铜及铜合金大气腐蚀研究进展
铜合金6063-T5T6
铜合金6063-T5T6简介铜合金6063-T5T6是一种常见的铜合金材料，在工业和制造领域广泛应用。
它具有良好的机械性能和耐腐蚀性能，并且易于加工和成型。
本文将对铜合金6063-T5T6的特性、应用领域以及加工工艺进行详细介绍。
物理特性铜合金6063-T5T6的物理特性如下：- 密度：2.70g/cm³- 熔点：615-655℃- 热导率：166W/(m·K)机械性能铜合金6063-T5T6具有良好的机械性能，其典型的机械性能如下：- 屈服强度：≥140MPa- 抗拉强度：≥215MPa- 延伸率：≥12%耐腐蚀性能铜合金6063-T5T6具有良好的耐腐蚀性能，对大多数酸、碱和盐溶液具有良好的抵抗能力。
在常温下，它不易被大气和水蒸气氧化，因此适用于室内和室外环境。
应用领域铜合金6063-T5T6在多个领域都有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 建筑领域：用于制造门窗、幕墙、铝合金型材等。
2. 汽车制造：用于制造汽车车身结构、座椅框架等。
3. 船舶制造：用于制造船体结构、舷窗等。
4. 家具制造：用于制造家具框架、展示架等。
加工工艺铜合金6063-T5T6的加工工艺主要包括：1. 挤压：将铜合金预热至适当温度，通过挤出机将其挤出成型，然后冷却固化。
2. 机械加工：可通过铣削、钻孔、切割等方式进行加工和成型。
3. 热处理：可进行时效处理，以提高铜合金的强度和硬度。
注意事项在使用铜合金6063-T5T6进行加工和应用时，需要注意以下事项：- 避免过度加热：过度加热会导致材料的结构和性能发生改变。
- 注意防护：在加工和使用过程中应注意个人防护，避免对人体造成伤害。
以上是关于铜合金6063-T5T6的一些基本信息和应用介绍，希望对您有所帮助。
紫铜在海洋大气环境中的腐蚀研究
紫铜在海洋大气环境中的腐蚀研究万晔;宋智远;王欢;王秀梅;李艳波【摘要】The system simulating atmospheric corrosion was used to study the interaction mechanism of NaC1 and UV on corrosion of copper in the marine atmospheres with 85 ％ relative humidity (RH).All experiments were performed at room temperature (25 ± 1) ℃.Morphology,structures and electrochemical performance of the corrosion products were investigated by Scanning Electron Microscope(SEM),X-ray diffraction (XRD) and the electrochemical method.The results reveal that the corrosion products are mainly consisted of Cu (OH) C1 and Cu2 (OH) 3 C1.The kinds of corrosion products of Cu are the same in all these atmospheres,and the quantities of the corrosion products increase with the reaction time.Void and micro-cracks appear during the electrochemical corrosion process.The new products grow above the defects,which indict that micro-cracks provide channels for ion transport.The electrochemical polarization curve shows that the corrosion potentials and current densities of copper samples illuminated by UV light with the different wavelengths are different.The corrosion potential of sample illuminated