铜及铜合金概述
《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 。
铜及铜合金概述范文
铜及铜合金概述范文铜及铜合金是一种广泛应用于工业领域的金属材料。
铜具有良好的导电、导热和耐腐蚀性能，因此被广泛应用于电器、通信、建筑、交通以及化工等领域。
铜合金则是将铜与其他元素进行合金化，以改善铜的性能，扩大其应用范围。
铜的历史可以追溯到公元前3000年左右，是人类最早开始使用的金属之一、铜以其优良的电导率和导热率在电器领域得到广泛应用。
电器设备中的导线、电缆、电路板等都离不开铜材料。
此外，铜还具有良好的可加工性和耐腐蚀性，在建筑和交通领域中也有着广泛应用。
如铜质建筑装饰品、铜质管道、船舶、汽车零部件等。
铜合金是将铜与其他元素进行合金化得到的材料。
通过合金化可以改善铜的性能，如增强其强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等。
不同的合金化元素可以赋予铜合金不同的特性，扩大其应用范围。
以下是一些常见的铜合金及其应用：1.镍铜合金：镍铜合金具有良好的强度、耐腐蚀性和耐磨性，常用于海水中的腐蚀环境下，如制作螺旋桨、船舶零部件等。
2.硬铜合金：硬铜合金是将铜与其他元素（如铜锌合金、铜锡合金等）进行合金化，以提高硬度和强度。
硬铜合金应用广泛，如钟表工业、刀具制造等。
3.铝青铜合金：铝青铜合金具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和刚性，常用于制造轴承、齿轮等需要承受高温和高压力的零部件。
4.硅青铜合金：硅青铜合金具有良好的耐磨性和耐蚀性，适用于制造摩擦零件、航空发动机零件等。
5.铝铜合金：铝铜合金具有良好的导电性和导热性，常用于电子元件、散热器等。
6.锡青铜合金：锡青铜合金具有良好的耐磨性和耐蚀性，广泛应用于轧辊、轴承、气门等。
7.磷铜合金：磷铜合金具有良好的可焊接性和耐磨性，常用于制作焊接电子元件等。
此外，铜合金还有许多其他类型，如锌铜合金、锆铜合金、铁铜合金等。
每种合金都具有不同的特性，因此选择适合的铜合金材料十分重要。
总之，铜及铜合金是一种重要的金属材料，具有诸多优点，被广泛应用于各个工业领域。
随着科技的发展和人们对材料性能要求的提高，铜合金的研究和应用也将不断发展。
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
（2）氧化矿，如赤铜矿(Cu2O)、孔雀石[CuCO3Cu(OH)2]、蓝铜矿[2CuCO3Cu(OH)2]、硅孔雀石(CuSiO32H2O)等。 （3）自然铜。铜矿石中铜的含量1％左右（0.5％～3％）便有开采价值，因为采用浮选法可以把矿石中一部分脉石等杂质除去，而得到含铜量较高（8％～35％）的精矿砂。
加工黄铜和铸造黄铜
4.4 铜合金的应用
铜管
单相黄铜塑性好：H80、H70、H 68 。适于制造冷变形零件，如弹壳、冷凝器管等。两相黄铜热塑性好, 强度高：H59、H62。适于制造受力件，如垫圈、弹簧、导管、散热器等。
4.4 铜合金的应用
HPb63-3、 HAl60-1-1、 HSn62-1、 HFe59-1-1i4等。主要用于船舶及化工零件，如冷凝管、齿轮、螺旋桨、轴承、衬套及阀体等。
☆ Al黄铜 ：HAl 77-2 HAl60-1-1
耐蚀性好，强度和硬度高——船舶零件，机械及电机零件。
☆ Si 黄铜 HSi80-3
耐蚀性好，机械性能好，切削性好，耐磨性好
——船舶零件，机械及化工零件
其它还有锰黄铜，铁黄铜，镍黄铜。主要用于船舶零件
消除加工黄铜的加工硬化现象。
铜及铜合金
1 概述2 纯铜3 铜合金4 铜合金的应用
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4.1 概述
