课题一：铜及铜合金
《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 。
1.3 《铜及铜合金》
课程教案首页No. 3 授课题目铜及铜合金学时2［√］教学目标［知识目标］：1.掌握纯铜的特性的相关知识2.掌握铜合金的特性及其用途的相关知识［能力目标］：1.能够正确识别车身上常用的金属铜2.能够正确描述铜及铜合金在生活及工业中的应用［素质目标］：语言表达、严谨的逻辑思维、健康的心里素质重点难点纯铜的物理性质、化学性质铜合金的物理性质、化学性质及其应用教学方法讲述法、举例法、演示教学、多媒体课件演示能力训练（作业）完成教材里面对应的习题教学体会授课班级授课时间及地点年月日（星期）第节，楼室年月日（星期）第节，楼室年月日（星期）第节，楼室年月日（星期）第节，楼室注：教学体会一般在课后填写，授课时间须按上课先后顺序依次填写。
任务设计步骤一课前测试（5分钟）以笔试的形式对上节课的内容进行测试以及复习步骤二导课（5分钟）以ppt形式展示本次课的教学目标：1.掌握纯铜的物理性质、化学性质2.掌握铜合金的应用步骤三讲授新课（70分钟）一、纯铜以ppt图片实物图以及观看视频的形式进行讲解，同时，教师一边讲授一边提问，启发学生学习与记忆。
具体内容包括：1.纯铜的物理性质2.纯铜的化学性质3.纯铜的环境污染及危害二、铜合金合金以ppt图片实物图以及观看视频的形式进行讲解，同时以提问的形式激发学生的学习热情，具体包括内容如下：1.黄铜（1）普通黄铜（2）特殊黄铜（3）铸造黄铜2.青铜（1）锡青铜（2）铝青铜（3）铅青铜（4）铍青铜3.白铜（1）普通白铜（2）特殊白铜三、铜和铜合金在汽车上的应用以ppt图片车身实物图的形式进行讲解，要求学生做好记录，同时以提问的形式激发学生的学习热情。
具体内容如下：步骤四总结归纳及学习效果检验（10分钟）师生共同完成本任务的总结归纳，教师以板书的形式进行总结，同时完成本教材中对应的习题，提问学生当场完成，检验学生的学习效果。
铜及铜合金
2、铝青铜 良好力学性能、耐蚀性和耐磨性，应用广。 铜铝二元合金在共晶温度1036℃，铝在铜 基固溶体中的溶解度为 7. 4％；在 565℃时，铝 的最大溶解度 9.4％。铝在α固溶体有固溶强化作 用。铝青铜有高的强度和塑性。β相为Cu3Al电子 化合物为基的固溶体，具有体心立方 点阵，在 565℃发生共析分解，β→α＋γ2，若从β相淬火， 可发生马氏体转变。 γ1、 γ2是以Cu9A14电子 化合物为基的固溶体，γ2相硬而且脆，能提高合 金的耐磨性。 铝青铜可在表面生成含铝和铜的致密复合氧 化膜，有良好的耐蚀性，在大气、海水、碳酸和 有机酸中，耐蚀性优于黄铜和锡青铜。 二元铝青铜有 QA15、QA17和 QAll0。
组织： 与锡含量及状态有关。实际是如虚线。 ω(Sn) ＜6%时树枝状α固溶体； ω(Sn) ＞6%时α和（α+δ）共析体； 700~800℃退火后， ω(Sn) =7~14% 共析组织消失。由于δ相在降温时析出 缓慢室温下仍为单相α固溶体。
特点： 铸造优点:铸件收缩率小，适于铸造形状复杂， 壁厚变化大的工件。--合金液固相线结晶间隔大， 液体 流动性差，锡原子扩散慢．结晶时树枝晶 发达，易形成分散性显微缩孔，所以收缩率小， 且不易裂。历史上曾铸造出许多精美的古青铜器。 锡青铜存在枝晶间的分散缩孔，致密性差， 在高压下容易渗漏，不适于制造密封性高的铸件。 同时铸件凝固时含锡高的低熔点液相易从中部向 表面渗出，出现反偏析，严重时会在表面出现灰 白色斑点的“锡汗”，它主要由δ相所组成。
单相的α黄铜具有极好的塑性，可冷 热变形，200~700 ℃间存在低塑性 区 --- Cu9Zn和Cu3Zn有序固溶体原 子有序化；微量低熔点的铋、锑、铅 等引起晶界脆化， 微量的稀土元素可消除有害作用，并 改善塑性。