by the light with the wavelength of 185 nm is the highest,and that with the wavelength of 254 nm is the lowest.Simultaneously,the corrosion current density of sample illuminated by the light with the wavelength of 185 nm is the minimum,and that with the wavelength of 185 nm is the maximum.The simulative system is an effective way to model the corrosion behavior and reveal the corrosionmechanism of copper in marine atmospheric environment,the research conclusions the mechanism of the effect of sodium chl the corrosion methods of copper under different environments.%目的通过设计海洋大气环境模拟系统,研究紫铜在NaC1沉积、温度、相对湿度和紫外光照等因素协同作用下的腐蚀机制.方法利用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射仪(XRD)分别分析样品NaC1沉积、温度为(25±1)℃,相对湿度为85％条件下紫铜的表面形貌和腐蚀产物结构特征;采用电化学极化曲线分析紫铜经不同波长紫外光照射后自腐蚀电位和电流密度的变化,进而来分析紫外光照对紫铜腐蚀的影响机制.结果腐蚀产物主要有Cu (OH) C1和Cu2 (OH)3C1;随着腐蚀时间的延长,腐蚀产物种类不变,只是数量不断增多,样品表面出现孔洞和微裂纹,为腐蚀反应的进行提供了更多的通道,在这些表面缺陷上方产生新的产物;经波长为185 nm的紫外线辐照后样品的自腐蚀电位最高,电流密度最小;波长为254 nm的紫外线辐照后的样品自腐蚀电位最低,电流密度最大.紫铜经波长为185 nm紫外线辐照产生的腐蚀产物最致密.结论笔者成功模拟了紫铜在海洋大气环境下的腐蚀行为,得出三种波长紫外线对紫铜的影响机制,提出了不同环境下紫铜的腐蚀方式.【期刊名称】《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(033)002【总页数】7页(P347-353)【关键词】紫铜;海洋环境;大气腐蚀;紫外光照【作者】万晔;宋智远;王欢;王秀梅;李艳波【作者单位】沈阳建筑大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳110168;沈阳建筑大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳110168;沈阳建筑大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳110168;沈阳建筑大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳110168;沈阳建筑大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳110168【正文语种】中文【中图分类】TG174.3铜具有优异的导电性，是除了银以外导电性能最好的金属，与其良好的强度、耐腐蚀性、可加工性和延展性等性能组合在一起，使铜具有了广泛的适用性；通过加入不同元素或改变制造工艺，还可以进一步改善铜与铜合金的综合性能[1-2]，因此被广泛应用于建筑、机械、化工、国防及通信等领域.铜与铜合金稳定性较高，在一般环境下几乎不受腐蚀[3]，然而在相对湿度较大、含腐蚀介质的大气环境中，易发生较为严重的腐蚀.影响金属大气腐蚀的主要因素包括大气温度、相对湿度、含盐量、干湿交替、污染气体、光照条件等[3-6].海洋大气环境是指在海平面以上由于光照和海水蒸发形成的盐分含量高、温度高、相对湿度大的气体环境，对金属有很强的腐蚀作用[4].由于相对湿度较大，容易在金属表面形成一层腐蚀性水膜，大量的海盐粒子(如NaCl、Na2SO4等)溶于水膜中，与吸附在水膜中的其他物质反应，使该水膜变为具有一定腐蚀性的电解质，加速腐蚀的进行.FARRO N.W.