工程材料铜及铜合金
铜及铜合金的耐蚀性资料
铜及铜合金的耐蚀性资料1.抗氧化性：铜及铜合金能与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜（铜氧化物），这一层氧化膜可以保护铜基体不受进一步的腐蚀。
2.抗酸性：铜及铜合金在酸性介质中的抗腐蚀性能较好，能够耐受中等浓度的无机酸和有机酸。
3.抗碱性：铜及铜合金对碱性介质的腐蚀性较弱，可以耐受弱碱性和中等浓度的碱性。
4.抗盐性：铜及铜合金在含有氯离子的盐水中表现出较好的腐蚀抗性。
5.抗应力腐蚀性：铜及铜合金具有较好的抗应力腐蚀性能，能够在受到应力作用的情况下保持较高的耐蚀能力。
在不同应用领域中，不同类型的铜合金具有不同的耐蚀性。
以下是一些常见铜合金的耐蚀性资料：1.青铜（青铜是铜与锡的合金）：青铜具有良好的耐腐蚀性，广泛应用于制造船舶、化工设备等耐腐蚀性要求较高的场合。
2.黄铜（黄铜是铜与锌的合金）：黄铜的耐腐蚀性较好，可以适应一般的腐蚀环境，因此被广泛应用于工程、建筑等领域。
3.铝青铜（铝青铜是铝、铜、铁、锰等元素的合金）：铝青铜具有出色的耐蚀性和抗摩擦性能，常被用于制造船用设备和海洋工程。
4.硅青铜（硅青铜是铜与铝、硅的合金）：硅青铜具有优异的抗腐蚀性能，尤其在海洋环境中具有良好的耐久性。
除了以上几种常见的铜合金外，还有许多其他类型的铜合金也具有较好的耐腐蚀性能，可根据具体需求选择合适的材料。
另外，需要注意的一点是，虽然铜及其合金具有良好的抗腐蚀性能，但在一些特定的腐蚀环境下仍可能发生腐蚀现象，因此在具体应用中要仔细选择材料，并且采取适当的防腐措施。
总结起来，铜及其合金在许多不同的腐蚀环境中具有良好的耐蚀性能，这也是它们被广泛应用于各个领域的原因之一、而在具体应用中，需要根据实际情况选择合适的铜合金材料，并且采取相应的预防措施，以保证其长期的防腐化应用效果。
桐及铜合金的特点与应用
桐及铜合金的特点与应用桐（tong）是指以铜为基础的合金材料，常见的有纯铜（Cu）和黄铜（Cu-Zn 合金）。
以下将详细介绍桐及铜合金的特点与应用。
1. 桐的特点：（1）导电性能优良：桐是一种良好的导电材料，其导电率大约为铁的2倍，是常用的电导材料之一。
（2）导热性良好：桐具有较高的导热率，可广泛应用于热传导领域，例如制作散热器、热交换器等。
（3）良好的可塑性：桐易于加工成各种形状，能够通过冷加工、热加工、压铸等工艺制作出各种复杂的零部件。
（4）机械性能稳定：桐及其合金具有良好的强度和韧性，能够适应各种工程需求。
（5）良好的耐腐蚀性：桐及其合金在一定条件下能够表现出优异的耐腐蚀性能，能够应用于耐腐蚀的环境中。
（6）良好的可加工性：桐易于加工，具有良好的铣削性、钻削性和切割性。
2. 桐的应用：（1）电子行业：由于桐的优秀的电导性能和导热性能，广泛应用于电子行业，例如制作电线、导线、连接器等电子元器件。
（2）建筑行业：桐及其合金在建筑冲压和铸造方面具有优异的性能，用于制造门窗、栏杆、护栏等建筑装饰材料。
（3）交通运输行业：桐及其合金用于制造船舶、航空器和汽车的零部件，如发动机零件、传动零件、制动系统等。
（4）矿业行业：桐及其合金在矿山行业中应用广泛，可用于制造矿机设备、矿井支架等。
（5）化工行业：桐及其合金因其优良的耐腐蚀性能，被广泛应用于化工设备制造，如化工泵、管道、阀门等。
（6）制表行业：桐及其合金用于制造钟表零部件，如钟表框架、表冠、表带等。
（7）餐饮业：由于桐材料无害于人体健康且具有较高的抗菌性能，可以应用于制作餐具，如餐具、餐具柜等。
综上所述，桐及其合金具有良好的导电性能、导热性能、可塑性、机械性能、耐腐蚀性和可加工性，广泛应用于电子行业、建筑行业、交通运输行业、矿业行业、化工行业、制表行业和餐饮业等领域。
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。
金属材料_铜及铜合金
金属材料_铜及铜合金铜及铜合金是一类重要的金属材料，广泛应用于各个领域。
本文将为读者介绍铜及铜合金的特性、应用以及相关的加工工艺。
铜是一种良好的导电和导热金属，具有优异的机械性能和耐腐蚀性能。
它具有良好的可塑性和延展性，可以轻松地加工成各种形状和尺寸的制品。
铜的导电性能使其成为电气工程中常见的材料，用于制造电线、电缆、电子元器件等。
铜也是一种优良的导热材料，常用于制作散热器、换热器等热传导设备。
