铜合金的热处理共23页
铜合金的热处理
对于能热处理强化的铜合金，中间退火后必须缓冷，其他铜合金冷却速度对性能影响不大。中间退 火的温度与预先的冷变形程度、金属的成分、加热速度、原始晶粒尺寸等有关。加热温度且在再结 晶温度以上，温度太低再结晶不完全，但太高又会使晶粒粗大，使下一道冷加工时，材料表面出现 “桔皮”状，这是十分有害的，尤其在单相材料中。在成形加工量小时，宜采用晶粒细小的坯料，当成 形加工量大时，宜采用晶粒粗大的坯料。铜合金再结晶后的力学性能不仅与其成分有关，还与退火 温度及退火前的冷加工量有关。
鏈接
項目
11 铍青铜固溶与时效工艺 铍青铜薄板、带材及薄件固溶
12 处理的保温时间
13 铍青铜固溶后要求的晶粒尺寸
硅青铜、铬青铜、锆青铜、铝 14 白铜固溶时效处理工艺 15 铜及加工铜合金加热保护气氛
铜与铜合金热处理保护气氛的 16 类型和成分
17
18
19
20
21
鏈接
铜合金的热处理--退火
均匀化退火
中间退火温度在再结晶温度以上，材料的软化程度取决于冷加工率、退火温度、保温时间。一般在 加工初期采用高温退火，加工后期采用较低温度退火，以保证晶粒度的均匀一致。合金再结晶温度 经验公式：T再＝0.4T熔（k）＝0.4t熔－164（℃）
通常中间退火时，采取快速升温，装炉量大，温度取上限.从而提高再结晶温度，细化晶粒，缩短加 热时间，减少氧化，提高生产率;最终退火，缓慢升温，控制装炉量，温度取下限，特别是薄壁零件， 以保证产品性能均匀。温度控制在±5℃之内，退火保温时黄铜为1.5～3h，锡青铜、铝青铜、铍青铜 为1～3h。
说明
主要目的：消除铸造时锭坯的成份偏析。 主要用于铜合金铸锭。锡青铜、铍青铜及白铜铸件通常都要进行均匀化退 火。加热温度以不发生熔化为度（白铜为1000℃）。
高性能铜合金的热处理及其加工技术
高性能铜合金的热处理及其加工技术发布时间：2023-02-23T06:23:28.590Z 来源：工程建设标准化》2022年第19期10月作者：余锡孟，程列鑫，黄翔[导读] 从二十世纪六十年代起，国外对高性能铜合金的研究越来越深入，并研制出了一批高性能铜合金余锡孟，程列鑫，黄翔绍兴市质量技术监督检测院浙江省绍兴市 312366摘要：从二十世纪六十年代起，国外对高性能铜合金的研究越来越深入，并研制出了一批高性能铜合金。
近十年来，我国的高性能铜合金技术大多是仿效国外，间接导致我国的高性能铜合金技术发展进入瓶颈期，我国合金处理加工技术面临着巨大的挑战。
因此，结合我国资源特点，开发出性能优良的高性能铜合金，对我国来说具有重大的战略和现实意义。
本文介绍了高性能铜合金技术的现状、热处理及加工技术、以及处理措施。
关键词：高性能铜合金；热处理；加工技术高性能铜合金是一种应用范围很广的功能材料。
但是，随着电子设备的迅速发展，高性能铜合金在强度和导电性能上已不能满足当前的需求，高性能铜合金由于强度高，在加工过程中会产生很大的导电损耗。
随着技术的进步，新的技术不断涌现，为高性能铜合金的生产开辟了一条新的途径。
本文以此为基础，对高性能铜合金的热处理及加工技术进行了较为深入的探讨，并提出了解决措施。
1.高性能铜合金研究现状通过高性能铜合金的研究发展，现如今高性能铜合金大致如下：1.沉淀型强化：通过固溶和时效后，高性能铜合金的固溶体沉淀出一种强化相，从而提高了铜合金的强度和导电性能。
但其时效温度高（400~650℃），加工技术较为复杂，对加工设备的要求也比较高。
2.弥散强化铜合金：将陶瓷颗粒添加到铜基体中，以提高其强度和稳定性。
在实际使用中，应注意其与CuJ基体的相容性，避免因选用强化相的不当而影响高性能铜合金的结构及性质。
目前，弥散强化铜合金的主要强化材料为氧化铝，使铜合金的强度和导电性能得到显著改善。
3.铜-镁合金，顾名思义，是将适量的镁加入到铜中，其优势在于加工技术简便，无需再进行任何热处理，就能达到比较高的标准，还降低了生产成本。
铜合金的热处理
管材
棒材
T2、TU1、TUP (软制品)
550～620 290～340
带材
T2
340～380
350～410
380～440
—
0.1～0.25
