铜和铜合金的基础知识

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《铜及铜合金》课件

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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 。

铜合金表述方法

铜合金表述方法

铜合金表述方法一、铜合金的基本概念。

1.1 铜合金啊,就是在纯铜里加入了其他元素的一种材料。

纯铜呢,质地比较软,在很多实际应用里就不太方便。

这时候就把其他元素加进去,像锌啊、锡啊、镍啊之类的,就形成了铜合金。

这就好比是一个团队,纯铜是个基础成员,加入其他元素后呢,这个团队就有了新的能力。

1.2 铜合金的种类那可不少。

按照加入元素的不同,可以分成黄铜、青铜、白铜这几大类。

黄铜呢,主要是铜和锌组成的,颜色金黄,看着就特别亮眼,就像金子似的,所以在一些装饰性的地方经常能看到它的身影。

青铜呢,那可是历史悠久啊,以前古代的那些鼎啊、兵器啊好多都是青铜做的,它主要是铜和锡的组合,还有可能加入其他元素,这种铜合金啊,硬度比较高,很耐用。

白铜呢,主要含铜和镍,颜色偏白,看起来很干净利落,在一些需要特殊性能的地方就会用到它。

二、铜合金的特性。

2.1 铜合金的物理特性那是相当不错的。

首先就是它的导电性,虽然不如纯铜那么好,但是在很多情况下也够用了。

就好比一个人虽然不是跑步冠军,但是在日常跑步里也能跑得很快。

而且铜合金的强度比纯铜高多了,这就像一个人从柔弱变得强壮起来。

比如说在做一些机械零件的时候,要是用纯铜,那可能几下就变形了,但是铜合金就能承受更大的压力,稳稳当当的。

2.2 化学特性也不容小觑。

铜合金的耐腐蚀能力有的很强,就像黄铜在一般的环境下就不容易生锈。

这就好比一个人抵抗力强,不容易生病一样。

不同的铜合金在不同的化学环境里表现也不一样,有的能抗酸,有的能抗碱,就像八仙过海各显神通。

2.3 从加工性能来看,铜合金也很有优势。

它比较容易加工成型,可以被铸造成各种形状,也可以被加工成薄片或者细丝。

这就像一块面团,在厨师的手里可以被捏成各种样子。

无论是做一些复杂的工艺品,还是简单的工业零件,铜合金的加工性能都能满足需求。

三、铜合金的应用。

3.1 在日常生活里,铜合金到处都是。

就拿家里的水龙头来说吧,很多都是铜合金做的。

第八章 铜及铜合金

第八章 铜及铜合金
工程材料及其成型性
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

铜及铜合金
(1)硫化矿,如黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)和辉铜矿(Cu2S)等。
(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

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

工程材料铜及铜合金
(二)管系用铜和铜合金 常用的管系材料有:黄铜(HAl77-2、HSn701、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
作业:P219 8、13
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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

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。

铜及铜合金的基础知识

铜及铜合金的基础知识

一、铜及铜合金按加工方式分类1、冶炼铜:通过电解精炼方法或电解沉积法生产得的阴极铜(铜锭、铜棒、线材)2、铸造铜:(1)铸造黄铜锭、青铜锭(2)铸造铜合金(青铜、黄铜)(3)压铸铜合金二、加工铜及铜合金(一)紫铜①纯铜:铜的含量在99.9%以上,代号:T1 99.95% T2 99.9% T3 99.7%②无氧铜:铜中不含氧元素,代号:TU0 99.99%、 TU1 99.97%、 TU2 99.95%③磷脱氧铜:只含铜和磷两种元素,代号:TP1 99.9% TP299.9%④银铜:代号:TAg0.1 Cu99.5%(二)黄铜:黄铜是以锌为主要加入元素的铜合金。

黄铜分普通黄铜(简单黄铜)和特殊黄铜(复杂黄铜)两种。

1、普通黄铜:铜和锌二元合金。

用字母H表示,如H62,表示含铜量约为62%,含锌量约为38%。

型号有:H96 H90 H85 H70 H68 H65 H63 H62 H592、特殊黄铜:在铜锌合金中加入其他元素(如锡、镍、锰、铅、硅、铝、铁等)的合金,表示方法是在H后面加除锌外的主要加入元素的符号及含量。