铜及铜合金课件-文档资料
硫化铜精矿 (20～30%Cu)
干燥 连续炼铜炉 熔池熔炼炉 干燥 闪速炉 干燥 电炉 干燥 反射炉 干燥 密闭鼓风炉
冰铜
(30～55%Cu)
转炉或连续吹炼炉 粗铜 火法精炼炉 阳极铜
(98.5%Cu)
(99.5% Cu)
电解精炼
电铜 (99.95%～99.99% Cu)
冰铜制取
冰铜熔炼所用原料主要是铜精矿和含铜的返料，除了有Cu、Fe、S等元 素外，还含有SiO2、CaO、MgO等。熔炼时如下发生反应： ⑴高价硫化物、氧化物及碳酸盐的分解 在1200℃ 以上，所有高价化合物均会发生离解反应。 FeS2 ＝ FeS ＋ 0.5S2 FenSn+1 = nFeS + 0.5S2 2CuFeS2 = Cu2S + 2FeS + 0.5S2 2CuS = Cu2S + 0.5S2 2Cu3FeS3 = 3Cu2S + 2FeS + 0.5S2 3NiS = Ni3S2 + 0.5S2 氧化铜和碳酸盐的离解反应： 2CuO = Cu2O + 0.5O2 CaCO3 = CaO + CO2 MgCO3 = MgO + CO2 离解生成的S2被炉中的氧化气氛氧化为SO2。
铜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，在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。 电气、电子工业：应用最广、用量最大，占总消费量一半以 上。用于各种电缆和导线，电机和变压器的绕阻，开关以及印 刷线路板等。 机械和运输车辆制造：用于制 造阀门和配件、仪表、滑动轴 承、模具、热交换器和泵等。 化学工业：广泛应用于制造真 空器、蒸馏锅、酿造锅等。 国防工业：用以制造子弹、炮 弹、枪炮零件等，每生产100 万发子弹，需用铜13～14吨。 建筑工业：用做各种管道、管 道配件、装饰器件等。
铜及铜合金教案
铜及铜合金教案教学目的：掌握铜及铜合金的分类、牌号、性能及用途。
教学重点与难点：§7—1铜及铜合金教学过程：新课：▲金属材料分为黑色金属和有色金属。
▲铁及其合金是黑色金属，其他的金属属于有色金属。
▲有色金属中密度小于3.5g/cm3 称为轻金属，密度大于3.5g/cm3 称为重金属。
一、纯铜（Cu）1、物理性能：密度为8.9×103 kg/m3 ,熔点为1083℃，良好的导电导热。
2、化学性能：在大气及淡水中有良好的耐蚀性能。
3、力学性能：良好的塑性易于冷、热压力加工。
4、成分：杂质0.05%~0.3%；铜99.7%以上。
工业纯铜：T1、T2、T35、按化学成分分类：无氧铜：TU1、TU2二、铜合金▲分类：黄铜、青铜、白铜。
1、黄铜1）、黄铜是以锌为主加合金元素的铜合金。
2）、按所含合金元素的种类可分为：普通黄铜和特殊黄铜（1）、普通黄铜①、是Cu—Zn的二元合金。
②、成分和性能：含锌量在32%以下时，随含锌量的增加，黄铜的强度和塑性不断提高，当含量在32%时，塑性达到最高峰值。
含锌量在45%时，强度达到最高峰值。
（2）特殊黄铜①、是在普通黄铜的基础上加入Sn、Si、Mn、Pb、Al等元素所形成的铜合金。
②、比普通黄铜具有更高的强度、硬度和耐蚀性。
(3)、牌号：普通压力加工黄铜：H+平均含铜量表示特殊压力加工黄铜：H+主加元素符号（除锌外）+平均含铜量+主加元素含量表示。
铸造黄铜：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。
2、白铜1）、以镍为主加合金元素的铜合金。
2）、性能：具有高的耐蚀性和优良的冷热加工成形性。