0.3～0.55
0.6～1.2
线材
T2、T3、T4
410～430
—
0.3～0.8
表9.2-2加工铜合金去应力退火温度及再 结晶退火工艺
牌号
H96 H90 H85 H80 H70 H68 H62 H59 HSn90-1 HSn62-1 HSn60-1 HPb63-3 HPb59-1 HA160-1-1 HA159-3-2 去应力退火 /℃ 200 200 160～220 260 260～270 260～270 270～300 200～300 200～350 350～370 350～370 200～350 285 300～350 350～400 下列厚度再结晶退火温度/℃ >5mm 560～600 650～720 — 650～700 600～650 580～650 650～700 650～700 650～720 600～650 600～650 600～650 600～650 — 600～650 1～5 mm 540～580 620～680 — 580～650 580～620 540～600 600～660 600～660 620～680 550～630 550～630 540～620 580～630 — 550～620 0.5～1 mm 500～540 560～620 — 540～600 540～580 500～560 520～600 520～600 560～620 520～580 520～580 520～600 550～600 — 540～580 <0.5mm 450～550 450～560 — 500～560 520～550 440～500 460～530 460～530 450～560 500～550 500～550 480～540 480～550 — 450～500
有色金属热处理
合金元素较少时，ω相为六方结构；合金元素含量增 加，逐步过渡到棱方晶系 ω相可由淬火时的β相形成，也可由淬火后亚稳β在 550℃以下的等温(回火或时效)转变而来。
慢冷却中的相变
Ti-β同晶二元系固态平衡相图示意图
t0点为纯钛的同素异构转变 温度；t0Cβ线表示β→α转变 开始温度线，即β相变点线； t0Cα线为β→α转变终止线
Cu在α相中固溶度为5.65%(548℃时)，在室 温下降至0.05%；在548℃时发生共晶转变
时效热力学
Al-Cu合金中不同沉淀产物相应 的体积自由焓与成分的关系曲线
时效过程是第二相从过饱和固溶 体中沉淀的过程，新相以形核和 长大方式完成转变
驱动力是两相自由能(焓)差。从 热力学的角度看，在过饱和的α 固溶体中直接析出平衡的θ相最 有利
Mg-Zn相图
不同Mg-Zn二元合金力学性能
wZn(%) 2
原始加工状态
A(%) 11
Rp0.2/MPa Rm/Mpa
35
180
4
9
50
180
6
5
65
180
8
4
75
170
淬火态
A(%) Rp0.2/MPa 11 35
8
40
6
55
5
75
Rm/Mpa 180 180 190 190
淬火+人工时效/176℃×16h
12~16
16 3~5 2~3 3~5 0.5 4~8 2 2 24 16
介质
空气 空气 空气 空气 空气 空气 -
空气
空气 空气 空气 空气 空气 空气 空气 空气 空气 空气
铜合金的热处理
2、合金相
Cu-Al合金相图
α—Cu基固溶体（FCC），铝青铜的基体相，存在退火栾晶； β—Cu3Al基固溶体，电子弄得3/2，bcc； γ2—Cu4Al9基固溶体，电子浓度21/13,复杂立方；
Cu-Sn相图
α—Cu基固溶体（FCC）青铜的基体相，存在退火栾晶； β—Cu5Sn基固溶体，电子浓度3/2，bcc； γ—Cu3Sn基固溶体，电子浓度7/4，fcc； δ—Cu31Sn8基固溶体，电子浓度21/13，复杂立方； ε—Cu3Zn基固溶体，电子浓度7/4，密排六方； 注意：δ→α+ε（反应慢）一般不出现 所以：（1）一般合金RT组织通常为α+（α+δ）共晶组织
一、锡青铜
早期青铜仅指锡青铜。现在青铜这个名词以成为除黄铜和 白铜之外的铜合金的总称。
1、牌号