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。 铜存在于地壳和海洋中。铜在地壳中的含量约为0.01％，在个别铜矿床中，铜的含量可以达到3－5％。 自然界中的铜，多数以化合物即铜矿物存在。铜矿物与其他矿物聚合成铜矿石，开采出来的铜矿石，经过选矿而成为含铜品位较高的铜精矿。 铜矿石分为三类：
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。
工程材料铜及铜合金
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
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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。
铜及铜合金
4.2 纯铜
耐蚀性：铜的标准电极电位为+0.345V，比氢高，在水溶液中 不能臵换氢，因此，铜在许多介质中化学稳定性好。 铜在大气中耐蚀性良好，暴露在大气中的铜能在表面生成难溶 于水、并与基底紧密结合的碱性硫酸铜(即铜绿，CuS04· 3Cu(OH)2) 或碱性碳酸铜(CuCO3· Cu(OH)2)薄膜，对铜有保护作用，可防止铜 继续腐蚀。铜在淡水及蒸汽中抗蚀性能也很好。所以野外架设的大 量导线、水管、冷凝管等，均可不另加保护。 铜在海水中的腐蚀速度不大，约为0.05mm／a；加入0.15～0.3 ％As能显著提高铜对海水的抗蚀性。 铜在非氧化性的酸(如盐酸)、碱、多种有机酸(如醋酸、柠檬酸、 脂肪酸、乳酸、草酸)中有良好的耐蚀性。但是，铜在氧化剂和氧化 性的酸(如硝酸)中不耐蚀。氨、氯化铵，氰化物，汞盐的水溶液和 湿润的卤素族元素等，均引起铜强烈的腐蚀。 铜在常温干燥空气中几乎不氧化，但当温度超过100℃时开始氧化， 并在其表面生成黑色的CuO薄膜。在高温下，铜的氧化速度大为增 加，并在表面上生成红色的Cu20薄膜。
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。 100g含氧0.01％的铜在氢气中退火，会形成140cm3的蒸汽。 生成的水蒸汽无法扩散，在铜中形成很高的压力，使铜遭到破坏。 含氧量达0.005％的铜，即出现“氢病”。 根据氧含量和生产方法，纯铜可分无氧铜、脱氧铜和纯铜三 类，其中只有无氧铜才能在高温还原性气氛中加工使用。
铜及铜合金
一、铜及铜合金的特性：（1）优异的物理化学性能：导电性、导热性好；抗蚀能力高；铜（紫铜）抗磁性；（2）良好的加工性能：塑性好，铸造性能好；（3）特殊机械性能：减摩性耐磨性好，高的弹性极限和疲劳极限；（4）色泽美观。
二、铜及其合金的分类与牌号：(一)紫铜（纯铜）：Fcc无磁性，无同素异构转变，熔点1083℃。
据铜中的含氧量可将铜分为三类：a.工业纯铜：O%=0.02-0.10%. 牌号为T1, T2, T3, 由1—3，含Cu 为99.95---99.70%b.磷脱氧铜：O%<0.01%. 牌号为TP1(99.90%)， TP2(99.85%)c.无氧铜：O%<0.003%. 牌号为TU1(99.97%)， TU2(99.95%)(二)黄铜（以Zn为主要合金元素的铜合金）黄铜分普通黄铜和复杂黄铜两种。
1.普通黄铜：如：H96, H80, H70, H68, H59等。
H70称：“三七黄铜”，b=300MPa,=55%,形变强化后b≥660MPa，=3%。
大量用于作弹壳、套管和复杂深冲零件。
2.复杂黄铜：在Cu-Zn二元合金基础上加入其它合金元素形成的。
如Pb黄铜，Sn黄铜，Al黄铜，Si 黄铜等。