3）、牌号：用“B”加镍含量表示，三元以上用“B”加第二个主添元素符号及除基元素铜外的成分数字组表示。
铜及铜合金 ppt课件
铜
及
铜
合
金
PPT课件
1
1 知识回顾 2 课程导入 3 新课讲解
4 课堂总结
5 本节作业
PPT课件
2
知识回顾
1、按石墨存在形状不同，铸铁的四种分类
2、牌号解释
• HT250
KTH300-06
• QT400-18
RUT420
3、热处理方式：蠕墨铸铁 可锻铸铁
灰铸铁Байду номын сангаас
球墨铸铁
7-1铜及铜合金
PPT课件
熔点 1083℃；
导电性和导热性 仅次于金和银。
塑性好，易于冷热压力加工
做常用的导电、导热材料
通过冷加工制造电线电缆PP铜T课件管以及配制铜合金
7
一、纯铜（Cu） T1
工业纯铜 T2
按化学成分
T3
不同分类：
TU1
无氧铜
（含氧量极低， TU2
不超过0.003%） PPT课件
8
铜二合、金铜合金 1、黄铜 以锌为主加合金元素
成份数字组表示。
B30
表示含Ni量为30%的白铜。
BMn3－12 表示含Ni为3%，含为Mn12%的锰白铜。
PPT课件
13
二、铜合金
3、青铜 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、硅青铜和铍青铜等。 按生产方式，也可分为压力加工青铜和铸造青铜两类。
3
课程导入
铜及铜合金特点
应用
PPT课件
4
新课讲解
A
导电性
B 导热性
C
抗磁性
D
耐蚀性
E
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ppt课件
铸造工艺
01
02
03
连续铸造
将熔融的铜液连续浇注到 结晶器中，冷却后得到一 定规格的铜材。
模铸ห้องสมุดไป่ตู้
将熔融的铜液浇注入铸型 内，冷却凝固后获得所需 形状和规格的铜铸件。
压力铸造
在高压下将熔融的铜液注 入模具，使铜液快速冷却 凝固，形成精密、复杂的 铜铸件。
加工工艺
轧制
通过轧机对铜及铜合金进 行塑性加工，使其成为一 定规格的板、带、箔等产 品。
与其他金属的兼容性
铜及铜合金能够与某些其他金 属结合，形成具有特定性能的
合金。
力学性能
01
02
03
04
强度与硬度
铜及铜合金具有较高的强度和 硬度，能够承受一定的压力和
摩擦力。
塑性与延展性
铜及铜合金具有良好的塑性和 延展性，易于加工成各种形状
和尺寸的制品。
疲劳与断裂韧性
在循环载荷下，铜及铜合金可 能发生疲劳断裂，需关注其疲
铜及铜合金的表面处理技术
抛光
01
通过抛光处理，使铜及铜合金表面光滑平整，减少腐蚀介质附
着。
喷涂
02
采用喷涂技术，在铜及铜合金表面形成均匀的涂层，提高抗腐
蚀性能。
阳极氧化
03
通过阳极氧化处理，使铜及铜合金表面形成一层致密的氧化膜
，增强耐腐蚀性。
05
铜及铜合金的市场与发展趋势
全球铜及铜合金市场概况
机械腐蚀
铜及铜合金在受到外力作用时，如摩擦、冲击等，表面发生破坏， 引发腐蚀。
铜及铜合金的防腐蚀方法
表面涂层
在铜及铜合金表面涂覆防腐蚀涂层，如油漆、树 脂等，隔离金属与外界环境。
铜及铜合金 教案
课后练习：铜及其铜合金部分一、填空题1.通常把黑色金属以外的金属称为______________也称_______________。
常用的有色金属有______________及其合金、___________及其合金、______________及其合金和轴承合金等。
2.常用的铜合金可分为______________、____________和______________大类，其中_______________是以锌为主加合金元素;_________________是以镍主加合金元素；而除了_____________和_______________外，所有的铜基合金都称为______________________。