等[5]研究了铜在秘鲁不同海域和海洋大气环境下的腐蚀行为，发现铜在海洋大气环境中的腐蚀动力学公式；陈卓元等[6]对NaCl和O3、SO2、NO2气体因素研究发现，NaCl沉积对铜腐蚀行为的影响程度高于气体因素；崔中雨等[7]研究了紫铜和黄铜在西沙永兴岛暴露1～4 a的长周期腐蚀行为，发现在西沙高温、高湿、高Cl-浓度的严酷海洋大气环境下，紫铜与黄铜的腐蚀速率大致相同，且腐蚀程度较青岛、江津、万宁等海洋大气环境更为严重；ZHANG Xian等[8]针对铜与铜合金在海洋大气环境中发生局部腐蚀产物剥落现象展开研究，发现Cu与Cu4Sn合金发生局部腐蚀程度比Cu5Zn和Cu5Al5Zn合金更严重，主要是由于后两种合金的表面腐蚀产物阻碍了CuCl的产生及CuCl转变为Cu2(OH)3Cl反应的进行.此外，海洋大气环境与一般大气环境的最大区别在于海洋大气的光照强烈，紫外线辐射严重，而紫外线的照射会改变材料或构件的腐蚀机理[9-11].LIANG D等人[12]研究了NaCl盐粒、O3、相对湿度和紫外光照等因素对银腐蚀行为的影响，研究结果表明紫外光照可以加速银的腐蚀，并提出了四种腐蚀反应路径；LIN H等人[13]研究了铜在紫外光照条件下的腐蚀，认为紫外光加速腐蚀主要是因为紫外光子与Cu2O的相互作用.紫外光照射到Cu2O表面时，会激发产生电子-空穴对，电子流向基体表面，参与氧气的还原；而空穴则移向Cu2O表面，与O2或者OH-反应，生成O原子，O原子到达铜/氧化物界面，反应生成Cu2O.近年来随着国家对海洋发展战略的重视，金属在海洋大气环境的腐蚀情况研究逐渐成为热点，这些研究主要为关于不同盐含量和不同种类污染气体的室外暴露试验和室内加速试验[14-18]，紫外光照协同NaCl沉积可以更真实地模拟海洋大气腐蚀环境，但是各研究报道中所用紫外光线比较单一，很少考虑不同波长紫外光线对腐蚀的影响.基于此，笔者通过在实验室模拟海洋大气环境的方法，考察不同波长紫外光线辐照条件下，紫铜在NaCl沉积、臭氧作用条件下的大气腐蚀行为，揭示不同大气环境因素对铜大气腐蚀的影响，进一步丰富铜的海洋大气腐蚀理论.1.1 实验材料紫铜样品：块状样品的长宽厚为50 mm×15 mm×2 mm.经500#、800#、1200#金相砂纸依次打磨后，用蒸馏水、酒精冲洗，吹风机吹干后放在真空干燥器中备用.1.2 腐蚀实验实验室自制海洋大气环境模拟系统，由空气压缩机进入的空气经干燥后分流分别得到干、湿气体，然后通入腐蚀实验箱中.整个实验过程中，控制腐蚀实验箱内温度为(25±1)℃，相对湿度为85%.用于大气暴露实验的紫铜样品表面均喷涂质量分数为3.5%NaCl溶液，干燥后放入腐蚀实验箱.分别使用紫外光波长为185、254、365 nm的紫外光灯，紫外光通过试验箱顶部的石英玻璃透入系统照射在紫铜样品表面，紫外光线辐照48 h后对紫铜样品进行电化学测试.利用LK3200A型号的电化学三电极体系(参比电极：饱和甘汞电极，辅助电极：铂电极，工作电极：铜片)对三种不同波长紫外光线辐照后铜的腐蚀样品进行极化曲线测试，测试采用质量分数为3.5%的NaCl溶液作为电解质.1.3 腐蚀产物表征利用日立S4000型号的扫描电子显微镜(SEM)分析腐蚀前后紫铜样品的表面形貌.将紫铜表面腐蚀产物刮下后利用DX-2000型号的X射线衍射仪(XRD)进行结构测试，测试时采用Cu Kα 射线(波长λ=0.154 2 nm).2.1 表面形貌图1是紫铜样品腐蚀后的腐蚀形貌图像，图1(a)、(b)、(c)和(d)分别是腐蚀周期为7 d、14 d、21 d和28 d的样品腐蚀SEM图.可以看出，腐蚀进行28 d后腐蚀产物最多，排列最密集；腐蚀进行7 d后腐蚀产物最少，排列最稀疏.随着暴露时间的延长，紫铜的腐蚀程度越来越大，腐蚀越来越严重.7 d时观察到的腐蚀产物粒径较小，表面凹凸不平，有一些孔洞；14 d时的腐蚀产物颗粒明显长大，分散比较紧密，观察多为块状产物；21 d时，腐蚀产物出现分层，腐蚀产物颗粒呈圆形，底层的腐蚀产物出现明显裂缝；28 d时的底层腐蚀产物更为致密，在裂缝和旧的腐蚀产物上产生新的腐蚀产物.随着腐蚀时间的延长，腐蚀产物数量不断增加，产物分层排布，且排列密度不断增大.2.2 腐蚀产物结构图2是紫铜在不同腐蚀时间下的XRD谱图.通过对不同暴露时间样品表面XRD图谱进行比较，可看出不同腐蚀时间样品的衍射峰所对应的衍射角几乎是一致的，只是衍射峰的强度变化了，这说明腐蚀7 d 后腐蚀产物种类几乎不变.