此外，铜具有抗菌性能，可以用于生物医学领域制造抗菌材料。
与纯铜相比，铜合金在一些领域具有更好的性能。
铜与不同元素的合金化可以改善其强度、硬度和耐磨性。
最常见的铜合金包括黄铜、青铜和铝青铜等。
黄铜是铜和锌的合金，具有良好的加工性能和机械性能，广泛用于制造机械零件、管道、接线端子等。
青铜是铜和锡的合金，具有较高的强度和耐磨性，常用于制作工具、零件和艺术品。
铝青铜是铜、铝和锌的合金，具有优异的耐腐蚀性能和高强度，常用于船舶和海洋工程等领域。
铜及铜合金的加工主要包括铸造、锻造、冷加工和热处理等工艺。
铸造是将熔化的铜或铜合金注入模具中冷却凝固的过程，可制造复杂形状的零件。
锻造是利用力量将加热的铜或铜合金加工成所需形状的工艺，具有提高材料的强度和硬度的效果。
冷加工包括压延、拉伸和冲压等工艺，用于制作薄板、线材、型材等。
热处理是通过控制材料的加热和冷却过程，改变材料的性能和组织结构，提高其力学性能和耐腐蚀性能。
铜及铜合金在许多领域具有广泛的应用。
在建筑行业，铜常用于制作屋顶、墙壁和装饰材料，如铜板、铜管和铜雕等。
在交通运输领域，铜及铜合金用于制造汽车发动机、制动系统和电器线束等零件。
在能源领域，铜制的发电机线圈和输电线路能够高效地传输电能。
在化工工业中，铜合金耐腐蚀性能好，可用于制造化工设备和管道。
在航空航天领域，铜合金可以提供轻量化和高强度的零件，常用于制作发动机零件和航天器结构。
总之，铜及铜合金是一类重要的金属材料，具有良好的机械性能、导电性能和耐腐蚀性能。
铜及铜合金
2 铜合金
1）铜合金分类
（1）按化学成分分类 按化学成分的不同，铜合金可分为黄铜、青铜及白铜（铜镍合金）三大类。机器制造 业中，应用较广的是黄铜和青铜。 黄铜是以锌为主要合金元素的铜合金。其中，不含其他合金元素的黄铜称为普通黄铜 （或简单黄铜），含有其他合金元素的黄铜称为特殊黄铜（或复杂黄铜）。 青铜是以除锌和镍以外的其他元素作为主要合金元素的铜合金。按其所含主要合金元 素种类的不同，青铜可分为锡青铜、铝青铜、铍青铜、铅青铜、硅青铜等。
图8-9 锌对铜力学性能的影响（退火）
普通黄铜的耐蚀性良好，并与纯铜相近。但当 Zn 7%（尤其是大于 20%）并经冷压力加工后的黄铜，在潮湿的大气中，特别是在含氨的气氛 中，易产生应力腐蚀破裂现象（自裂）。防止应力破裂的方法是在250～ 300℃进行去应力退火。
2）特殊黄铜
在普通黄铜基础上，再加入其他合金元素所组成的多元合金称为特殊黄铜，常加入的元素有 锡、铅、铝、硅、锰、铁等。特殊黄铜也可依据加入的第二合金元素命名，如锡黄铜、铅黄铜、 铝黄铜等。
（2）铍青铜 铍青铜是以铍为主加元素的铜合金，铍含量为1.6%～2.5%，是时效强化 效果极大的铜合金。经淬火（780℃水冷后， Rm为500～550 MPa，硬度为 120 HBW，A为25%～35%）再经冷压成形、时效（300～350℃，2 h）之后， 铍青铜具有很高的强度、硬度与弹性极限（ Rm =1250～1400 MPa，硬度为 330～400 HBW）。可贵的是，铍青铜的导热性、导电性、耐寒性也非常好， 同时还有抗磁、受冲击时不产生火花等特殊性能。 铍青铜主要用来制作精密仪器、仪表中各种重要用途的弹性元件和耐蚀、 耐磨零件（如仪表中齿轮）和航海罗盘仪零件及防爆工具。一般铍青铜是以 压力加工后淬火为供应状态，工厂制成零件后，只需进行时效即可。但铍青 铜价格昂贵，工艺复杂，因此限制了它的应用。
铜的分类及应用
铜的分类及应用铜是一种重要的金属材料，广泛应用于工业、建筑、电子、交通等领域。
根据其不同的用途和特性，可以将铜分为几种不同的分类，并了解其在各个领域的应用。
一、分类1. 精炼铜精炼铜是指经过精炼过程得到的高纯度铜，其纯度可以达到99.99%以上。
精炼铜具有良好的导电性和导热性，主要用于电气、电子和通信等领域。
2. 合金铜合金铜是指将铜与其他金属元素合金化而成的材料，如黄铜、青铜、铬铜合金等。
合金铜具有优良的机械性能和耐腐蚀性，广泛应用于机械、航空航天、海洋工程等领域。
3. 铜材铜材是指各种形状和规格的铜制品，包括板材、管材、线材、棒材等。
铜材具有良好的可加工性和耐腐蚀性，常用于建筑、家具、装饰等领域。
4. 废铜废铜是指由于生产和使用过程中产生的各种铜废料，如废旧电线、铜渣、废旧管道等。
废铜经过回收利用可以再生产铜制品，减少资源浪费和环境污染，是一种重要的再生资源。