3.普通黄铜又分为______________黄铜和______________黄铜两类，当含锌量小于39％时，称为________________黄铜。
由于其塑性好，适合干______________加工:当含锌量大于或等于39％时，称为_____________黄铜，其塑性逐渐变差，只适合进行_______________加工。
4.白铜具有高的_______________和优良的冷热加工成形性，是精密___________________、________________、____________及工艺品制造中的重要材料.二、判断题(正确的打“√＂，误的打“×”)1.纯铜无同素异构转变。
( )2.黄铜中含锌量越高，其强度也越高。
( )3.特殊黄铜是不含锌元素的黄铜。
( )4.含锡量大于10％的锡青铜，塑性较差，只适合铸造( )5.含锌量为30％左右的普通青铜，塑性最好( )三、选择题(将正确答案的序号填在括号内)将相应的牌号填在括号里:普通黄铜( )・铸造黄铜( )，锡青铜( )，铍青铜( )A.H68 B QSn4-3 C. QBe2 D. ZCuZn38四、牌号解释1.T22.H683.HPb59—14.ZCuSn10Pb1。
《铜及铜合金》
（1）锡青铜：耐蚀、耐磨、强度高、弹性好、铸造性能好 等特点。
（2）铝青铜：强度、硬度、耐磨性、耐热性、耐蚀性高于
黄铜和锡青铜，但其铸造性能和焊接性能较 差。
（3）铅青铜：减摩性好，疲劳强度高并有良好的热传递性，
是一种重要的高速重载滑动轴承合金。
铜 合 金
（4）铍青铜：具有很高的强度、硬度、疲劳强度和弹性极
2、白铜：白铜是以镍为主要加入元素的铜合金。白
铜分为普通白铜和特殊白铜。
（1）普通白铜：是铜和镍的二元合金，具有较高的 耐蚀性和抗腐蚀疲劳性能以及优良的冷热加工性能。
（2）特殊白铜：是在普通白铜的基础上添加了锌、 锰、铝等元素形成的，其耐蚀性、强度和塑性高，但 成本降低了。
铜 合 金
2、青铜：除去黄铜和白铜以为的所有铜合金统称为
限，而且耐蚀、耐磨、无磁性、导电导热性好，铸造性好，受 冲击是无火花等。
§1.3铜及铜合金
目录CONTENTS
资讯
2
大事件
6
人物
8
深度Biblioteka 92纯 铜
铜是人类最早发现和使用的金属材料，因为铜的熔点 低,易合金化，是人类使用的最古老的金属之一，早在公 元7000年人类就认识了自然铜，大约在公元前3000年左右 在世界各地出现了具有较高水平的铜冶炼业。3500年前人 们开始用铜合金制作生活器皿，曾经开创了辉煌灿烂的古 代青铜文明。
纯 铜
在我国商周奴隶社会，青铜的冶铸技术已有很高的水 平。经过春秋战国，青铜一度 在制造兵器和生产工具方面 进一步有所发展。到了秦汉，由于铁制工具的迅速进展， 青 铜工具逐步被取代了。但另一方面又因为封建社会商品 经济发展的要求，青铜大量地被 用于铸造钱币，而无法用 铁器、漆器取代的青铜镜，其制作技术也在提高。总之， 在我 国进入封建社会后，炼铜技术的发展并没有停顿，而 在某些制造业中继续发展。
《铜及铜合金》课件
2
交通工具
铜被广泛用于汽车、火车、船舶等交通工具中的制动系统、散热器、发动机等部件。
3
军事领域
铜被广泛应用于军事装备、导弹等，是军事装备的重要材料。
4
生活用品
铜常被用于制造钱币、首饰、厨具等生活用品。
铜合金
合金的定义、分类
铜合金指铜与其他金属或非金属元素共同组成的合金。常见的铜合金有高黄铜、铜锌合金、 青铜、铜铝合金、铜锡合金等。
铜合金的应用