• QSn+x（x表示Sn含量）-y（第三组元含量）-z（第四 组元含量）……
• 例如QSn4-3表示含Sn约4%，其它元素约3%的青铜。
•
QH Sn4-3表示含Sn约4%，其它元素约3%的铸造青
铜。
2、合金相
3、时效特点
（1）脱溶序列 过饱和的α-固溶体—γ’’（片状GP区）—γ’— γ2 其中γ’’（片状GP区）—γ’发展时强度最高；
4. 工业铝青铜
二元合金 QAl5,、QAl7（属于单相α组织，枝晶和栾晶，耐蚀、耐磨
、弹性材料，如弹簧） 多元合金（通常加Fe、Mn、Ni等）
Qal9-4(Fe):Fe加入，细化组织，HB↑，耐磨性↑，防止自回火 ，可热处理强化，用于船舶电器零件； QAl9-2（Mn）：Mn加入，耐蚀性↑，防止自回火，用于海轮上的 零件； QAl11-6-6（Fe、Ni）：综合性能最佳，主要用于重要的重型零 件，应用与机械，航空工业的高强耐磨齿轮，可用温度高达 500℃。
热处理工艺对铜合金材料的热导性和导电性的提高
热处理工艺对铜合金材料的热导性和导电性的提高热处理是一种重要的材料加工方法，通过对材料进行加热和冷却处理，可以改善材料的性能，包括热导性和导电性。
对于铜合金材料来说，热处理工艺起着至关重要的作用。
铜合金是一种常见的工程材料，具有良好的导热性和导电性。
然而，铜合金在应用过程中还存在一些问题，如强度低、塑性差等。
通过热处理工艺，可以改变材料的晶粒结构和组织，从而提高其性能。
热处理工艺中的一种常用方法是固溶处理，也称为退火处理。
固溶处理通过将材料加热到一定温度，使固溶体中的溶质原子重新进入晶格中，同时通过冷却固溶体，使溶质原子重新固溶。
这种处理方法可以提高材料的晶格结构的均匀性，从而提高材料的热导性和导电性。
固溶处理还可以通过改变材料中的析出相来提高材料的性能。
在固溶处理后，通过恰当的降温速率，使材料中的溶质原子重新组合并析出为细小、均匀分布的析出相，这些析出相可以增加材料的强度和硬度，并改善其导热性和导电性。
除了固溶处理，还可以采用时效处理的方法来进一步提高材料的性能。
时效处理是在固溶处理后，将材料保持在一定温度下的一种处理方法。
通过这种处理方法，可以使析出相逐渐长大，形成更均匀、更细小的晶粒，从而提高材料的导热性和导电性。
值得注意的是，热处理工艺对铜合金材料的提高热导性和导电性的效果的实现需要进行恰当的程序控制和参数选择。
这包括对加热温度、保温时间、冷却速率等的精确控制。
不同的铜合金材料也可能需要不同的热处理工艺，因此，在进行热处理前应先进行一系列的试验和分析。
总之，热处理工艺对铜合金材料的热导性和导电性的提高起着重要作用。
通过固溶处理和时效处理，可以改变材料的晶粒结构和组织，提高其导热性和导电性。
然而，为了实现最佳的效果，需要进行适当的程序控制和参数选择。
热处理工艺的应用可以使铜合金材料在实际应用中发挥更好的性能。
铜合金是一种具有广泛应用的材料，因其优良的导热性和导电性而在电子、电工、汽车和航空航天等行业得到广泛应用。
铜合金热处理产生柱状晶体
铜合金热处理产生柱状晶体铜合金热处理，这事儿可有点意思。
就像一场神秘的魔法，能让铜合金里产生柱状晶体。
你看那铜合金，原本就像一群杂乱无章的小粒子在那待着。
可这一热处理，就像是给它们下了个命令，开始有规律地排列起来，柱状晶体就慢慢出现了。
这柱状晶体就像一根根小柱子，整整齐齐地站在那里。
我想象着那些小粒子就像一群调皮的孩子。
在没热处理之前，它们满世界乱跑，你碰我我撞你，没个正形。
可热处理就像是一个严厉的老师，一来，孩子们就听话了，按照老师说的排好队，形成了那柱状晶体的队形。
这柱状晶体的出现啊，也不是随随便便的。
它跟热处理的温度、时间啥的都有关系。
就好比做饭，火候和时间掌握不好，菜就不好吃。
这铜合金热处理也是，温度不对，时间不够或者太长，柱状晶体可能就长不好。
有时候我就想，这铜合金里的世界就像一个小小的王国。
那些原子就是王国里的居民。
产生柱状晶体的过程，就像是居民们按照某种规则盖房子，最后盖出了一排排像柱子一样的房子，这就是柱状晶体。
这柱状晶体还有它的用处呢。
它能让铜合金在某些性能上变得更好。