二、应用1. 电气领域由于铜具有良好的导电性和导热性，因此在电气领域得到广泛应用。
精炼铜常用于制造导线、电缆、电磁线圈等电气设备，在输电、输配电和家用电器中起着重要作用。
2. 电子领域精炼铜也是电子产品中的重要材料，如手机、电脑、电视等电子设备的主要组成部分。
铜的良好导电性能可以提高电子设备的性能和稳定性，因此在电子领域有着重要的应用价值。
3. 交通领域铜材可用于制造汽车、船舶、火车和飞机等交通工具的零部件，如发动机、散热器、制动系统等。
铜合金也常用于制造传动装置和航空发动机中，其优良的耐磨性和耐腐蚀性能有助于提高交通工具的使用寿命和安全性。
4. 建筑领域铜材常用于建筑工程中的装饰和材料，如屋顶、立柱、门窗等。
铜的抗氧化性和美观性使其成为一种理想的建筑材料，被广泛应用于古建筑、现代建筑和城市景观中。
5. 化工领域铜合金在化工领域也有着广泛的应用，如制备化学反应器、换热器、蒸馏塔等设备。
铜合金具有优异的耐腐蚀性和抗氧化性能，能够在各种恶劣环境下稳定运行，是化工设备的重要材料之一。
铜及铜合金线材单位产品能源消耗限额
铜及铜合金线材单位产品能源消耗限额随着工业化的不断发展，各种工程材料的需求量不断增加。
铜及铜合金线材作为一种重要的工程材料，广泛应用于电子、通信、汽车、机械设备、建筑等领域。
然而，铜及铜合金线材生产过程中产生的能源消耗问题不容忽视。
为减少能源浪费，保护环境，提高产品质量，设置铜及铜合金线材单位产品能源消耗限额是十分必要的。
铜及铜合金线材生产过程中的能源消耗包括电力和燃气两种类型。
电力是线材生产的主要能源，用于铜锭熔炼、轧制、拉拔、退火等一系列工序。
燃气则主要用于热处理、铜杆的清洗和干燥。
由于能源消耗主要与生产工艺、设备能效和生产规模等因素有关，因此，制定铜及铜合金线材单位产品能源消耗限额，不仅能够促进生产效率，还能够提高资源利用率，减少能源浪费。
铜及铜合金线材单位产品能源消耗限额的制定，需要考虑多个因素，包括生产规模、工艺技术、设备能效和环保要求等。
同时，该限额应与国际标准进行比较，引入先进的制造技术和能源节约措施，确保生产效率和产品质量。
限额的实施还需要制定明确的监测、考核和惩罚机制，确保生产企业能够遵守限额规定，保障环境和公共利益。
制定铜及铜合金线材单位产品能源消耗限额对于行业和社会的意义重大。
首先，它能够促进企业技术创新和工艺改善，提高了生产效率和工作效益，同时减少了能源消耗和相关污染排放。
其次，限额的实施还有助于提高企业社会责任意识，促进环境保护和可持续发展。
最后，该限额标准的制定和执行还有利于行业标准化、规范化，提高了铜及铜合金线材产品的质量和市场竞争力。
总之，铜及铜合金线材单位产品能源消耗限额的制定和实施对于社会和行业的可持续发展具有重要意义。
它可以促进技术创新和工艺改善，减少资源浪费和环境污染，提高产品质量和市场竞争力。
同时，该限额标准的执行需要得到企业和政府的共同支持和配合，制定合理的监测和考核机制，确保其有效实施，实现更好的社会效益和环境效益。
铜及铜合金金相检验标准
铜及铜合金金相检验标准全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：铜及铜合金是常见的金属材料，广泛应用于工业生产、建筑装饰等领域。
金相检验是一种对金属材料进行组织结构分析的方法，通过观察金相组织来评估材料的性能和质量。
对铜及铜合金进行金相检验，需要遵循一定的检验标准，以确保检验结果的准确性和可靠性。
本文将介绍关于铜及铜合金金相检验标准的相关内容。
1. 金相检验的意义金相检验是对金属材料进行组织结构分析的重要手段，可以了解材料的内部组织、相态结构和晶粒形貌等信息。
通过金相检验，可以评估材料的性能和质量，为材料的生产、加工和应用提供重要参考。
在铜及铜合金的生产和应用过程中，金相检验可以帮助生产厂家监控材料的质量，确保产品符合标准要求，提高产品的竞争力和市场信誉。
2. 铜及铜合金金相检验的对象铜及铜合金的金相检验主要针对材料的组织结构进行分析。
铜及铜合金的组织结构包括晶粒尺寸、晶粒形态、晶粒取向、相态组成，以及各相间的界面、晶界等特征。
通过金相检验可以观察材料的表面组织和内部组织，了解材料的微观结构和性能特征。
铜及铜合金的金相检验可以采用金相显微镜、扫描电镜等设备进行观察和分析。
金相显微镜是一种常用的金相检验设备，可以放大材料的组织结构，并通过金相显微镜观察材料的晶粒、相界、晶粒形貌等特征。