不同种类的铜合金具有不同的性能和用途，广泛应用于电气、建筑、航空、汽车、机械等领 域。
常见的铜合金
高黄铜是一种重要的铜合金，常用于制造弹簧、连接器等；铜铝合金是一种轻质高强的铜合 金，广泛用于航空航天和汽车制造等领域。
铜及铜合金的环保应用
1
纳米铜的制备及应用
2
纳米铜是指粒径在1-100 nm之间的铜粉末，
具有高比表面积和活性Hale Waihona Puke 可用于催化、电子、涂饰等领域。
3
再生铜的制备及应用
再生铜是通过回收废旧铜制备的铜，具 有环保优势，广泛应用于电子、建筑、 交通等领域。
铜及铜合金回收处理技术
铜及铜合金回收处理技术包括冶金、生 物化学、化学和物理等多种方法，可用 于解决废弃铜的环境污染问题。
总结
铜及铜合金的重要性
铜及铜合金在经济、国防、生活等领域均扮演着重 要角色，是人类社会发展的重要物质基础。
铜及铜合金的发展前景
随着科学技术的不断发展和应用创新，铜及铜合金 在新材料、新能源、智能制造等领域有着广阔的应 用前景。
《铜及铜合金》PPT课件
在这个课程中，我们将一起探讨铜及其合金的基本性质、制备、应用以及环 保技术。
课题一：铜及铜合金
模块七非铁金属及其合金课题一铜及铜合金小结思考与练习课题二铝及铝合金小结思考与练习*课题三钛及钛合金小结思考与练习课题四滑动轴承合金小结思考与练习课题五硬质合金小结思考与练习习题课题一铜及铜合金一、铜纯铜呈紫红色，故又称为紫铜。
纯铜的密度为8.96×103Kg/m3,熔点为1083℃，其导电性和导热性仅仅次于金和银，是最常用的导电、导热材料。
纯铜的塑性非常好，易于冷、热压力加工，在大气及淡水中有良好的抗腐蚀性能。
铜中常含有0.05%～0.30%的杂质（主要是铅、铋、氧、硫和磷等），它们对铜的力学性能和工艺性能有很大的影响，尤其是铅和铋的危害最大。
铜经过轧制和退火后的力学性能为：σ b=200～250/MPa，δ=45%～50%，硬度100～120HBS。
由于铜的强度不高，所以一般用作结构零件。
常用冷加工方法制造电线、电缆、铜管以及配置铜合金等。
铜加工产品按化学成分不同可分为纯铜材料和无氧铜材料两类，详细见下表：二、铜合金1、工业上广泛采用的是铜合金。
以下为常用的铜合金分类：单相黄铜双相黄铜 铸造黄铜特殊黄铜锡青铜 铝青铜铍青铜 硅青铜2、常用铜合金的牌号、性能特点及用途 （1）黄铜黄铜是以锌为主加元素的铜合金。
1）普通黄铜 普通黄铜分为单相黄铜和双相黄铜两类：当锌含量小于39%时，锌全部溶于铜中，形成均匀的单相固溶体α，即单相黄铜；当锌的含量大于等于39%时，除了有α固溶体外，还有以化合物CnZn 为基体的β固溶体，即α+β的双相黄铜。
锌对黄铜力学性能的影响，当锌的含量在32%以下时，随锌的增加，黄铜的强度和塑性不断提高，当锌的含量达到30%～32%时，黄铜的塑性最好。
当锌含量超过39%以后，由于出现β相，强度继续升高，但塑性迅速下降。
当锌含量大于45以后，强度也急剧下降，在生产中已无实用价值。
单相黄铜塑性很好，适于冷、热变形加工。
双相黄铜强度高，热状态下塑性良好，故适于热变形加工。
普通黄铜的牌号用“H ”+数字表示。
铜及铜合金
属网等。
黄铜
②特殊黄铜
在普通黄铜中加入其他合金元素所组成的铜合金，称
为特殊黄铜，又称多元黄铜。
常加入的元素有锡、硅、铅、铝等，分别称为锡黄
铜、硅黄铜、铅黄铜等。加入合金元素是为了改善黄铜的
使用性能或工艺性能。
特殊黄铜的牌号用H加主加元素的化学符号和数字表
示，其数字分别表示铜和加入元素的百分数。
如HPb59-1表示铅黄铜，平均铜含量为59%，铅含 量为1%，其余为锌。
4、H80，颜色呈美丽的金黄色，又称 金黄铜 ； H70，又称三七黄铜，有 弹壳黄铜 之称。