如:HNi65-5表示铜含量约为:65%,镍含量约为5%,其余量为锌含量。

型号有:①镍黄铜:HNi65-5 HNi56-5②铁黄铜:HFe59-1-1(铝) HFe58-1-1(Pb)③铅黄铜:HPb89-2 HPb66-0.5 HPb63-3 HPb63-0.1 HPb62-3 HPb62-2HPb61-1 HPb60-2 HPb59-3 HPb59-1④铝黄铜:HAl77-2 HAl67-2.5 HAl66-6(Al)-3(Fe)-2(Mn)HAl61-4(Al)-3(Ni)-1(Fe) HAl60-1-1(Fe) HAl59-3-2(Ni)⑤锰黄铜:HMn62-3(Mn)-3(Al)-0.7(Si) HMn58-2 HMn57-3-1(Fe) HMn55-3-1(Fe)⑥锡黄铜:Hsn90-1 Hsn70-1 Hsn62-1 Hsn60-1⑦砷黄铜:H85A As 0.02-0.08% H70A H68A⑧硅黄铜:Hsi80-3(三)白铜:白铜是铜合金的一种,是以镍为主要加入元素的铜合金。

铜及铜合金

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》课件

《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。

铜及铜合金

铜及铜合金
所以铍青铜可以通过淬火加时效的方法进行强化, 具有很高的强度和硬度,可以和高强度钢媲美 它的弹性极限、疲劳极限、耐磨性、抗蚀性也 都很高,是具有很好的综合力学性能的一种 还具有导电、导热性好,耐寒、无磁,受冲击 时不产生火花等诸多优点 价格昂贵,使用受到了限制
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。

铜和铜合金的基础知识

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。

铜及铜合金的分类和性能

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.。

铜及铜合金的分类讲解

铜及铜合金的分类讲解
,在某一温度下的导热系数可根据在该
(%)IACS 按 估算,导电率g>25~30%IACS 的 导 电 、 导
、 低 合 金 化 铜 带 合 金 , 其 导 系 数 还 可 用 下 式 估 算 : 式
λ —试验测知的合金导电系数,米/欧姆·毫米 2 X-含铜量,%(重) 2.3.2.2 杂
铜的软化温度和晶粒大小,影
。而杂质及微量元素对铜的软化温度和晶粒大小影响又
固体的过饱和程度
,冷加工后的退火时间等,则铜的软化温度低。 8 在含氧的导电用铜中,锑、
0.05%以下时,与铜中正常含量的氧无明显作用;硒、锑也与砷相似,因此,
在无氧铜中,杂质所提高的软化温度,通常比在含氧铜
杂质在简单黄铜中的允许含量见表 1-2-5,不同牌号的简单
YB-71。 3.4 简单哈的成分、性能和用
简单黄铜的成分、特性及用途见表1-2-6; 18 简单黄铜的物理、机械性能及
1-2-7; 4. 青铜 在我国,除铜-锌系(黄铜)、铜镍系(白铜)合
青铜有高的强度、硬度、耐热性和良好的导电性,
19 制造电机中的弹簧片、接
加入微量锂可以减少锑对黄铜塑性的有
1145°C)的 Li3Sb 质点,比较均匀的分布在
,从而减轻了危害性。淬火液可以提高含锑黄铜的冷加工塑性。 磷: 很
-锌合金,在α 黄铜中超过 0.05%-0.06%磷,就出现脆性相 Cu3P,
砷:
<0.1%,过量则产生脆性化合物Cu3As,分布在 17
0.02%-0.05%砷,可防止黄铜脱锌,提高
)。 3.1.2 简单黄铜的性能 黄铜的性能与锌含量及工艺因素有关,锌含量
1-2-6 3.1.2.1常温机械性能 常温下
在α 相区:随Zn%↑、ζ b↑、 δ ↑当Zn=30~32%、δ %达到最大值max(H70、

铜及铜合金

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。
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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。