比如说强度可能会提高，就像给铜合金穿上了一层铠甲，让它更能经受住外界的压力。
从这个铜合金热处理产生柱状晶体的事儿，我就觉得大自然或者说科学里的规律真的很奇妙。
小到铜合金里原子的排列，大到宇宙里星球的运行，都有着自己的规则。
我们人类就像是在探索一个巨大的宝藏，不断地发现这些规则，然后利用它们来做很多有用的东西。
这铜合金热处理里的柱状晶体，就是我们在探索宝藏过程中的一个小收获，虽然小，但是也很有意义。
我觉得我们应该继续探索下去，说不定以后还能发现更多铜合金里的秘密，让它能在更多的地方发挥作用呢。
铸铜合金热处理工艺流程
铸铜合金热处理工艺流程The heat treatment process of copper alloys plays a crucial role in determining their mechanical properties and overall performance. 硬化过程是将铜合金暴露于高温，然后迅速冷却以增强其机械性能的工艺。
By subjecting the copper alloy to specific temperature cycles, it is possible to enhance its strength, hardness, and even electrical conductivity. 通过控制不同的温度和时效，人们可以调节铜合金的晶界、位错密度和溶质浓度。
This optimized microstructure ultimately leads to improved mechanical properties and resistance to wear and corrosion. 热处理的合金还能提高铜的加工性能和延展性，使其更易于塑形成复杂的零部件。
One of the key steps in the heat treatment process of copper alloys is annealing, which involves heating the material to a specific temperature and then slowly cooling it to room temperature. 在铸铜合金的热处理中，退火是一个关键的步骤，它涉及将材料加热到特定温度，然后缓慢冷却至室温。
This process helps to relieve internal stresses, improve ductility, and facilitate further processing operations. 退火处理有利于增加合金的延展性和韧性，使其更容易在后续加工中进行冲压、拉伸或弯曲。
铜合金的热处理技术
铜合金的热处理技术，方法涉及退火、固溶-时效、光亮退火和真空热处理等一、热处理方法1.概述铜合金的热处理主要是加热和不同目的的退火，只有个别牌号的合金，如铍青铜可进行淬火、回火热处理。
不同目的的退火有：软化退火、成品退火和坯料退火。
软化退火：即两次冷轧之间以软化为目的的再结晶退火，亦称中间退火。
冷轧后的合金产生纤维组织并发生加工硬化，经过把合金加热到再结晶温度以上，保温一定的时间后缓慢冷却，使合金再结晶成细化的晶粒组织，获得好的塑性和低的变形抗力，以便继续进行冷轧加工。
这种退火是铜合金轧制中的最主要的热处理。
成品退火：即冷轧到成品尺寸后，通过控制退火温度和保温时间来得到不同状态和性能的最后一次退火。
成品退火有控制状态和性能的要求，如获得软（M）状态、半硬（Y2)状制品以及通过控制晶粒组织来得到较好的深冲性能制品等。
成品退火除再结晶温度以上退火，还有再结晶温度下的低温退火。
坯料退火：是热轧后的坯料，通过再结晶退火来消除热轧时不完全热变形所产生的硬化，以及通过退火使组织均匀为目的的热处理方法。
淬火一回火（时效）：即对某些具有能溶解和析出的以及发生共析转变的固溶体合金，在高于相变点温度时，经过保温使强化相充分溶解，形成均匀固溶体后又在急冷中形成过饱和固溶体的淬火状态，再经过低温或室温，使强化相析出或相变来控制合金性能的热处理方法。