（三）青铜（含有Sn. Al. Si. Pb. Be, Mn等的铜基合金）包括：锡青铜，铝青铜，铍青铜等等。
分类：压力加工青铜（以压力加工产品的形式供应）和铸造青铜。
编号方法：① Q+主加元素符号+主加元素含量+其它元素含量；如：QSn4-3, 表示含4%Sn 、3%Zn，其余为Cu的锡青铜。
②铸造青铜在编号前加“Z”字，如：ZQSn10-5。
（四）白铜（以Ni为主要合金元素的铜合金）编号为：B+镍的平均含量，“B”意指“白铜”，如：B19表示含19%Ni的普通白铜三、铜合金选用原则：（1）充分考虑其导电导热性能特点，可制：导体及散热器片、线材、管材、薄板材、电缆等。
（2）考虑其机械性能及耐磨，耐蚀性能等，对于一些耐蚀件、散热器件、减摩零件及弹性元件等，可选用铜合金。
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％
铜及铜合金特性用途
铜及铜合金特性用途铜是一种常见的金属，具有许多特点和特性，适用于各种用途。
以下是铜及铜合金的特性和用途的详细介绍：1. 导电性：铜是最常用的导电材料之一，具有良好的电导率。
由于其电导性能，铜被广泛用于电线、电缆、电子器件和电路板等领域。
2. 导热性：铜具有优异的导热性能，是热交换器、冷却器、暖气片等热传导设备的常见材料。
由于其导热性，铜也常用于制造厨房用具，如炉灶、锅具等。
3. 耐腐蚀性：铜具有良好的耐腐蚀性，对湿度较高、酸性和碱性环境均有很好的抵抗能力。
因此，铜常被用于制造管道、管件和海洋设备等需要防腐蚀的应用。
4. 高强度：通过合金化可以增加铜的强度。
铜合金在应用中被广泛使用，以满足不同应用对材料强度和耐久性的要求。
例如，锌与铜合金化制备的黄铜硬度较高，常用于制造装饰品、管道配件等。
5. 可塑性：铜是一种具有良好可塑性的金属，可以通过冷加工和热加工进行成型。
铜常被用于制造各种形状的零件和组件，如管材、线材、板材等。
6. 抗疲劳性：铜具有较好的抗疲劳性，可以承受较高的循环应力。
这使得铜在制造运输设备、汽车零部件等高负载应用中具有竞争力。
7. 生物相容性：铜对人体无毒且生物相容性好，因此被广泛用于制造医疗器械、人工心脏瓣膜和手术器械等。
铜的特性和特性使其适用于许多领域和行业。
以下是铜及铜合金在各个领域的主要用途：1. 电子行业：铜是电子设备最常用的导电材料之一。
它被广泛用于制造电线、电缆、电致冷设备和电路板等。
2. 建筑和建筑业：铜的耐腐蚀性和可塑性使其成为建筑和建筑业中常见的金属。
它被用于制造管道、管件、屋顶材料、门窗等。
3. 制造业：铜及铜合金在制造业中有广泛的应用，如汽车制造、航空航天、船舶制造、机械设备等。
铜合金可用于制造齿轮、轴承、气缸和阀门等零件和组件。
4. 医疗设备：铜对人体无毒，因此在医疗设备制造中得到广泛应用。
它被用于制造医疗器械、植入物、手术器械和人工心脏瓣膜等。
5. 冶金和化工工业：铜及铜合金被广泛用于冶金和化工工业中的各种应用，如制造金属配件、阀门、泵等。
铜与铜合金力学性能及强韧化机制
06
研究展望与发展趋势
新材料设计与开发
高强度高导电铜合金
利用新材料设计技术，开发高强度、高导电性的铜合金，以满足能源、电子等领域对高性能材料的需求。
纳米结构铜合金
通过控制合金的纳米结构，提高铜合金的力学性能和功能性能，如开发具有高强度、高韧性的纳米结构铜基复合材料 。
生物相容性铜合金
针对医疗领域的需求，开发具有生物相容性、耐腐蚀性的铜合金，用于制造医疗器械和植入物。
热处理可以通过调整铜合金的相组成和微观 结构，进一步提高其力学性能。例如，通过 固溶处理和时效处理，可以析出强化相，提
高铜合金的强度和硬度。
复合强化机制
通过同时采用多种强化机制，可以进一步提高铜合金 的力学性能。例如，通过同时添加合金元素、控制加 工和热处理过程以及采用复合材料结构，可以获得具 有优异力学性能的铜合金。