扫描电镜可以进一步放大材料的微观结构，观察材料的表面形貌和晶粒尺寸等细节。
铜及铜合金金相检验的标准是根据国家标准和行业标准制定的，主要包括检验方法、检验要求、检验结果的评定标准等内容。
在金相检验中，必须遵循相应的标准要求，通过标准化的实验操作和数据分析，确保检验结果的准确性和可靠性，提高检验的科学性和规范性。
下面介绍几种常用的铜及铜合金金相检验标准：(1) GB/T 13316-1991《铜及铝及铝基合金金相检查方法》该标准适用于对铜及铜合金进行金相检查的方法。
主要包括样品的制备、腐蚀、打磨、观察等操作步骤，详细规定了金相检查的要求和评定标准。
铜及铜合金
1.3 青铜
➢铍青铜
应用：
铍青铜在工业上主要用于制造重 要的弹性元件、耐磨件及其他重要零件， 如仪表齿轮、弹簧、航海罗盘、电焊机 电极以及防爆工具等。
纯铜及其合金对于制造不允许受 磁性干扰的磁学仪器，如罗盘，航空仪 表和炮兵瞄准环等具有重要价值。
1.2 黄铜
黄铜是以锌为主要合金元素 的铜合金，可分为：
普通黄铜 特殊黄铜 铸造黄铜
1.2 黄铜
普通黄铜
它是铜、锌两元合金，其中锌的含量对 黄铜的性能的影响 当Wzn＝32％时，黄铜的塑性最好 当Wzn＝45％时，黄铜的强度最高 兼顾两者，所以Wzn一般在30％~40％之 间
工 程 材 料 及 热 处 理
铜及铜合金
铜及铜合金是历史上应用最 早的金属，具有良好的耐蚀性和导 电、导热性能，铜合金还有较高的 力学性能，
目前工业上使用的铜及铜合金 主要有工业纯铜、黄铜、青铜和白铜 （铜镍合金）等。
1.1 工业纯铜
纯铜因其是用电解法获得 的，故也称电解铜。
工业纯铜的纯度为Wcu＝ 99.5％～99.95％，
1.2 黄铜
黄铜制品
1.3 青铜
青铜原指铜锡合金，但目前已将 铝、硅、铅、铍、锰等的铜基合金统称 为无锡青铜。
青铜包括锡青铜、铝青铜、铍青 铜等。
它也可分为压力加工青铜和铸造 青铜两类。
1.3 青铜
锡青铜
锡青铜中Wsn一般为3％～14％
工程材料铜及铜合金
三、青铜 除铜-锌和铜-镍合金外的其他铜合金统称为青铜。 青铜的牌号为：
Q +主加元素符号及其平均百分含量+其他元素平均百分含量。 如QSn4-3(含4%Sn、3%Zn).
常用青铜有锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜、铅青铜等。
（一）、锡青铜 1、成分：是以锡为主加元素的铜合金，锡含量一般为3~14%
7~12%Al →[α+γ] →σb高（可M强化）
强度、硬度、耐磨性、耐热性及耐蚀性高于黄铜和锡青铜，铸造性能好，但焊接性能差。 常用牌号有QAl5、QAl7、等。 主要用于制造船舶、飞机及仪器中的高强、耐磨、耐蚀件，如齿轮、轴承、蜗轮、轴套、螺旋桨等。
（三）铍青铜 1、Cu-Be相图
2、成分－机械性能关系
（二）管系用铜和铜合金 常用的管系材料有：黄铜（HAl77-2、HSn70-1、HSn62-1），紫铜（TU），白铜（B10、BFe30-1-1）
小结 纯铜（T）的性能特点、牌号及用途 铜合金分类 黄铜（H）的分类：普通黄铜、特殊黄铜，其成分、性能特点、牌号及用途 青铜（Q）的分类：锡青铜、铝青铜、铍青铜，其成分、性能特点、牌号及用途 白铜（B）成分、性能特点、牌号及用途 铜合金的选用及在舰船上的应用
无氧铜---TU1、TU2 5、应用：导体及导电元器件 6、提高强度方法：冷加工硬化
合金化---Zn、Sn、Ni等
（二）、铜合金 铜合金常加元素为Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、Ti、Zr、Cr等，既提高了强度，又保持了纯铜特性。 铜合金分为黄铜、青铜、白铜三大类。
铜管
二、黄铜（Cu-Zn） 以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。 黄铜按化学成分可分为普通黄铜和特殊黄铜。 按工艺可分为加工黄铜和铸造黄铜。
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。
铜及铜合金应力松弛试验方法
铜及铜合金应力松弛试验方法引言应力松弛试验是一种常用的材料力学性能测试方法，用于评估材料在长期应力作用下的变形和疲劳性能。
铜及铜合金作为一种重要的结构材料，在工程领域中广泛应用。