工业用白铜分为结构白铜和电工白铜两大类。

结构白铜的特点是机械性能和耐蚀性好﹐色泽美观。

这种白铜广泛用於制造精密机械﹑化工机械和船舶构件。

电工白铜一般有良好的热电性能。

锰铜﹑康铜﹑考铜是含锰量不同的锰白铜﹐是制造精密电工仪器﹑变阻器﹑精密电阻﹑应变片﹑热电偶等用的材料。

[编辑本段]铜合金的分类—铜合金的分类方法有三种:①按合金系划分按合金系划分,可分为非合金铜和合金铜.非合金铜包括高纯铜、韧铜、脱氧铜、无氧铜等,习惯上,人们将非合金铜称为紫铜或纯铜,也叫红铜,而其他铜合金则属于合金铜。

我国和俄罗斯把合金铜分为黄铜、青铜和白铜,然后在大类中划分小的合金系。

②按功能划分按功能划分,有导电导热用铜合金(只要有非合金化铜和微合金化铜)、结构用铜合金(几乎包括所有铜合金)、耐蚀铜合金(主要有锡黄铜、铝黄铜、各种不白铜、铝青铜、钛青铜等)耐磨铜合金(主要有含铅、锡、铝、锰等元素复杂黄铜、铝青铜等)、易切削铜合金(铜-铅、铜-碲、铜-锑等合金)、弹性铜合金(主要有锑青铜、铝青铜、铍青铜、钛青铜等)阻尼铜合金(高锰铜合金等)、艺术铜合金(纯铜、简单单铜、锡青铜、铝青铜、白铜等)。