延伸率
同时，铜与铜合金也具有良好的塑性，延伸率一 般在30%-60%之间。
3
弹性模量
此外，铜与铜合金的弹性模量较低，具有较好的 弹性性能。
硬度测试
硬度值
通过硬度测试，可以得出铜与铜合金的硬度值，一般在 80-220 HV之间。
硬度均匀性
铜与铜合金的硬度分布较为均匀，这有利于提高其力学 性能。
疲劳测试
先进表征技术应用
原位表征技术
利用原位表征技术，在实时监测下研究铜合 金在力学、电学和化学环境中的性能表现， 以揭示其内在机制。
分子动力学模拟
运用分子动力学模拟方法，从原子尺度模拟和预测 铜合金的性能，为材料设计提供理论指导。
人工智能与数据科学
应用人工智能和数据科学方法，对实验数据 进行深度挖掘和分析，揭示铜合金性能与微 来自结构之间的关联。感谢观看
铜及铜合金的介绍
铜及铜合金的介绍目前，铜及铜合金已成为第二大有色金属，是全球经济各行业中广泛需求的基础材料。
铜及铜合金之所以得到广泛的应用，是由于其具有一系列不可代替的优异特性。
特性如下所列：（1）铜及其合金具有优良的导电和导热性能，在所有金属中，铜的导电性仅次于银。
铜的导热性是所有金属中最好的，为420W/（m﹒k）。
当然，随着合金化程度显著提高，人类现代技术发展了一系列实现铜合金高强高导的途径。
导电、导热是铜及其合金最重要的应用。
（2）铜是抗磁性金属，并且抗磁性磁化率低，因此铜及其合金在抗外磁场的环境下得到了广泛的应用，如仪表，罗盘、航空、航天。
雷达等，但含铁，锰及高Ni的铜合金不在此之列。
（3）铜的摩擦因数很小，因此以铜为基体的铜合金耐磨性优良，尤其是含Sn 的多元铜合金。
（4）铜的电极电位很高，高于氢，其标准电极电位为+0.34V，因此铜的耐腐性良好，在许多介质中具有稳定。
（5）铜具有面心立方晶格，无同素异构转变，因而具有很高的塑性，非常易于加工成形。
铜尽强度很低，但不少元素在铜中溶解度都很大，固溶强化效果很好，这使得很多铜合金兼并具有高强度和高韧性，从而广泛用来制造高强，高韧，高导电，高导热和高耐蚀的重要零件。
（6）铜呈紫铜色，并通过合金化，形成金黄色和银白色，色调古典，可适用于货币和工艺美术品等（7）铜通过合金化，还可以使其产生一些奇特性能，如形状记忆效应，超弹性和减振性。
铜和铜合金最普通的分类方法是将其分成六大类：紫铜、高铜合金、黄铜、青铜、白铜和锌白铜。
由于实际应用的紫铜，和黄铜较普遍。
紫铜又叫工业纯铜，紫铜通常较软且有韧性，含杂质总量低于0.7%。
高铜合金含有少量的，各种合金元素如铍，镉，Cr,或Fe等，每一种合金元素的固溶度小于8%（摩尔分数）其这些元素可改善铜的一种或一种以上基本性能，其余几大类的每一类含五种主要的合金元素的一种，以作为每类合金的初始合金组分，如下图4.1-1另外铜合金的总分类,黄铜Cu-Zn，锡黄铜Cu-Zn-Sn-Pb ，铝青铜Cu-Al-Fe-Ni，硅青铜Cu-Si，白铜Cu--N i-Fe ，锌白铜Cu--N i-Zn 。
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。
铜的炉批号
铜的炉批号一、铜及铜合金概述铜及铜合金是现代工业中应用广泛的一种金属材料，具有优良的导电性、导热性、耐腐蚀性和加工性能。
在铜合金中，根据添加元素的不同，可以获得具有特殊性能的各种合金。
例如，添加铝、硅等元素可以提高耐腐蚀性，添加锡、磷等元素可以改善焊接性能，添加镍、铁等元素可以调整材料强度和硬度。
二、铜的炉批号定义及编码规则铜的炉批号是用于标识和追踪铜及铜合金产品的唯一编号，通常由生产企业根据相关规则自行编制。
炉批号一般包括企业标识、生产日期、合金种类等信息，可以用于追溯产品的生产历史、质量控制和国际贸易追溯。
编码规则通常包括数字和字母组合，以便于记忆和输入计算机系统。