与JCPDS标准pdf卡片比对后可知，衍射角2θ为17.7°，38.1°，63.0°的衍射峰分别对应于Cu2(OH)3Cl的(110)，(212)和(410)晶面；2θ为31.3°，43.9°，44.9°，52.0°的特征峰分别对应于Cu(OH)Cl的(111)，(-130)，(-131)和(-213)晶面.根据XRD谱图，证实了腐蚀产物中Cu(OH)Cl和Cu2(OH)3Cl的存在.2.3 电化学分析不同波长的紫外光线辐照结合NaCl沉积，可以更真实地模拟海洋大气腐蚀环境.利用电化学综合测试系统对三种波长紫外光照射条件下的紫铜样品进行极化曲线测试.测试时，电化学工作站的灵敏度选择10 mA，滤波参数选择10 Hz，放大倍率选择1，电流极性选择氧化；扫描范围-0.4～0.3 V，线性扫描速度为0.05 V/s.图3中的三条曲线分别是经过波长为185 nm、254 nm、365 nm的紫外光线辐照样品的极化曲线.曲线中横坐标为电极电位E，V；纵坐标为电流密度i的对数log i.利用Tafel直线外推法对极化曲线进行数据拟合，使阴阳极极化曲线的Tafel直线段反向延长线交于一点，该点所对应的电位即为自腐蚀电位，所对应的电流密度即为腐蚀电流密度，由点A、B、C则可以得到经过波长为185 nm、254 nm、365 nm的紫外光线辐照后紫铜样品的自腐蚀电位和腐蚀电流密度.图3显示，波长为185 nm的紫外线辐照后紫铜表面的自腐蚀电位最高，波长为365 nm的紫外线辐照后紫铜表面的自腐蚀电位次之，波长为254 nm的紫外线辐照后紫铜表面的自腐蚀电位最低；波长为185 nm的紫外线辐照后紫铜表面的电流密度最小，波长为254 nm的紫外线辐照后紫铜表面的电流密度最大.2.4 腐蚀机理研究紫铜暴露于大气中后，首先在表面形成一层Cu2O产物膜[7-8].当紫铜样品表面沉积有NaCl可溶盐颗粒后，由于结露作用会在基体表面形成厚度不均匀的含Cl-薄液膜.随着Cl-的侵入，薄液膜中的Cu2O产物膜被破坏并转化为CuCl或.进一步被氧化为便生成了最终的腐蚀产物 Cu2(OH)3Cl.这样，紫铜表面腐蚀产物产生了分层现象，即致密的Cu2O内层和Cu2(OH)3Cl外层，Cu2O层和Cu2(OH)3Cl层中间夹着CuCl[18].大致反应过程如下：Cu与空气中的O2首先发生氧化还原反应生成Cu2O.2Cu++1/2O2→Cu2O.同理，Cu+被氧化为Cu2+.4Cu++2H2O+O2→4Cu2++4OH-.Cu+、Cu2+与吸附在表面薄液膜中的Cl-反应生成CuCl或CuCl2[19].Cu++Cl-→C uCl.Cu2++2Cl-→CuCl2.Fuente D.L.等[18]在对腐蚀产物分析时，除了Cu2O外，还检测到CuCl的存在，证实了该反应过程.随着Cl-进一步沉积和电化学反应的持续便生成了最终的腐蚀产物Cu2(OH)3Cl.Cu2++H2O+2OH-+Cl-→Cu2(OH)3Cl.Cu(OH)Cl可能是腐蚀过程中的中间产物，反应过程为Cu2++OH-+Cl-→Cu(OH)Cl.2Cu(OH)Cl+OH-→Cu2(OH)3Cl+Cl-.波长为185 nm紫外光照射条件下，氧气吸收光子能量后发生反应(见式(8))，生成氧原子[11]，氧原子与氧分子结合产生臭氧分子(见式(9)).O2+hν→O+O.其中，h为普朗克常数，ν为紫外光频率.O2+O→O3.O3比较活跃，对腐蚀反应有促进作用，在紫铜表面的液膜中与Cl-发生如下反应：2H++2Cl-+O3→O2+H2O+Cl2.同时，波长为185nm紫外辐射能够明显的加速臭氧的光催化反应，分解生成氧分子和一个活性氧原子 O(1D).该氧原子与空气中的水分子作用而生成OH自由基[20]，活性氧原子以及OH自由基能够明显的加强大气环境的腐蚀性从而提高金属的腐蚀反应.综上所述，经NaCl沉积紫铜的腐蚀过程为2Cu+O2+2H2O+Cl-→Cu2(OH)3Cl+OH-.在波长为185 nm紫外线辐照、NaCl沉积的潮湿大气环境下，紫铜的腐蚀方式为4Cu+O3+2H2O+Cl-+hv→Cu2(OH)3Cl+Cu2O+OH-.在波长为254 nm和365 nm紫外线辐照、NaCl沉积的潮湿大气环境下，紫铜的腐蚀方式为2Cu+O2+2H2O+Cl-+hν→Cu2(OH)3Cl+OH-.波长为254 nm和365 nm的紫外线区别：前者能量较高，辐照相同时间后紫铜的腐蚀程度较波长为365 nm的紫外线更严重.由图3可知：波长为185 nm的紫外线辐照后紫铜表面的自腐蚀电位最高，电流密度最低，紫铜表面产生的腐蚀产物最致密；波长为254 nm的紫外线辐照后紫铜表面的自腐蚀电位最低，电流密度最高，腐蚀产物最疏松.