2.退火退火工艺制度是根据合金性质、加工硬化程度和产品技术条件的要求决定的。
退火的主要工艺参数是退火温度、保温时间、加热速度和冷却方式。
退火工艺制度的确定应满足如下三方面的要求：①保证退火材料的加热均匀，以保证材料的组织和性能均匀；②保证退火材料不被氧化，表面光亮；③节约能源，降低消耗，提高成品率。
因此，铜材的退火工艺制度和所采用的设备应能具备上述条件。
如炉子设计合理，加热速度快，有保护气氛，控制精确，调整容易等。
表1列出了部分常用铜合金的退火工艺制度。
退火温度的选择：除合金性质、硬化程度外，还要考虑退火目的，如对中间退火则退火温度取上限，并适当缩短退火时间；对成品退火则侧重于保证产品品质和性能均匀，退火温度取下限，并严格控制退火温度的波动；对厚规格的退火温度应比薄规格的退火温度要高一些；对装料量大的要比装料量小的退火温度高一些；板材要比带材的退火温度高一些。
铜合金-第2讲
第六章有色金属及其合金第2节铜及铜合金第2讲青铜精美绝伦的青铜器青铜适合铸造，可以铸造成精美的器物3 青铜除了黄铜、白铜以外的铜合金都称为青铜。
主要添加的元素：Sn，Al，Si，Be等Q+主加元素符号及质量百分数+其青铜牌号他平均质量百分数QAl5：表示铝青铜，Al的质量百分数为5%.（1）锡青铜：Cu-Sn合金，以Sn作为主要加入的合金元素。
牌号：QSn4-3：Sn的质量分数为4%，其他元素为Zn，含量为3%。
Sn的含量与锡青铜的加工性能密切相关w sn<5%: 适合冷加工w sn：5-7%:适合热加工w sn:10~14%: 适合铸造2）应用：用于制造弹性元件、轴承等耐磨零件、抗磁和耐蚀零件。
1）性能特点：具有优良的减磨性、抗磁性、低温韧性和耐磨性等性能特点，在海水、蒸汽和淡水中的抗蚀性优于纯铜和黄铜。
（2）铝青铜：Cu-Al 合金，以Al 作为主要加入的合金元素QAl5，表示Al 的质量分数为5%QAl9-4:表示Al 的质量分数是9%，另外添加了4%的Fe 。
牌号铝青铜的铝含量与性能密切相关Al 含量<7%，Al 含量增加，强度塑性均有上升w Al <7%:合金的塑性与耐蚀性优异，适当的强度w Al >7-8%:塑性急剧下降w Al >11%:塑性、强度下降铝含量小于11%（质量分数）1）性能特点强度、硬度和耐磨性高于黄铜和锡青铜，铸造和焊接性能较差。
2) 铝青铜的应用：低铝青铜（Al%:7-9%)：主要用于制造耐蚀的弹簧和弹性元件。
高铝青铜（Al%:10-11%) ：主要制造船舶和飞机上的高强度、高耐磨的齿轮、轴承和轴套等零件。
3 铍青铜Cu-Be合金：以Be作为主要加入元素的铜合金。
1)性能特点：高强度、高硬度、耐磨性好，抗腐蚀、导电、导热性好。
低温韧性、抗磁性好。
受冲击不起火花。
2)应用：主要用于制造弹性元件、耐磨零件，可以制作防暴工具。
美国”中途”号航母及其内部铜合金制造的零部件铜合金大量应用于海洋装备中。
有色金属的热处理
铜及铜合金的热处理 钛及钛合金的热处理
铜及铜合金的热处理
一、纯铜（紫铜）
铜是人类历史上应用最早的金属。现主要用作导电、导热并有耐 蚀性的器材。导电元件、弹性元件、管道和耐磨零件（轴承、衬套、 小齿轮等）。
密度：8.94g/cm3； 导电性和导热性仅次于金和银； 面心立方晶体结构，在极低温度下仍然保持良好塑性； 熔点：1084°C
铜及铜合金的热处理
铝青铜
锡价格昂贵，所以用其它合金元素代替锡。铝青铜就是其中之一。铝青铜具 有良好的力学性能、耐蚀性和抗磨性。
锡青铜
在α相区，Sn含量增加，强度及塑性均增大，约10%Sn附近的塑性最好， 在21%-23%Sn附近的抗拉强度最大。δ相(Cu31Sn8)脆而硬，随该相增多，强度 急剧下降。
Sn：3~14%
图 Sn含量对锡青铜力学性能的影响
铜及铜合金的热处理
锡青铜的热处理
铜锡合金中的原子扩散速度进行很慢，共析转变只有在长时间保温才能进 行。另外，一般生产条件下，冷却速度快，合金中不出现α+ε组织。从工程 角度出发，锡青铜的锡含量一般都小于10%，得到的是单相α组织，故锡青铜 不能热处理强化。
• 退火硬化现象.
