
总结：不同种类的铜合金具有不同的硬度特点，根据不同的应用需求选择合适的铜合金材料可以提高制品的质量和使用寿命。
在实际应用中，还需要考虑到铜合金的其他性能指标，如耐蚀性、导电性等，综合考虑选择最适合的材料。
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铜合金种类
铜合金是指铜与其他元素（如锌、铝、锡等）形成的合金。
它们在工业应用中具有广泛的用途，包括建筑、制造业、电子、航空航天等领域。
以下是几种常见的铜合金。
一、黄铜合金
黄铜合金是最常见的铜合金之一，它主要由铜和锌组成。
黄铜合金通常呈现出黄色，具有良好的加工性能和抗腐蚀性能。
由于其良好的导电性和导热性，黄铜合金常用于电子和电器领域。
二、白铜合金
白铜合金主要由铜、锌和镍组成。
它们呈现出银白色，因此得名“白铜”。
白铜合金具有较高的强度和耐腐蚀性能，可用于制造钢琴铜丝、汽车零件等。
三、铜铝合金
铜铝合金主要由铜和铝组成，具有优异的耐腐蚀性和高强度，这使得它们在航空航天领域得到了广泛应用。
铜铝合金还可用于制造高品质的音乐器材。
四、铜镍合金
铜镍合金主要由铜和镍组成，也可添加其他元素。
由于具有良好的耐腐蚀性和高强度，铜镍合金在海洋工程、石油化工、航空航天等领域得到了广泛应用。
五、铜锡合金
铜锡合金主要由铜和锡组成，也可添加其他元素。
铜锡合金具有良好的耐腐蚀性和高强度，可用于制造汽车零件、锁具、钟表等。
六、黄铜镍合金
黄铜镍合金主要由铜、锌和镍组成。
它们具有良好的耐腐蚀性和高强度，可用于制造汽车零件、建筑材料、卫生器具等。
以上是几种常见的铜合金，在工业应用中它们发挥着重要的作用。
铜合金的性能和用途因其组成和制造方法的不同而有所差异。
在使用铜合金时，需要根据具体情况选择合适的材料，以确保其性能和使用寿命。