在铜及铜合金的生产过程中，炉批号的编制应当遵循统一、规范、可追溯的原则，以保证产品质量和满足客户需求。
三、铜的炉批号对生产及质量控制的影响铜的炉批号对于生产及质量控制具有重要的影响。
首先，炉批号是企业生产管理的核心要素之一，用于标识和区分不同批次的产品。
在生产过程中，炉批号的准确标识和管理可以有效控制产品的质量稳定性和生产效率。
其次，炉批号是质量追溯的重要依据。
一旦出现质量问题，可以通过炉批号快速定位问题所在，及时采取措施进行纠正和改进。
这有助于提高产品质量和客户满意度，同时降低企业的质量风险和损失。
四、铜的炉批号在国际贸易中的作用在国际贸易中，铜的炉批号发挥着重要的作用。
由于不同国家和地区的标准要求可能存在差异，为了满足国际贸易的需求，铜及铜合金产品需要符合相关标准和规定。
而炉批号作为产品标识的重要组成部分，对于产品符合标准和规定具有重要意义。
此外，炉批号还是国际贸易追溯的重要依据。
在国际贸易中，如果出现质量问题或争议，买方可以通过炉批号对产品进行追溯，了解产品的生产历史和质量状况。
这对于维护贸易双方的权益具有重要的实际意义。
五、未来研究方向与展望随着科技的发展和市场的变化，未来对于铜的炉批号的研究将更加深入和广泛。
一方面，随着工业互联网和大数据技术的应用，炉批号的编制和管理将更加智能化和自动化，提高企业生产效率和产品质量控制水平。
铜和铜合金的基础知识
铜和铜合金的基础知识(总11页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除铜和铜合金的基础知识铜合金（copper alloy ）以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金。
纯铜呈紫红色﹐又称紫铜。
纯铜密度为﹐熔点为1083℃﹐具有优良的导电性﹑导热性﹑延展性和耐蚀性。
主要用于制作发电机﹑母线﹑电缆﹑开关装置﹑变压器等电工器材和热交换器﹑管道﹑太阳能加热装置的平板集热器等导热器材。
常用的铜合金分为黄铜﹑青铜﹑白铜3大类。
黄铜以锌作主要添加元素的铜合金﹐具有美观的黄色﹐统称黄铜。
铜锌二元合金称普通黄铜或称简单黄铜。
三元以上的黄铜称特殊黄铜或称复杂黄铜。
含锌低於36％的黄铜合金由固溶体组成﹐具有良好的冷加工性能﹐如含锌30％的黄铜常用来制作弹壳﹐俗称弹壳黄铜或七三黄铜。
含锌在36～42％之间的黄铜合金由和固溶体组成﹐其中最常用的是含锌40％的六四黄铜。
为了改善普通黄铜的性能﹐常添加其他元素﹐如铝﹑镍﹑锰﹑锡﹑硅﹑铅等。
铝能提高黄铜的强度﹑硬度和耐蚀性﹐但使塑性降低﹐适合作海轮冷凝管及其他耐蚀零件。
锡能提高黄铜的强度和对海水的耐腐性﹐故称海军黄铜﹐用作船舶热工设备和螺旋桨等。
铅能改善黄铜的切削性能﹔这种易切削黄铜常用作钟表零件。
黄铜铸件常用来制作阀门和管道配件等。
青铜原指铜锡合金﹐后除黄铜﹑白铜以外的铜合金均称青铜﹐并常在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名。
锡青铜的铸造性能﹑减摩性能好和机械性能好﹐适合於制造轴承﹑蜗轮﹑齿轮等。
铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承材料。
铝青铜强度高﹐耐磨性和耐蚀性好﹐用於铸造高载荷的齿轮﹑轴套﹑船用螺旋桨等。
铍青铜和磷青铜的弹性极限高﹐导电性好﹐适於制造精密弹簧和电接触元件﹐铍青铜还用来制造煤矿﹑油库等使用的无火花工具。
白铜以镍为主要添加元素的铜合金。
铜镍二元合金称普通白铜﹔加有锰﹑铁﹑锌﹑铝等元素的白铜合金称复杂白铜。
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铜及铜合金概述