• α黄铜冷变形后于再结晶温度以下退火，其硬度不但不降低，反而有所升高。例 如H70，冷变形50%后在235°C退火1小时，抗拉强度升高30MPa，延伸率降低2%。 试验证明，含Zn大于10%的黄铜、含Al大于4%的青铜、含Mn大于5%的青铜和含Ni大 于30%的白铜都有这种退火异常硬化现象，也称变形时效。
造业。
铜及铜合金的热处理
黄铜的热处理制度
• 黄铜的主要热处理方式：退火（再结晶退火、去应力退火）。
• 再结晶退火：加工工序之间的中间退火，产品最终退火。目的是消除加工硬化，
铜合金的热处理方法和程序
快冷，低铝者，β→β’（马氏体） 高铝者，β→β1→β’或γ’（均为马氏体） 通常选择快冷，而且工业铝青铜Al＜13%，属于低铝者，快冷 组织为β’马氏体，但实际铸造组织重也可能有α+γ2组织存在。
3. 性能
（1）机械性能优于黄铜、锡青铜； （2）大气、海水、大多数有机酸中耐蚀性好； （3）耐磨、耐寒、冲击不产生火花（有油易燃时有利）
第五章 铜合金的热处理
5-1黄铜的热处理 5-2锡青铜的热处理 5-3铝青铜的热处理 5-4铍青铜的热处理 5-5白铜的热处理 5-6铜及铜合金热处理的特点
5-1黄铜的热处理
以铜为基的铜与锌的合金称为黄铜。 可分两类：普通黄铜和特殊黄铜。
一、普通黄铜
1. 牌号
H+xx（xx表示铜的百分含量） 例如H68表示含Cu68%，含Zn约32%的黄铜。 若为铸造黄铜，则ZH+xx（xx表示铜的百分含量） 例如ZH68表示含Cu68%，含Zn约32%的铸造黄铜。
(3)铸造工艺性能不好（相对而言的），但因分散缩孔多 ，体积缩小，可铸造尺寸准确、花纹清晰的工艺。
(4)热轧难，挤压易，通常需要均匀化退火。
5-3铝青铜的热处理
当主要添加元素为铝时称为铝青铜。 铝青铜具有良好的机械性能、耐蚀性能和抗磨性能，是各 种青铜中应用最广泛的一个。
1、牌号与上述锡青铜相同
（2）Sn扩散慢，结晶范围宽，偏析严重； （3）铸锭中易于出现分散缩孔和反偏析（锡汗）现象。
3、性能
(1)不出现δ相时，Sn↑，强度和塑性都↓，出现δ相时 ，Sn↑，塑性↓，而强度↑。但是大量的δ相也会引 起强度↓。
(2)具有良好的抗蚀性能，由于生成了Cu2O或2CuCO3·Cu （OH）薄膜，故可作船舶零件，这也是青铜器可以长 久保持的原因。
铜及铜合金材料与热处理 教学PPT课件
锰黄铜能较好地承受热、冷压力加工。
锰能显著升高黄铜在海水、氯化物和过热蒸汽中的耐蚀性。
锰黄铜、特别是同时加有铝、锡或铁的锰黄铜广泛用于造船及军工等部门
铁的作用及铁黄铜
铁可以提高黄铜再结晶温度和细化晶粒的作用，使力学性能提高。
铁黄铜具有高的韧性、耐磨性及在大气和海水中优良的抗蚀性。
铁黄铜可以用于制造受摩擦及受海水腐蚀的零件。
8
金属材料热处理
1.2黄铜
2、特殊黄铜 为提高二元黄铜的耐蚀性能、机械性能或切削加工性能，在二元黄
铜中加入少量Sn、Pb、Mn、Fe、Si、Ni、Al等元素，即得特殊黄 铜。 特殊合金的编号方法:“H+主加元素符号+铜含量+主加元素含量”。 特殊黄铜可分为压力加工黄铜和铸造黄铜。
9
金属材料热处理
?中温脆性是低熔点金属pbbi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pbbi在cu中的固溶度增大微量pbbi又固溶于铜的晶粒内不造成危害从而使塑性又升高
金属材料热处理
1铜及铜合金
铜是人类最早使用的金属。早在史前时代,人们就开始采掘露天铜矿,并用获取的铜制造武器、工具 和其他器皿，铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。