这可能是由于波长为185 nm紫外光照射下，氧气转化成臭氧，产生具有攻击性的活性氧原子，经过波长为185 nm紫外光线辐照的紫铜样品在腐蚀初期反应速度最快，形成致密的腐蚀产物层，阻碍了介质与基体的接触，从而对其后期的腐蚀速率有所减缓；波长为254 nm的紫外光促进Cl-和H2O、O2反应，加速铜的腐蚀，破坏了腐蚀产物膜层，使最终的腐蚀产物层结构疏松，对Cl-与紫铜基体的接触几乎起不到阻碍作用；而波长为365 nm的紫外光由于能量较低，对紫铜腐蚀的加速作用不大，同时由于紫铜表面形成的初始腐蚀产物起到了一定的阻碍作用.因此，经波长为185 nm的紫外线辐照后紫铜表面产生的腐蚀产物最为致密，锈层对基体的保护性最强. (1)紫铜在海洋大气模拟系统中，腐蚀产物分层排布，随着腐蚀的进行，样品表面出现孔洞和微裂纹，在其上方产生新的腐蚀产物，说明孔洞和微裂纹为腐蚀反应的进行提供了更多的通道.(2)紫铜在NaCl沉积、相对湿度为85%、温度为25 ℃、腐蚀进行7～28 d，腐蚀产物主要由Cu(OH)Cl和Cu2(OH)3Cl组成，随着腐蚀时间的延长，腐蚀产物种类不变，但是腐蚀产物不断增多.(3)三种波长紫外光线辐照的紫铜样品经电化学极化曲线分析显示：波长为185nm 的紫外光线辐照后样品的自腐蚀电位最高，电流密度最小，紫铜表面产生的腐蚀产物最致密；波长为254 nm的紫外光线辐照后得自腐蚀电位最低，电流密度最大，紫铜表面腐蚀产物最疏松.【相关文献】[1] SEQUEIRA C A.Uhlig's corrosion handbook[M].3rd A:John Wiley & Sons,2011.[2] POWELL C,WEBSTER P.Copper alloys for marine environments[M].UK:Copper development association,2011.[3] 吴军,周贤良,董超芳,等.铜及铜合金大气腐蚀研究进展[J].腐蚀科学与防护技术,2010(5):464-468. 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金属材料与热处理 模块九 课题一铜及铜合金
加入Zn
加入Ni
加入Sn、 Al、Si、 Be、Ti等
黄铜 白铜
青铜
有色金属及硬质合金
一、
纯铜呈紫红色，故又称为紫铜，如图9-3所示。纯铜的密度为8 968×10 3 kg/m 3,熔 点为1083 ℃，其导电性和导热性仅次于金和银，是最常用的导电、导热材料。它的塑性 非常好，易于冷、热压力加工，在大气及淡水中有良好的耐蚀性能，但纯铜在含有二氧化 碳的潮湿空气中表面会产生绿色铜膜称为铜绿。
有色金属及硬质合金
2 白铜是指以Cu-Ni为基的合金。Ni和Cu在固态下能完全互溶，所以各类铜镍合金均为单
相α固溶体，具有良好的冷热加工性能，不能进行热处理强化，只能用固溶强化和加工硬 化来提高其强度。
白铜具有较高的耐蚀性和优良的冷热加工成形性，是精密仪器仪表、化工机械、医疗器 械及工艺品制造中的重要材料，如图9-6所示。 白铜的牌号用“B”加镍含量表示，三元以上的白铜用“B”加第二个主添加元素符号及 除基元素铜外的成分数字组表示。如B30表示含Ni量为30%的白铜；BMn3-12表示含锰量为 3%、含镍量为12%的锰白铜。
有色金属及硬质合金
3 除了黄铜和白铜外，所有的铜基合金都称为青铜。按主加元素种类的不同，青铜可分为 锡青铜、铝青铜、铍青铜和硅青铜等；按生产方式也可分为压力加工青铜和铸造青铜两类。 图9-7所示为古代青铜件。
有色金属及硬质合金
压力加工青铜的代号由“Q” ＋主加元素符号及含量＋其他加入元素的含量组成。例如， QSn4-3表示含锡量为4%、含锌量为3%、其余为铜的锡青铜；QAl7表示含铝量为7%、其余为 铜的铝青铜。 铸造青铜的牌号表示方法与铸造黄铜的牌号表示方法相同，均由“ZCu” ＋主加元素符号 ＋主加元素含量＋其他加入元素符号及含量组成，如ZCuSn5Pb5Zn5、ZCuAl9Mn2等。
铜及铜合金表面钝化处理研究现状
铜及铜合金表面钝化处理研究现状刘仁辉;刘红芳;黄志刚;彭丽军【摘要】@@ 铜产品在生产、储存、运输过程中发生变色,给产品的质量、外观、二次加工性能都带来了不良影响,因此对铜产品的防变色已成为铜加工过程中的重要环节.【期刊名称】《世界有色金属》【年(卷),期】2010(000)008【总页数】2页(P74-75)【作者】刘仁辉;刘红芳;黄志刚;彭丽军【作者单位】【正文语种】中文概述了铜及其合金表面腐蚀的过程及其表面钝化的方法，介绍了评价抑制变色效果的方法，并对铜钝化技术的发展前景进行了展望。