铜是人类最早发现和使用的金属材料，铜的熔点低，易合金化，是人类使用的最古老的金属之一，早在公元前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。
现代工业文明制品，大多数使用金属材料，尤其是重要部件，显示了其的可靠性，但使用单一金属的情况很少，大多使用合金材料，合金品种多，制造工艺各有特色。
铜及铜合金的特点不单纯是强度，主要是导、电导热性能优良，必须充分发挥其的导电性能好的优势，才能最大限度地为社会做贡献。
近现代，特别是十七世纪的产业革命，及法拉第电磁感应定律发现以来，由于铜及铜合金具有优良的导电、导热、耐蚀性能，易于加工，外表美观而大规模应用于现代工程技术领域，广泛应用于机械、电子、电气、化工、交通、能源、建筑、信息通讯等领域，例如：一部拖拉机平均用铜31㎏，一部解放汽车平均用铜21㎏，各种家用电器产品、工业装置等都离不开铜及铜合金产品，是国民经济中不可替代的重要工程材料。
据国外统计，发达国家铜及铜合金与钢的消费比例大约在1.3：100左右，铜及铜合金的品种及消费量已成为衡量一个国家工业技术水平的标志之一。
铜及铜合金在工程技术领域广泛应用的根本特点是：其是目前经济的导电材料。
纯铜具有仅次于银的高导电、导热性能、适宜的强度、优良的耐蚀性能，易于钎焊和形变加工，大量用于制造各种电气导线和导体，其在电气（器）、电子行业应用的比例占总产量的一半以上，例如：制造1万千瓦发电设备，包括输变电器材在内需用铜材近800吨。
近年来随着能源日益紧迫，各行业节能降耗工作日益突出，电动机是广泛应用的耗电大户，各国都十分重视高效节能电动机的开发推广，其中降低电阻消耗的重要途径就是加大电动机绕组的截面积。
同时随着人民生活水平的提高，民用负载不断加大，各种输电电缆的截面积也呈增加的趋势，随着铜代铝按、国际标准配置居民电线线径等建筑规范的出台都为铜在电气领域提供了广阔的发展前景。
铜及铜合金的另一个特点是：其具有优良的合金化特性，能和目前绝大多数金属或非金属元素形成各具特色的合金，目前已形成250余个合金牌号，近万种规格的产品系列，满足各行各业的需要，而且绝大多数铜合金具有较强的耐蚀性能，例如：白铜具有优良的机械性能、加工性能和耐蚀性能，适用于高温高压下的耐蚀环境，广泛应用于医疗、仪表、造船、
化工等领域；锡青铜具有优良的弹性和较高的机械性能，广泛用于各种仪器、仪表中弹性元件及一些轴承摩擦套的制造；铝青铜具有可与钢相比的高强度，同时耐蚀性能优良，广泛用于制造各种重载耐磨零件······。
随着现代科技的发展，特别随着信息技术的高速发展，其用于高新科技领域的新型合金品种不断涌现，代表了当代工程材料发展的方向，具有广阔的发展前景。
同时铜及铜合金还是当前最佳的环保材料，用于各种器件上的铜合金可以做到完全回收，循环使用。
再生铜可以保持其原来的各种优越性能，这点是其他再生材料所不可比拟的。
在我国铜资源相对短缺的情况下，充分利用再生铜资源已成为一种新兴的产业。
目前随着电子产品、汽车产量的增加，具有优良导电、导热性能的铜加工产品需求不断增加，产品趋向薄壁化、大批量化，尤其是对引线框架、端子及连接器用带材的精度、平直度、表面粗糙度、光泽度、防变色的要求越来越高。
一、有色金属的分类及特点
目前世界大约有80余种有色金属品种，具体分类如下：
二、铜及铜合金的分类及特点
三、功能材料
能源、信息、材料是现代工业的三大支柱，其中材料具有科学技术的先导作用，没有材料创新就没有技术上的新成就。
例如：没有单晶硅就不可能有繁荣的电子时代；没有碳化纤维石墨强化复合材料就没有航天飞机。
新材料具有支撑尖端科技，推动技术创新的作用。
新材料包括：
功能材料的性能特点和功能
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