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金属材料热处理
二元铝青铜的组织 含Al小于7％的合金在所有温度下均具有单相α固溶体组织。α相塑性好，易加工。 实际生产条件下，7～8％Al的合金组织中便有α+γ2共析体。γ2是硬脆相
(520HV)，它使硬度、强度升高，塑性下降。 含9.4～15.6％Al的合金缓慢冷却到586℃时，发生β→α+γ2转变，形成共析体组
铝黄铜的颜色随成分而变化，通过调整成分，可获得金黄色的铝黄铜，作为金粉涂料的代用品。
铜锌合金热处理工艺流程
铜锌合金热处理工艺流程
铜锌合金热处理工艺流程：
1、退火工艺：
将铜锌合金加热到一定温度，保温一段时间后冷却至室温。
退火工艺可分为软化退火、收纳退火和复晶退火三种方式。
软化退火可使材料软化，提高可塑性；
收纳退火能增加合金的强度和韧性；
复晶退火则可改变材料的晶界结构和晶粒大小。
2、淬火工艺：
将铜锌合金加热至温度超过临界点，然后迅速浸入水中或油中，使其迅速冷却。
淬火可使铜锌合金达到高硬度、高强度和高耐磨性等特点，适用于制造高要求的机械零件。
3、回火工艺：
在淬火后将铜锌合金再次加热到温度较低的温度，保持一段时间后再冷却。
回火工艺可使材料达到一定的强度和韧性，以及降低其脆性。
新能源汽车用铜合金的热处理与导电性能
新能源汽车用铜合金的热处理与导电性能在新能源汽车的快速发展进程中，铜合金因其出色的性能而备受关注。
其中，铜合金的热处理工艺与导电性能之间的关系，对于提升新能源汽车的性能和可靠性具有至关重要的意义。
铜合金作为一种常用的工程材料，具有良好的导电性、导热性、耐腐蚀性和机械性能。
在新能源汽车领域，铜合金被广泛应用于电池系统、电机、电子控制单元等关键部件中。
然而，要充分发挥铜合金的性能优势，热处理工艺的选择和优化就显得尤为重要。
热处理是通过对材料进行加热、保温和冷却等操作，来改变其组织结构和性能的工艺过程。
对于铜合金而言，不同的热处理方式会导致其晶体结构、相组成和微观组织发生变化，从而直接影响到导电性能。
常见的铜合金热处理方法包括退火、固溶处理和时效处理等。
退火处理通常用于消除材料内部的残余应力，提高其塑性和韧性，同时也会对导电性能产生一定的影响。
在退火过程中，随着温度的升高和保温时间的延长，材料内部的晶粒会逐渐长大，晶界减少，这有助于电子的传输，从而在一定程度上提高导电性能。
但如果退火温度过高或时间过长，可能会导致晶粒过度长大，反而使导电性能下降。
固溶处理是将铜合金加热到一定温度，使溶质元素充分溶解在基体中，形成过饱和固溶体，然后快速冷却。
这一过程可以显著提高铜合金的强度和硬度，但对导电性能的影响较为复杂。
一方面，固溶处理可以消除部分杂质和缺陷，有利于电子的传输，从而提高导电性能；另一方面，过饱和固溶体的形成可能会阻碍电子的运动，导致导电性能下降。
因此，在进行固溶处理时，需要严格控制温度、时间和冷却速度等参数，以达到最佳的综合性能。
时效处理则是将经过固溶处理的铜合金在一定温度下保温一段时间，使过饱和固溶体中析出细小的强化相，从而进一步提高材料的强度和硬度。
时效处理过程中，析出相的大小、形态和分布会对导电性能产生影响。
一般来说，细小均匀分布的析出相对导电性能的影响较小，而粗大且不均匀分布的析出相会显著降低导电性能。
纯铜的热处理教案
4-4 工业纯铜的热处理
一、工业纯铜的热处理方法及其目的 工业纯铜的热处理方法：再结晶退火 退火温度：一般为500-700℃ 热处理目的：为了消除内应力，使金属软 化或改变晶粒度。