因此，了解铜及铜合金在长期应力作用下的性能表现，对于确保工程结构的可靠性和安全性具有重要意义。
铜及铜合金应力松弛试验方法主要包括以下几个步骤：1.试样制备：从铜及铜合金材料中切割出试样，通常采用标准尺寸和形状的试样，以确保试验结果的可比性。
2.试样加工：通过机械加工等方法，对试样进行表面处理，以消除试样表面的应力集中。
3.试验设备准备：将试样放置在应力松弛试验机中，试验机应具备加载和记录试样变形的功能。
4.试验参数设定：根据试样的尺寸、形状和预期的应力条件，设置试验机的加载速度、加载持续时间和加载模式等参数。
5.试验执行：启动试验机，按照设定的参数对试样进行加载，记录试样的应力-应变曲线和变形情况。
6.数据处理：根据试验结果，计算试样的应力松弛率和应力松弛曲线等指标，对试样的应力松弛性能进行评估。
重要性铜及铜合金在实际工程中承受各种应力，如机械加载、温度变化等。
这些应力作用下，铜及铜合金的性能会发生变化，可能导致结构的变形、破坏甚至失效。
通过应力松弛试验，可以评估铜及铜合金在长期应力作用下的性能表现，为工程设计和材料选择提供依据。
应力松弛试验可以帮助工程师了解铜及铜合金的应力松弛特性，预测材料在实际使用中的变形和寿命。
这对于选择合适的铜及铜合金材料、确定结构的使用寿命以及进行可靠性评估和设计优化都至关重要。
结论铜及铜合金应力松弛试验是一种重要的材料性能测试方法，能够评估材料在长期应力作用下的变形和疲劳性能。
通过这种试验方法，可以了解铜及铜合金的应力松弛特性，为工程设计和材料选择提供依据。
在实际工程中，合理利用应力松弛试验结果，可以确保工程结构的可靠性和安全性。
因此，深入研究铜及铜合金应力松弛试验方法，对于推动工程材料技术的发展具有重要意义。
国内外加工铜及铜合金牌号表示方法对比
量不同时，为以示区别应标注；当添加元素含量（质量分数）接近 1％时，应标注为 1； 注（3）：元素含量＜1%时，不标注元素含量。
（八）、俄罗斯
4
俄罗斯标准（ΓOCT）中的铜及铜合金牌号，是以“化学元素或产品名称的俄文字母代号 、元素
含量或顺序号”表示。
加工铜及铜合金牌号的组成如表 8 所示。
表8
分类
例如：MHҖMЦ10-1-1、 MHMЦ40-1.5、MHЦ15-20。
注（1）：铜的纯度随着顺序号的增加而提高。当顺序号为 0 时，铜的纯度随着“0”的个数的增加
而提高；顺序号为非 0 数字时，铜的纯度随着顺序号的增加而降低。 注（2）：字母代号以下标的形式标注。各字母代号的含意：Ъ——无氧铜；Ρ——低磷脱氧铜；Φ
备用
2.1190～2.1199
铜－银合金
2.1200～2.1229
备用
2.1230～2.1239
铜－铍合金
2.1240～2.1259
铜－镉合金
2.1260～2.1279
铜－钴合金
2.1280～2.1289
铜－铬合金
2.1290～2.1299
2
分类 备用 铜－铁合金 铜－镁合金 铜－锰合金 含氧铜 备用 铜－磷合金 铜－钯合金 铜－铂合金 备用 铜－硒合金 铜－硅合金 铜－碲合金 备用 铜－钛合金 铜－锆合金 备用
示材料类型的字母代号或主要合金元素的元素化学符号及其名义含量成分数字组成 ，其原则与
ISO1190/1 的表示方法相同。
加工铜及铜合金牌号的组成如表 7 所示。
表7
分类
牌号组成
示例
纯铜 合金化铜
Cu－铜类型的大写字母 （1） Cu＋添加元素化学符号（及其含量（2））
铜及铜合金材料手册
铜及铜合金材料手册铜及铜合金材料手册一、基本性能1. 铜元素具有非常优异的导电性和热导率，热交换用铜可提高动力机械的效率。
2. 铜铸件具有质量轻、延展性好、表面光泽及不锈的优点。
3. 铜及铜合金是金属中最适合组装的材料，可以用来制作高性能的机械零件。
4. 铜及铜合金具有优异的导热性，可以用来制作电子、精密机械和汽车零件。
5. 铜及铜合金具有很高的抗腐蚀性，可用于制作节能设备及化学装置。
二、铜及铜合金基本分类1. 普通电解铜：以Cu (紫铜)为主要成分，是电子、汽车及航空航天工程中常见的廉价铜材料。
2. 磁性铜：Cu-Ni（青铜）和Cu-Fe（棕铜）合金是振动制动的关键材料，也可以用于电子、机械及精密机械设备的制作。
3. 高纯铜：例如钻石铜用于制造薄膜器件，及一些用在光学、激光、和半导体的应用中。
4. 高硬度铜：Cu-Be和Ag-Cu-Zn合金。
这些材料主要用于负载要求更高的机械零件，如轴承、减震器及变速箱零件等。