5、HPb59-1表示 为 40% 。
铅 黄铜，其含锌量
2）白铜 白铜是指铜和镍组成的铜合金，因色白而得名。它的
表面很光滑，不易锈蚀，主要用于制造精密仪器仪表中 的耐蚀零件及电阻器、热电偶等。
白铜带
常用的特殊黄铜
铅黄铜 如HPb59-1
主要用于制造大型轴套、 垫圈等。
锰黄铜 如HMn58-2
主要用于制造在腐蚀条 件下工作的零件，如气 网、滑阀等。
常用的特殊黄铜
铝黄铜 如 HAl59-3 加入铝提高对腐蚀介质特别
是高速海水的耐蚀性，进一 步提高合金的强度和硬度。
锡黄铜 如HSn70-1
普通黄铜中常用的牌号有：
H80：颜色呈美丽的金黄色，又称金黄铜，可作装饰
品；
H70 ：又称三七黄铜，它具有较好的塑性和冷成型性，
用于制造弹壳、散热器等，故有弹壳黄铜之称。
H62 ：又称四六黄铜，是普通黄铜中强度最高的一种，
同时又具有好的热塑性、切削加工性、焊接性和耐蚀性，
价格较便宜，故工业上应用较多，如制造弹簧、垫圈、金
①锡青铜
普通青铜即锡青铜是人类历史上应用最早的一种合金， 我国古代留下来的一些古镜、钟鼎之类便是由这些合金制 成。
铜及铜合金教学设计
教学过程教师活动学生活动设计意图一、创设情境，引入课题情景一：我校02级数控专业毕业生高某在2010年6月，自主创业开办了数控加工厂，主营业务代加工。
9月正式开业就接到一份订单，样品如下：（PPT）PPT展示情景：客户要求：1、材料：铜2、订单量：1000件3、单价：10.00元/件4、交货期限：15天5、货到付款80%，其于部分在使用15天之内全部付清情景二：客户在使用过程中发现有如下问题：（PPT）提问：如果是您会怎么选材料呢？？1、PPT展示情景：螺纹很容易坏、工人用力拧就乱牙2、管子太软，工人稍不注意压一下就变形。
3、不付余款，要求赔付损失（PPT）进入情景产生兴趣思考，尝试回答让学生从实际职业情景出发，感受自主创业过程，同时激起学生学习兴趣、引起学生好奇心、求知欲。
二、任务驱动，合作学习总任务：做公司的材料购销员任务一：10万元订单加工问题出在哪里一、纯铜1、提问：他用的是什么成份的铜？这种铜有什么特点？主要用在什么地方？2、展示PPT，（1）明确出现这种情况的原因是选材料的问题。
（2）紫铜的分类、性能任务二：这批订单应该选用什么材料二、黄铜（一）普通黄铜1、提问：应该使用哪种材料呢？看书、思考完成学案回答思考、看书回答完成学案设计总任务并分解成4个子任务，引导学生在任务驱动下自主学习从找出问题到分析问题，最后引导学生解决问题大家都来帮他选一下材料吧？引出任务四：防爆性扳、提问：应该选什么材料呢？（根据书上P27内容）四、归纳梳理，画知识树总结铜及其合金方分类表学生归纳、教师补充通过总观铜及其合金的分类，对铜系金属有较完整的认识五、课后练习，巩固提升完成学案余下题目布置作业课余完成巩固提高。
金材9-1铜及铜合金
锡青铜的耐蚀性好。在其中加入磷、锌、铅等元素，可改善耐磨性、铸造性、切削加工性，使其性能更佳。（但锡较贵，近年被其它青铜所代用）
⑵铝青铜
铝青铜的含铝量为5%--12%。当含铝小于7%时，其强度低而塑性好，适于冷加工；当含铝超过7%时，其塑性急剧下降，不宜进行冷变形加工；当铝含量为10%时左右时其强度最高，常以铸态使用。
常见特殊黄铜有：锡黄铜、硅黄铜、锰黄铜、铅黄铜、铝黄铜、铁黄铜。
（铅使力学性能下降，但能改善切削加工工艺性能；硅能提高强度、硬度，与铅一起提高耐磨性；锡提高强度和在海水中的抗蚀性，又称海军黄铜）
牌号：H+主加元素符号（锌除外）+铜含量百分数+主加元素含量的百分数
理论课教案附页
编制/时间：
教学方法
主要教学内容和过程
理论课教案附页
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附记