(3)金相法检验：将经过抛光的铜样品在金相 显微镜下用普通明场观察时，Cu2O颗粒呈玫瑰色， 在偏振光场时为黑十字图象，在放大200倍的视场 内，Cu2O颗粒不超过3个时方为合格。
(4)表面裂纹金相检查法：样品经过抛光后在 氢气中于840oC退火，保温20分钟，冷却后用200 倍显微镜观察，根据试样表面裂纹严重程度分为 六级，1、2、3级为合格无氧铜，4级以上为不合 格。
砷：熔点613℃，在固态铜中可溶解7.5％。少量As对机械性 能没明显影响，但显著降低铜的导电、导热性。砷可提高铜的再 结晶温度，提高铜的耐热性；此外，砷显著提高铜的耐蚀性，作 冷凝管用的铜管中均加入少量的砷；还可改善含氧铜的加工性能。
锑： 熔点630℃，共晶温度（645℃）下锑在铜中的固溶度 11％。随温度降低，锑在铜中的溶解度急剧降低，并形成脆性 Cu3Sb，分布在晶界上而造成“冷脆”。锑同时造成铜的导电性和 导热性的严重降低，导电用铜的含锑量不允许超过0.002％。 铅： 熔点327℃，基本上不溶解于铜，微量的铅与铜形成低熔点 共晶组织(Cu＋Pb)，共晶温度为326℃，共晶体最后结晶并集中在 晶界上，铅呈黑色颗粒状分布在晶界上，热加工时，铅先熔化， 使金属晶粒之间的结合力受到破坏，造成“热脆”。铅限制在 0.005～0.05％。
如：BlO为10％Ni、余为铜；B30为30%Ni、余Cu的铜镍合金。 青铜：除黄铜、白铜之外的铜合金。
有色金属热处理
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分类
非铁金属按在地壳中蕴藏量得多少和其密度大小可 分为以下四类：
1）轻金属材料：密度小于4.5g/cm3的金属材料，如铝、 镁、锂及其合金
2）重金属材料：密度大于4.5g/cm3的金属材料，如 铜、镍、铅锌、锡、镉及其合金
3）稀有金属材料：地壳中蕴藏量稀少的。如钛、锆、 铪、钨、钼、钽、铌
在保护气氛中或真空中退火 纯铜退火，气体中含氢量不应超过3%
加热温度高于溶解度曲线且接近于共晶温度 或固相线温度，可采用快速加热，冷却一般 采用谁，有些合金（如铸造铝合金）也有采 用油淬或其他冷却介质 淬火后在室温下停留较长时间 淬火后再将合金加热到100~200℃范围内保 温一段时间
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二、时效处理
定义 目的 与回火区别
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§8.1 铝及铝合金的热处理
一、铝合金相图认识： S点左侧不能热处理强化 S点和D点之间可以热处理强化
二、铝合金分类 工业纯铝、铸造铝合金和变形铝合金
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三、铝合金热处理基本原理
铝合金主要热处理形式是退火和固溶时效。 退火是一种软化处理，消除材料内应力和加 工硬化，使组织趋于平衡。固溶时效属于强 化热处理，目的是提高合金的机械强度。
四、对于纯铝和防锈铝合金，不能热处理强化，只进行退 火。对于硬铝、锻铝和超硬铝可以热处理强化，时效为 最终热处理形式。
五、热处理工艺
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§8.2 铜及铜合金的热处理
1、铜 纯铜通常呈紫红色，又称为紫铜。它的导电性、导
热性和塑性仅次于金和银而居第三位，在极低的温 度下仍保持良好的塑性和韧性。