5. 阻燃铜：钕、Cr、Ni、Mo、W等元素添加可以提高铜材料的耐热性，常用于制作电梯、火车、汽车灯具及家电等。
三、市场主要铜及铜合金品种1. C1100、C1220、OFC-B、C2600、C2680、C2720等电解铜及熔融铜。
2. CN-Ce、CNA-Ce、CuNi2等磁性铜及青铜。
3. C17200、C17300、C17500、C74200、C74400等高硬度铜。
4. OFHC、OFE-C、OFC、OF、C172等高纯铜。
5. CW071K、CW099K等抗火蚀铜及阻燃铜。
四、应用铜及铜合金在电子、机械、精密机械、汽车、节能设施及化学装置等行业中广泛应用。
全铜和铜合金
全铜和铜合金铜是一种非常常见的金属，具有优异的导电和导热性能，因此在许多领域都有广泛的应用。
随着科技的发展，人们对材料的要求越来越高，单一的铜材料已经不能满足需求，因此发展出了许多铜合金。
铜合金是指由铜为基体，添加一定数量的其他元素形成的合金。
铜合金具有铜的优良性能的同时，还融合了其他元素的优势，具有更广泛的应用领域。
下面将从几个方面介绍全铜和铜合金的相关内容。
1. 性能比较：全铜具有优异的导电和导热性能，是电气工程中常用的导线材料。
同时铜的延展性和可塑性也很好，容易加工成各种形状。
但是，全铜的强度相对较低，不足以满足一些特殊应用的要求。
铜合金通过添加其他元素，可以调整其性能，如提高硬度，增加耐腐蚀性等。
例如，铜铝合金具有很高的强度，常用于制造船舶和航空器的螺旋桨；铜锌合金（黄铜）具有良好的耐蚀性，常用于制造水龙头、锁头等。
2. 应用领域：全铜主要用于电气工程领域，如制造电线电缆、变压器等。
此外，全铜还常用于制造传导材料，如杯子、锅具等。
铜具有抗菌性，在食品接触材料中也经常被使用。
铜合金具有更广泛的应用领域。
铜铝合金由于具有出色的耐热性和强度，可以用于制造汽车发动机部件；锡青铜合金由于具有良好的耐磨性和自润滑性，常见于轴承等摩擦件；铜镍合金由于具有良好的耐腐蚀性和磁特性，用于制造海洋设备和电磁设备。
3. 制造工艺：全铜的制造工艺相对简单，一般通过熔炼和轧制完成。
因为铜具有良好的可塑性，可以通过拉伸、挤压、锻造等方法进行加工。
铜合金的制造过程相对复杂，需要掌握不同元素的配比和相应的熔炼工艺。
铜合金的制造通常需要进行合金化处理，通过调整合金中元素的含量和熔炼温度，使得合金中的不同组织相达到最佳状态。
总之，全铜和铜合金都是非常重要的材料，在不同领域有着广泛的应用。
全铜具有良好的导电导热性能和可塑性，常用于电气工程和食品接触材料中。
铜合金通过对铜添加其他元素，可以调整其性能，满足不同应用的需求，因此在汽车、航空航天、轴承等领域得到了广泛应用。
铜与铜合金力学性能及强韧化机制
$number {01}铜与铜合金力学性能及强韧化机制日期:汇报人：目录•铜与铜合金概述•铜与铜合金的力学性能•铜与铜合金的强韧化机制•铜与铜合金的力学性能改善方法•铜与铜合金的力学性能测试与表征•研究展望与发展趋势01铜与铜合金概述铜是一种红棕色金属，具有高导电性和导热性，而铜合金是由铜与其他金属或非金属元素组成的合金。
铜与铜合金的定义根据成分和用途，铜合金可分为黄铜、青铜、白铜等。
铜与铜合金的分类铜与铜合金的生产主要生产方法包括熔炼、铸造和加工。
铜与铜合金的应用广泛用于电气、建筑、制造、艺术等领域。
123铜与铜合金的力学性能概述韧性材料吸收冲击能量的能力。
强度通常指抵抗外力破坏的能力，如拉伸强度、屈服强度等。
硬度表示材料表面抵抗变形的能力。
02铜与铜合金的力学性能纯铜在室温下具有较低的强度和硬度，但随着温度的升高，其强度和硬度会逐渐提高。
铜合金的强度和硬度通常比纯铜高，这是由于合金元素对晶格结构的影响以及固溶强化、弥散强化等强化机制的作用。
强度与硬度铜合金的强度和硬度纯铜的强度和硬度塑性与韧性纯铜具有较好的塑性和韧性，可以在室温下进行塑性加工。
然而，在较高温度下，纯铜的塑性和韧性会降低。
铜合金的塑性与韧性铜合金的塑性和韧性通常比纯铜差，这是由于合金元素对晶格结构的影响以及固溶强化、弥散强化等强化机制的作用。
但是，一些铜合金（如黄铜、青铜等）在室温下仍具有较好的塑性和韧性。
纯铜的疲劳与断裂纯铜在循环载荷下的疲劳强度较低，容易发生疲劳断裂。
此外，纯铜在高温下的蠕变性能也较差。
铜合金的疲劳与断裂铜合金在循环载荷下的疲劳强度通常比纯铜高，这是由于强化机制的作用。
此外，一些铜合金在高温下的蠕变性能也较好。