常用的有：①铜及其合金；②铝及其合金；③钛及其合金；④轴承合金。
9-1铜及其合金Biblioteka 一、铜铜是一种非常重要的有色金属，它具有与别的金属不同的许多优异性能，因此，铜及铜合金应用非常普遍。我国是世界上最早使用铜的国家，在铜及其合金的生产和使用方面有着悠久的历史。
（3）铜具有极好的塑性，易于冷、热压力加工。
冷变形可让纯铜的强度提高一倍以上，因此冷加工硬化成为提高铜制品强度的重要手段。冷变形使铜的强度增加，但塑性也显著下降，所以，纯铜在变形过程中需要进行中间退火（再结晶退火），以恢复其塑性。（常以冷加工方法加工铜制品）
铜中常见的杂质主要有铅、铋、氧、硫、硅、磷等，杂质对铜的物理性能、机械性能都有很大的影响，生产中应尽可能减少杂质的含量，以提高其性能。
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模块七非铁金属及其合金
课题一铜及铜合金
小结
思考与练习
课题二铝及铝合金
小结
思考与练习
*课题三钛及钛合金
小结
思考与练习
课题四滑动轴承合金
小结
思考与练习
课题五硬质合金
小结
思考与练习
习题
课题一铜及铜合金
一、铜
纯铜呈紫红色，故又称为紫铜。
纯铜的密度为8.96×103Kg/m3,熔点为1083℃，其导电性和导热性仅仅次于金和银，是最常用的导电、导热材料。
纯铜的塑性非常好，易于冷、热压力加工，在大气及淡水中有良好的抗腐蚀性能。
铜中常含有0.05%～0.30%的杂质（主要是铅、铋、氧、硫和磷等），它们对铜的力学性能和工艺性能有很大的影响，尤其是铅和铋的危害最大。
铜经过轧制和退火后的力学性能为：σ b=200～250/MPa，δ=45%～50%，硬度100～120HBS。
由于铜的强度不高，所以一般用作结构零件。
常用冷加工方法制造电线、电缆、铜管以及配置铜合金等。
铜加工产品按化学成分不同可分为纯铜材料和无氧铜材料两类，详细见下表：
二、铜合金
1、工业上广泛采用的是铜合金。
以下为常用的铜合金分类：
单相黄铜
双相黄铜 铸造黄铜
特殊黄铜
锡青铜 铝青铜
铍青铜 硅青铜
2、常用铜合金的牌号、性能特点及用途 （1）黄铜
黄铜是以锌为主加元素的铜合金。
1）普通黄铜 普通黄铜分为单相黄铜和双相黄铜两类：当锌含量小于39%时，锌全部溶于铜中，形成均匀的单相固溶体α，即单相黄铜；当锌的含量大于等于39%时，除了有α固溶体外，还有以化合物CnZn 为基体的β固溶体，即α+β的双相黄铜。
锌对黄铜力学性能的影响，当锌的含量在32%以下时，随锌的增加，黄铜的强度和塑性不断提高，当锌的含量达到30%～32%时，黄铜的塑性最好。
当锌含量超过39%以后，由于出现β相，强度继续升高，但塑性迅速下降。
当锌含量大于45以后，强度也急剧下降，在生产中已无实用价值。
单相黄铜塑性很好，适于冷、热变形加工。
双相黄铜强度高，热状态下塑性良好，故适于热变形加工。
普通黄铜的牌号用“H ”+数字表示。
其中“H ”表示普通黄铜的“黄”字汉语
拼音字母的字头，数字表示平均含铜量的百分数。
注：表中如HSn90-1，其中“1”表示杂质Sn的平均含量为1%
铸造黄铜的代号表示方法由“ZCu”+主加元素+数字+其他元素+数字组成，其中数字表示加入元素的平均百分含量。
例如ZCuZn40Mn2，表示铸铜中，平均含量Zn占40%，Mn占2%。
常用铸造黄铜牌号、化学成分、力学性能及用途
注：表中力学性能中分子为砂型铸造试样测定，分母为金属型铸造试样测定
2）特殊黄铜在普通黄铜中加入其他合金元素所组成的合金，称为特殊黄铜。
特
殊黄铜常加入的合金元素有锡、硅、锰、铅和铝等，分别称为锡黄铜、硅黄铜、锰黄铜、铅黄铜和铝黄铜等。