铜产品在生产、储存、运输过程中发生变色，给产品的质量、外观、二次加工性能都带来了不良影响，因此对铜产品的防变色已成为铜加工过程中的重要环节。
近年来，国内外在开展铜及铜合金表面防腐蚀的研究方面都取得了一些进展。
铜属半贵金属，与平衡氢电极相比，具有较正的电位，但和氧电极电位相比，又较负。
所以在大多数条件下可能进行阴极吸氧腐蚀，而不可能从酸中析出氢。
当酸、碱中无氧化剂存在时，铜比较耐蚀；当含氧化剂时，铜发生腐蚀。
铜腐蚀按过程分为化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀。
化学腐蚀是铜表面与周围介质直接发生电化学作用而引起的破坏。
在腐蚀过程中，电子的传递是在铜与氧化剂之间直接进行的。
电化学腐蚀是铜表面与离子电导的电介质发生电化学反应而产生的破坏，也是一种最普遍、最常见的腐蚀，同时也是比较严重的一类腐蚀。
铜在大气、海水、土壤、酸、碱、盐介质中的腐蚀绝大多数是电化学腐蚀。
电化学腐蚀可以和机械、力学、生物的破坏共同作用，加剧金属铜的损失。
物理腐蚀是指铜由于单纯的物理作用所引起的破坏，这类腐蚀所占比例较小。
针对铜的广泛应用及在某些条件下容易受到腐蚀的特点，人们采用了很多方法来防护铜，其中最重要的是使用各种缓蚀剂。
自20世纪30年代以来，铜及铜合金缓蚀剂的研究和开发工作取得了较大的进展。
目前，对铜及铜合金表面防护技术研究得较多、较广泛的是日本，尤其在建筑装饰材料方面，取得了不少成功的经验。
铸造铜及铜合金的主要特征和应用
铸造铜及铜合金的主要特征和应用序号合金牌号主要特征应用举例1.ZCu99很高的导电、传热和延伸性能，在大气、淡水和流动不大的海水中具有良好的耐蚀性；凝固温度范围窄，流动性好，适用于砂型、金属型、连续铸造，适用于氩弧焊接在黑色金属冶炼中用作高炉风、渣口小套，高炉风、渣中小套，冷却板，冷却壁；电炉炼钢用氧枪喷头、电极夹持器、熔沟。
在有色金属冶炼中用作闪速炉冷却用件；大型电机用屏蔽罩、导电连接件。
另外，还可用于饮用水管道、铜坩埚等2.ZCuSn3Zn8Pb6Nil耐磨性能好，易加工，铸造性能好，气密性能较好，耐腐蚀，可在流动海水下工作在各种液体燃料以及海水、淡水和蒸汽(≤225℃)中工作的零件，压力不大于2.5MPa的阀门和管配件3.ZCuSn3Znl1Pb4铸造性能好，易加工，耐腐蚀海水、淡水、蒸汽中，压力不大于2.5MPa的管配件4.ZCuSn5Pb5Zn5耐磨性和耐蚀性好，易加工，铸造性能和气密性较好在较高负荷、中等滑动速度下工作的耐磨、耐腐蚀零件，如轴瓦、衬套、缸套、活塞离合器、泵件压盖以及蜗轮等5.ZCuSn10P1硬度高，耐磨性较好，不易产生咬死现象，有较好的铸造性能和切削性能，在大气和淡水中有良好的耐蚀性可用于高负荷(20MPa以下)和高滑动速度(8m/s)下工作的耐磨零件，如连杆、衬套、轴瓦、齿轮、蜗轮等6.ZCuSn10Pb5耐腐蚀，特别是对稀硫酸、盐酸和脂肪酸具有耐腐蚀作用结构材料、耐蚀、耐酸的配件以及破碎机衬套、轴瓦7.ZCuSn10Zn2耐蚀性、耐磨性和切削加工性能好，铸造性能好，铸件致密性较高，气密性较好在中等及较高负荷和小滑动速度下工作的重要管配件，以及阀、旋塞、泵体、齿轮、叶轮和蜗轮等8.ZCuPb10Sn5润滑性、耐磨性能良好，易切削，可焊性良好，软钎焊性、硬钎焊性均良好，不推荐氧燃烧气焊和各种形式的电弧焊轴承和轴套，汽车用衬管轴承9.ZCuPb10Sn10润滑性能、耐磨性能和耐蚀性能好，适合用作双金属铸造材料表面压力高且存在侧压的滑动轴承，如轧辊、车辆用轴承。
铜及合金
第二节铜及铜合金铜及铜合金具有以下性能特点。
1．有优异的物理化学性能。
纯铜导电性、导热性极佳，许多铜合金的导电、导热性也很好；铜及铜合金对大气和水的抗腐蚀能力也很高；铜是抗磁性物质。
2．有良好的加工性能。
铜及某些铜合金塑性很好，容易冷、热成型；铸造铜合金有很好的铸造性能。
3．有某些特殊的机械性能。
例如优良的减摩性和耐磨性（如青铜及部分黄铜）；高的弹性极限及疲劳极限（铍青铜等）。
4．色泽美观。
由于有以上优良性能，铜及铜合金在电气工业、仪表工业、造船工业及机械制造工业部门中获得了广泛的应用。
但铜的储藏量较小，价格较贵，属于应节约使用的材料之一，只有在特殊需要的情况下，例如要求有特殊的磁性、耐蚀性、加工性能、机械性能以及特殊的外观等条件下，才考虑使用。
一、纯铜（紫铜）纯铜是玫瑰红色金属，表面形成氧化铜膜后，外观呈紫红色，故常称为紫铜。
纯铜主要用于制作电工导体以及配制各种铜合金。
工业纯铜中含有锡、铋、氧、硫、磷等杂质，它们都使铜的导电能力下降。