疲劳与断裂03铜与铜合金的强韧化机制合金元素的影响合金元素对铜合金的力学性能具有重要影响。
例如，添加少量的合金元素（如铁、硅、铝等）可以显著提高铜合金的强度和硬度，同时保持良好的塑性和韧性。
不同合金元素对铜合金力学性能的影响机制不同。
铜及铜合金的分类和性能
铜及铜合金的分类和性能一、分类铜及铜合金可以根据其成分、性质和用途进行分类。
1. 根据成分分类根据成分的不同，铜及铜合金可以分为以下几类：- 纯铜：成分纯度达到99.9%以上，没有其他元素的杂质；- 铜基合金：除含有铜外，还含有其他元素，如锌、镍、锡等；- 铜镍合金：由铜和镍组成，成分比例可以根据需要进行调整；- 铜铝合金：由铜和铝组成，具有较高的强度和耐腐蚀性能；- 铜锌合金：也称为黄铜，主要由铜和锌组成，具有良好的加工性能和耐腐蚀性能。
2. 根据性质分类根据性质的不同，铜及铜合金可以分为以下几类：- 软铜：具有良好的塑性和延展性，适合冷加工和热加工；- 硬铜：具有较高的强度和硬度，适合制作耐磨件和机械零件；- 弹性铜：具有优异的弹性和回弹性能，适用于制造弹簧和弹簧元件。
二、性能铜及铜合金具有以下一些性能特点：1. 导电性：铜是良好的导电材料之一，具有优异的电导率，广泛用于电器、电子和通信行业；2. 导热性：铜具有很高的导热性，可以快速将热量传递出去，适用于散热器和导热元件；3. 抗腐蚀性：铜具有较好的耐腐蚀性，特别是黄铜，适用于制作阀门和管道等耐腐蚀设备；4. 加工性：铜具有良好的塑性和可加工性，可以通过铸造、锻造、压延等方法制作成各种形状的零件；5. 可焊性：铜易于焊接，可以与其他材料进行良好的连接。
以上是对铜及铜合金的分类和性能的简要介绍。
铜及其合金因其多种优良特性，广泛应用于工业和日常生活中。
参考文献：- 李旭东. 材料科学基础（修订版）. 清华大学出版社, 2011.- 高建明, 王然, 徐立康. 金属材料科学与工程. 机械工业出版社, 2019.。
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BFe30-1-1）
小结
纯铜（T）的性能特点、牌号及用途 铜合金分类 黄铜（H）的分类：普通黄铜、特殊黄铜，其 成分、性能特点、牌号及用途 青铜（Q）的分类：锡青铜、铝青铜、铍青铜， 其成分、性能特点、牌号及用途 白铜（B）成分、性能特点、牌号及用途 铜合金的选用及在舰船上的应用
作业：P219 8、13
携手共进，齐创精品工程
Thank You
世界触手可及
3、常用牌号有 QSn4-3、QSn6.50.4、ZCuSn10Pb1等。
船用青铜软 管快速接头 阀(锡青铜阀 体、阀盖)
锡青铜管
4、主要用于耐蚀承载件, 如弹簧、轴承、齿轮 轴、蜗轮、垫圈等。
（二）铝青铜
1、Cu-Al相图
2、成分－组织－性能
<5% Al → σb太低不用 5~7%Al →α→ δ好 7~12%Al →[α+γ]
工程材料铜及铜合金
一、铜及铜合金性能特点
（一）纯铜
1、物理性能: 纯铜呈紫红色，又称紫铜,具有面心立方晶格,无 同素异构转变，无磁性。纯铜具有优良的导电性和导热性，
2、机械性能：强度偏低(230~250MPa),塑性高,易于加工成型 3、化学性能: 在大气、淡水和冷凝水中有良好的耐蚀性。 4、牌号：工业纯铜(99.95~99.5%)---T1 → T4
无氧铜---TU1、TU2 5、应用：导体及导电元器件 6、提高强度方法：冷加工硬化
合金化---Zn、Sn、Ni等
（二）、铜合金
铜合金常加元素为Zn、Sn、Al、Mn、Ni、 Fe、Be、Ti、Zr、Cr等，既提高了强度，又 保持了纯铜特性。
铜合金分为黄铜、青铜、白铜三大类。
ห้องสมุดไป่ตู้铜管
二、黄铜（Cu-Zn）
普通白铜牌号：B+镍的平均百分含量，如B5。 常用牌号有B5、B19等 。用于在蒸汽和海水环境
下工作的精密机械,仪表零件及冷凝器,蒸馏器,热 交换器等。
白铜性能: Ni↑→σb ↑ δ ↓
特殊白铜是在普通白铜基础上添加Zn、Mn、Al等元素形成的， 分别称锌白铜、锰白铜、铝白铜等。 其耐蚀性、强度和塑性高，成本低。 常用牌号如BMn40-1.5(康铜)、BMn43-0.5(考铜)。 用于制造精密机械、仪表零件及医疗器械等。
• 特殊黄铜的牌号为： H(黄)+主加元素符号(Zn除外)+铜平均百分含量+ 主加元素平均百分含量, 如HPb59-1.