铅使黄铜的力学性能恶化，但能改善其切削工艺性能。
硅能提高黄铜的强度和硬度，与铅一起还能提高黄铜的耐磨性。
锡提高了黄铜的强度和在海水中的抗腐蚀性，又称海军黄铜。
特殊黄铜的牌号“H”+主加元素符号（锌除外）+铜含量的百分数+主加元素含量的百分数组成。
例如HPb59-1表示铜平均含量为59%，铅为1%的铅黄铜。
（2）青铜
除了黄铜和白铜（铜和镍的合金）外，所有的铜基合金都称为青铜。
按主加元素种类的不同，青铜分为锡青铜、铝青铜、硅青铜和铍青铜等。
青铜的代号由“Q”+主加元素及含量+其他元素及含量组成，其中“Q”表示青铜的“青”字汉语拼音字母的字头。
例如QSn4-3表示含锡4%，含锌3%，其余为铜的锡青铜。
QAl7表示含铝7%，其余为铜的铝青铜。
铸造青铜的牌号和铸造黄铜的表示方法相同。
1）锡青铜锡能溶入铜形成α固溶体，但比锌在铜中的溶解度小得多（小于14%）。
由于锡青铜在生产条件下不易得到平衡，因此，在铸造状态下，含锡量超过6%时就可以出现（α+δ）共析体（δ是一种硬而脆的相）。
锡含量较小时，随着含锡量的增加，青铜的强度和塑性增加，当锡含量超过5%～6%时，因合金中出现δ相而塑性急剧下降，强度仍然很高。
当含锡量大于10%时，塑性已显著降低。
当含锡量大于20%后，大量的δ相使强度显著降低，合金变得硬而脆，已无使用价值。
故工业用的锡青铜，其含锡量一般在3%～14%。
通常含锡量小于8%的锡青铜，具有较好的塑性和适当的强度，适于压力加工，含锡量大于10%的锡青铜，由于塑性较差，只适合铸造。
锡青铜在铸造时，因体积收缩小，易形成分散细小的缩孔，可铸造形状复杂的铸件，但铸件的致密性差，在高压下易渗漏，故不适合制造密封性要求高的铸件。
锡青铜在大气及海水中的耐蚀性好，故广泛用于制造耐腐蚀零件。
在锡青铜中加入磷、锌、铅等元素，可以改善锡青铜的耐磨性、铸造性及切削加工性，使性能更佳。
锡青铜中QSn4-3通常制造弹性元件、管配件、化工机械中耐磨零件及抗磁零件；QSn6.5-0.1用来制造弹簧、接触片、振动片、精密仪器中的耐磨零件等；QSn4-4-4常用来制造重要减磨零件，如轴承、涡轮、丝杠等。
2）铝青铜通常铝青铜的铝含量为5%～12%。
铝青铜比黄铜和锡青铜具有更好的耐腐蚀性、耐磨性和耐热性，并具有更好的力学性能，还可以进行淬火和回火以进一步强化其性能，常用来铸造承受重载、耐蚀和耐磨的零件，如QAl7常用来制造重要的弹性元件；QAl9-4用来制造轴承、涡轮、蒸汽及海水中工作的高强度、耐蚀零件。
3）铍青铜常用的铍青铜的含铍量为1.7%～2.5%。
铍在铜中的溶解度随温度的增加而增加，因此，经淬火后加以人工时效可获得较高的强度、硬度、抗腐蚀性和抗疲劳性，还具有良好的导电性和导热性，是一种综合性能较好的结构材料，主要用于制造弹性零件和有耐磨性要求的零件，如QBe2常用来制造重要的弹性元件，耐磨件及在高速、高压、高温下工作的轴承。
4）硅青铜硅青铜具有很高的力学性能和耐腐蚀性能，并具有良好的铸造性能和冷、热变形加工性能，常用来制造耐腐蚀和耐磨零件，如QSi3-1，用来制作
弹性元件，腐蚀介质下工作的耐磨零件，如齿轮等。
铸造青铜的牌号表示方法与铸造黄铜相同，ZCuSn5Pn5Zn5常用来制造较高负荷、中速的耐磨、耐腐蚀零件，如轴瓦、缸套、涡轮等；ZCuSn10Pb1用来制造高负荷、高速的耐磨零件，如轴瓦、轴套、齿轮等；ZCuPb30用来制造高速双金属轴瓦等。
小结
本课题掌握合金元素对铜合金的影响至关重要，另外铜合金的牌号特点及用途也不可缺失的内容。
思考与练习
1.试述铜的性能特点，并举例说明其牌号及用途。
2.何谓黄铜？何谓青铜？各列一例牌号，并说明其用途。
3.何谓特殊黄铜？加入其他合金元素对其性能有何影响？。