铅和铋能与铜形成熔点很低的共晶体（Cu＋Pb）和（Cu＋Bi），共晶温度分别为326℃和270℃，分布在铜的晶界上。
进行热加工时（温度为820℃～860℃），因共晶体熔化，破坏晶界的结合，使铜发生脆性断裂（热裂）。
硫、氧与铜也形成共晶体（Cu＋Cu2S）和（Cu＋Cu2O），共晶温度分别为1067℃和1065℃，因共晶温度高，它们不引起热脆性。
但由于Cu2S、Cu2O都是脆性化合物，在冷加工时易促进破裂（冷脆）。
根据杂质的含量，工业纯铜可分为四种：T1、T2、T3、T4。
“T”为铜的汉语拼音字头，编号越大，纯度越低。
工业纯铜的牌号、成分及用途见表9-5。
表9-5 紫铜加工产品的牌号、成分及用途纯铜除工业纯铜外，还有一类叫无氧铜，其含氧量极低，不大于0.003%。
牌号有TU1、TU2，主要用来制作电真空器件及高导电性铜线。
这种导线能抵抗氢的作用，不发生氢脆现象。
纯铜的强度低，不宜直接用作结构材料。
铜及铜合金的发展与应用
铜及铜合金的发展与应用摘要：本文叙述了铜加工工业概况、铜材品种和质量现状及铜加工工艺与装备现状。
同时, 阐述了高强高导铜合金的发展方向及应用前景。
高强高导铜合金是一类很有应用潜力的功能材料, 近年来研究和开发应用高强高导铜基合金取得了显著成效，本文阐释了开发和研究高强高导铜合金的及制备方法与强化原理。
关键词：技术；发展；高强高导；强化机理；制备方法正文：人类使用铜及其合金已有数千年历史。
古罗马时期铜的主要开采地是塞浦路斯，因此最初得名cyprium（意为塞浦路斯的金属），后来变为cuprum，这是英语：copper、法语：cuivre和德语：Kupfer的来源。
二价铜盐是常见的铜化合物，常呈蓝色或绿色，是蓝铜矿和绿松石等矿物颜色的来源，历史上曾广泛用作颜料。
铜质建筑结构受腐蚀后会产生铜绿（碱式碳酸铜）。
装饰艺术主要使用金属铜和含铜的颜料[1]。
铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。
铜是一种红色金属，同时也是一种绿色金属。
说它是绿色金属，主要是因为它熔点较低，容易再熔化、再冶炼，因而回收利用相当地便宜。
[2]。
纯铜是柔软的金属，表面刚切开时为红橙色带金属光泽、延展性好、导热性和导电性高，因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料，也可用作建筑材料，以及组成众多种合金。
铜合金机械性能优异，电阻率很低，其中最重要的数青铜和黄铜。
此外，铜也是耐用的金属，可以多次回收而无损其机械性能。
矿石的冶炼过程通常有两种方式：1.火法炼铜。
通过熔融冶炼和电解精火炼生产出阴极铜，也即电解铜，一般适于高品位的硫化铜矿。
火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石，通过选矿提高到20～30%，作为铜精矿，在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼，产出的熔锍（冰铜）接着送入转炉进行吹炼成粗铜，再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂，或铸成阳极板进行电解，获得品位高达99.9%的电解铜。
大气腐蚀的各类及其防治措施
大气腐蚀的各类及其防治措施大气腐蚀常见的有均匀腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、选择性腐蚀、电偶腐蚀等。
除均匀腐蚀外，其他形态均属于局部腐蚀其防治腐蚀的方法如下。
（1）均匀腐蚀是常见的腐蚀形态，即腐蚀破坏面积均匀分布在金属表面上，但又有别于点腐蚀。
且无明显的腐蚀坑窝。
如钢铁板表面生锈；锌、铝材料及其镀层表面布满白色腐蚀产物；铜的表面发绿或变照等。
均匀腐蚀的危险性相对局部腐蚀比较小，若知道其腐蚀速度之后，即可估算其使用寿命，增加腐蚀裕量或使用合适的覆盖层，用表面处理、缓蚀剂等方法加以抑制或抵消腐蚀量。
（2）大气环境中发生缝隙腐蚀的机理，主要是金属与金属，或金属与非金属连接处因缝隙内外氧的浓差极化缝隙内部氧浓度，而引起浓度差电池。
缝隙内部为阳极区，腐蚀集中于缝隙周围。
在大气腐蚀的状态下，污水处理厂中常发生暴露在空气中的管道法兰连接面，干式泵的座基螺母压紧面，垫片的垫圈处，焊接的气孔，湿式沼气柜的焊接缝处或锅炉炉体的焊接缝以及腐蚀产物与金属介质间等缝隙腐蚀事例。
抑制缝隙腐蚀一般方法如下：①制作时应尽量避免缝隙的存在或采用耐腐蚀而有弹性的材料加以填充。