• 特殊黄铜强度、耐蚀性比普通黄铜好，铸造性 能改善。
• 常用牌号有HPb63-3、HAl60-1-1、HSn62-1、 HFe59-1-1、ZHMn55-3-1、ZHAl67-5-2-2等。
ZHMn55-3-1---船用低速螺旋桨、海水泵叶轮 ZHAl67-5-2-2--船用高速螺旋桨 HSn62-1---海军黄铜，制造与海水接触的零件和
热交换器、冷凝器管等。
三、青铜
除铜-锌和铜-镍合金外的其他铜合金统称为青铜。
青铜的牌号为： Q +主加元素符号及其平均百分含量+其他元素
平均百分含量。 如QSn4-3(含4%Sn、3%Zn).
康铜热偶
白铜型材
五、铜合金的选用
1、利用其优良的物理、化学性能、导电性、导热 性、抗磁性
应避开氨盐环境 耐蚀性
加Ni、Al后，耐流动海水腐蚀 铜合金的耐海水腐蚀性能比较：
白铜 > 青铜 > 黄铜
2、不宜承受高载荷和强磨损
3、可加工强化，但必须去应力退火 4、价高，节约使用
六、船用铜和铜合金
（一）、螺旋桨用铜合金 民用船舶及低速中小型舰艇： ZHMn55-3-1 高速快艇及大型舰船；ZHAl67-5-2-2、ZQAl94-4-2、ZQAl8—1-1、ZQAl12-8-3-2
单相黄铜常用牌号有H80、H70、 H68 H70(H68)---三七黄铜, 炮铜. 适于制造冷变形零件，
如弹壳、冷凝器管等。 双相黄铜热塑性好, 强度高. 常用牌号有H59、H62
适于制造受力件，如垫圈、弹簧、导管、散热 器等。
2、特殊黄铜
• 在普通黄铜的基础上加入Al、 Fe、Si、Mn、 Pb、 Sn、Ni等元素形成特殊黄铜。
以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。 黄铜按化学成分可分为普通黄铜和特殊黄铜。 按工艺可分为加工黄铜和铸造黄铜。
1、普通黄铜 铜与锌的二元合金称为普通黄铜。 普通黄铜的牌号为：H (黄) + 表示铜平
均百分含量的数字，如H68。
从铜锌合金相图可以看出黄铜有 和+’， 按黄铜组织可分为：单相黄铜(Cu<32%)和双相黄铜(32~45%)。
→σb高（可M强化）
强度、硬度、耐磨性、耐热性及耐蚀性高于黄 铜和锡青铜，铸造性能好，但焊接性能差。 常用牌号有QAl5、QAl7、等。 主要用于制造船舶、飞机及仪器中的高强、耐磨、 耐蚀件，如齿轮、轴承、蜗轮、轴套、螺旋桨 等。
（三）铍青铜 1、Cu-Be相图
2、成分－机械性能关系
3、其他性能： 具有高的强度、弹性极限、耐磨性、耐蚀性，良 好的导电性、导热性、冷热加工及铸造性能， 但价格较贵。
普通黄铜的显微组织
单相黄铜
两相黄铜
组织与性能
α
α +β’ β’
①机械性能
单相黄铜：α 双相黄铜：α＋β 单相黄铜塑性好。 ②铸造性能
③耐蚀性能
在大气和淡水中是稳定的，海水中抗蚀性较差。 “自裂”或“季裂”：在潮湿,特别是含氨的大气中产生的应
(season cracking) 力腐蚀开裂。 脱锌现象：在淡水、海水中长期使用因氧化膜破裂而出现。
常用青铜有锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜、铅 青铜等。
（一）、锡青铜
1、成分：是以锡为主加元素的铜合金，锡含量一般为3~14%
2、成分－组织－性能
<6%→α→塑性好
6~14%Sn→[α+δ] →σb高 >14%Sn →太脆
铸造性：锡青铜铸造流动性差，铸件密度低， 易渗漏，体积收缩率在有色金属中最小 。 耐蚀性：锡青铜耐蚀性良好，在大气、海水及 无机盐溶液中的耐蚀性比纯铜和黄铜好，但在 硫酸、盐酸和氨水中的耐蚀性较差。 减摩性：
4、常用牌号有QBe2、 QBe1.7、QBe1.9等 。 5、用于重要的弹性件、耐磨件，如精密弹簧、膜片，
高速、高压轴承及防爆工具、航海罗盘等重要机 件。
四、白铜
以镍为主要合金元素的铜合金称白铜。分普通白铜 和特殊白铜。
普通白铜是Cu-Ni二元合金，具有较高的耐蚀性和 抗腐蚀疲劳性能及优良的冷热加工性能。