②尽量不用铆接、螺杆连接，应以焊接为宜，且焊件应避免气孔或焊缝存在。
③不宜采用普通石棉、纸质等吸湿材料作为垫圈，石棉中含有大量氯离子应加以特殊处理后使用。
采用聚氯乙烯材料垫圈较为理想。
（3）在大气环境中常见的应力腐蚀有铝合金、高强钢在潮湿工业大气、海洋大气中，黄铜在湿热大气中，铜合金在含氨大气中的应力开裂。
工程结构中钢丝绳，弯头部件也常会发生应力腐蚀。
防止应力腐蚀的方法如下。
①用退火处理消除金属内部的残余应力减少工件的工作载荷。
②采用耐腐蚀材料，尤其对应力腐蚀不敏感性材料，或施加表面保护。
③改善环境的腐蚀性。
如添加缓蚀剂或祛除对应力腐蚀其作用的有害化学物质。
④采用阴极保护：如钢柜下面阴极保护采用焊接锌块。
（4）选择性腐蚀。
如在潮湿工业大气中因灰口铸铁中有一定量的片状石墨，铁相对石墨是阳极，石墨是阴极形成腐蚀电池。
铜及铜合金
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4.3 铜合金——铜合金分类及强化方法 铜合金：黄铜、白铜，青铜。
黄铜：简单黄铜和复杂黄铜。
简单黄铜：为Cu—Zn二元合金，以“H”表示，H后面的数字表 示合金的平均含铜量如H70表示含铜量为70％，其余为锌。
复杂黄铜：在Cu-Zn会金中加入少量铅、锡、铝、锰等，组成 多元合金。第三组元为铅的称铅黄铜，为铝的称铝黄铜，如 HSn70-1表示含70％Cu、1％Sn、余为锌的锡黄铜。多元合金则 以第三种含量最多的元素相称，如：
中温脆性是低熔点金属Pb、Bi与Cu生成低熔点共晶、分布在 晶界上造成，因在中温区它以液体状态存在于晶界，造成热脆， 而在较高温度时，由于Pb、Bi在Cu中的固溶度增大，微量Pb、Bi 又固溶于铜的晶粒内，不造成危害，从而使塑性又升高。
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4.2 纯铜
杂质及微量元素对铜压力加工性能的影响
纯铜中的杂质分为三类：
按主加元素(如Sn、Al，Be等)命名为锡青铜、铝青铜、铍青铜， 并以Q＋主添元素化学符号及百分含量表示，如QSn6.5-0.1为6.5 ％Sn、0.1％P、余为铜的锡磷精青选课铜件 。QA15为5％A1、余为铜1的4 铝
4.3 铜合金——黄铜
4.3.1 黄铜 普通黄铜
普通黄铜的相组成及各相的特性 Cu-Zn二元系相图中，固态 下有α、β、γ、δ、ε、η六个相。
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4.2 纯铜
铋： 熔点为271℃，不溶于Cu中，在270℃与Cu生成低熔点共晶 (Cu+Bi) 。Bi在低熔点共晶中呈薄膜状分布在铜的晶界上，热加 工时，薄膜熔化而造成“热脆”。Bi本身也是脆性相，使铜在冷 态下也会变脆，所以Bi不但造成“热脆”，也造成“冷脆”，对 铜危害严重。铋的极限含量不大于0.002％。 氧：不固溶于铜，与铜形成高熔点脆性化合物Cu2O，含氧铜冷凝 时，氧呈共晶体(Cu+Cu2O)析出，分布在晶界上。共晶温度很高 (1066℃)，对热变形性能不产生影响，但Cu2O硬而脆，使冷变形 产生困难，致使金属发生“冷脆"。含氧铜在氢或还原性气氛中 退火时，会出现“氢病”。 “氢病”的本质是由于退火时，氢 或还原性气氛易于渗入铜中与CuO的氧化合而形成水蒸气或CO2。
有机类铜缓蚀剂的现状研究与发展
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作 用机 理 ． 展 望 了缓 蚀 剂 的 科技 研 究和 发展 方 向 并
【 关键词】 有机缓蚀剂 ； 铜； 腐蚀
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介 质 中添加 缓 蚀 剂 是 解 决 这 一 问 题 的 一 个 简 单 实 用 的 方 法 。 本 文 综 述 了近 年 来 国 外几 种 新 型 有 机 铜 缓 蚀 剂 ， 包括 唑 类 、 喹啉 类 、 啶 类 等 物 嘧 质 。从 缓 蚀 性 能 、 环境 保 护 方 面 对 其进 行 了比 较 ， 绍 了不 同介 质 中缓 蚀 剂 的 选 用情 况 ， 绍 了几 种 有机 缓 蚀 剂 地研 究现 状 ， 介 介 阐述 了缓 蚀 荆 的
【 ｙｗｏｄ ］ｏｐ ｒｒａ ｉ； ｒ ｓ ｎｉｈｂｔ ； ｒ ｓ ｎ Ｋｅ ｒｓｃｐ ｅ； ｇｎｃ ｏｒ ｉ ｉｉ ｒ ｏｒ ｉ ｏ 体 为 含 两个 氮原 子 的 六 元环 。 ２ ４位 的 碳 原子 在 、