显然,许多铜合金都具有多生功能。

③按材料形成方法划分按材料形成方法划分为可为铸造铜合金和变形铜合金。

事实上,许多铜合金既可以用于铸造,又可以用于变形加工。

通常变形铜合金可以用于铸造,而许多铸造铜合金却不能进行锻造、挤压、深冲和拉拔等变形加工。

铸造铜合金和变形铜合金又可以细分为铸造用紫铜、黄铜、青铜和白铜。

[编辑本段]铜和铜合金的应用1.电气工业中的应用※电力输送力输送中需要大量消耗高导电性的铜,主要用于动力申.线电缆、汇流排、变压器、开关、接插元件和联接器等。

在电线电缆的输电过程中,由于电阻发热而白白浪费电能。

从节能和经济的角度考虑,目前世界上正在推广""最佳电缆截面""标准。

过去流行的标准,单纯地从降低一次安装投资的角度出发,为了尽量减小电缆截面,以在设计要求的额定电流下,不至出现危险过热,来确定电缆的最低允许尺寸。

按这种标准铺设的电缆,虽然安装费低了;但是在长期使用过程中,电阻能耗却比较大。

""最佳电缆截面""标准,则兼顾一次安装费用和电能消耗这两个因素,适当放大电缆尺寸,以达到节能和最佳综合经济效益的目的。

按照新的标准,电缆截面往往要比老标准加大一倍以上,可以获得50%左右的节能效果。

我国在过去一段时间内,由于钢供不应求,考虑到铝的比重只有铜的3 0%,在希望减轻重量的架空高压输电线路中曾采取以铝代铜的措施。

目前从环境保护考虑,空中输电线将转为铺设地下电缆。

在这种情况下,铝与铜相比,存在导电性差和电缆尺寸较大的缺点,而相形见绌。

¥同样的原回,以节能高效的铜绕组变压器,取代!日的铝绕组变压器,也是明智的选择。

※电机制造在电机制造中,广泛使用高导电和高强度的铜合金。

主要用铜部位是定子、转子和轴头等。

在大型电机中,绕组要用水或氢气冷却,称为双水内冷或氢气冷却电机,这就需要大长度的中空导线。

电机是使用电能的大户,约占全部电能供应的60%。

一台电机运转累计电费很高,一般在最初工作5 00小时内就达到电机本易的成本,一年内相当于成本的4~16倍,在整个工作寿命期间可以达到成本的200倍。

电机效率的少量提高,不但可以节能;而且可以获得显著的经济效益。

开发和应用高效电机,是当前世界上的一个热门课题。

由于电机内部的能量消耗,主要来源于绕组的电阻损耗;因此,增大铜线截面是发展高效电机的一个关键措施。

近年来己率先开发出来的一些高效电机与传统电机相比,铜绕组的使用量增加25~100%。

目前,美国能源部正在资助一个开发项目,拟采用铸入铜的技术生产电机转子。

※通讯电缆80年代以来,由于光纤电缆载流容量大等优点,在通讯干线上不断取代铜电缆,而迅速推广应用。

但是,把电能转化为光能,以及输入用户的线路仍需使用大量的铜。

随着通讯事业的发展,人们对通讯的依赖越来越大,对光纤电缆和铜电线的需求都会不断增加。

※住宅电气线路|近年来,随着我国人民生活水平提高,家电迅速普及,住宅用电负荷增长很快。

如图所示,1987年居民用电量为亿度(l度=1千瓦•小时),10后年的1996年猛升到1131亿度,增加倍。

尽管如此,与发达国家相比仍有很大差距。

例如,1995年美国的人均用电量是我国的倍,日本是我国的倍。

我国居民用电量今后仍有很大发展。

预计从1996年到2005年,还要增长l.4倍。

2.电子工业中的应用电子工业是新兴产业,在它蒸蒸日上的发展过程中,不断开发出钢的新产品和新的应用领域。

目前它的应用己从电真空器件和印刷电路,发展到微电子和半导体集成电路中。

※电真空器件电真空器件主要是高频和超高频发射管、波导管、磁控管等,它们需要高纯度无氧铜和弥散强化无氧铜。

※印刷电路铜印刷电路,是把铜箔作为表面,粘贴在作为支撑的塑料板上;用照相的办法把电路布线图印制在铜版上;通过浸蚀把多余的部分去掉而留下相互连接的电路。

然后,在印刷线路板上与外部的连接处冲孔,把分立元件的接头或其它部分的终端插入,焊接在这个口路上,这样一个完整的线路便组装完成了。

如果采用浸镀法,所有接头的焊接可以一次完成。

这样,对于那些需要精细布置电路的场合,如无线电、电视机,计算机等,采用印刷电路可以节省大量布线和固定回路的劳动;因而得到广泛应用,需要消费大量的铜箔。

此外,在电路的连接中还需用各种价格低廉、熔点低、流动性好的铜基钎焊材料。

】※集成电路微电子技术的核心是集成电路。

集成电路是指以半导体晶体材料为基片(芯片),采用专门的工艺技术将组成电路的元器件和互连线集成在基片内部、表面或基片之上的微小型化电路。

这种微电路在结构上比最紧凑的分立元件电路在尺寸和重量上小成千上万倍。

它的出现引起了计算机的巨大变革,成为现代信息技术的基础。

目前己开发出的超大规模集成电路,在比小姆指甲还小的单个芯片面积上,能做出的晶体管数目,己达十万甚至百万以上。

最近,国际著名的计算机公司IBM(国际商业机器公司),己采用钢代替硅芯片中的铝作互连线,取得了突破性进展。

这种用铜的新型微芯片,可以获得30%的效能增益,电路的线尺寸可以减小到微米,可使在单个芯片上集成的晶体管数目达到200万个。

这就为古老的金属铜,在半导体集成电路这个最新技术领域中的应用,开创了新局面。

※引线框架为了保护集成电路或混合电路的正常工作,需要对它进行封装;并在封装时,把电路中大量的接头从密封体内引出来。

这些引线要求有一定的强度,构成该集成封装电路的支承骨架,称为引线框架。

实际生产中,为了高速大批量生产,引线框架通常在一条金属带上按特定的排列方式连续冲压而成。

框架材料占集成电路总成本的1/3~l/4,而且用量很大;因此,必须要有低的成本。

铜合金价格低廉,有高的强度、导电性和导热性,加工性能、针焊性和耐蚀性优良,通过合金化能在很大范围内控制其性能,能够较好地满足引线框架的性能要求,己成为引线框架的一个重要材料。

它是目前钢在微电子器件中用量最多的一种材料。

3. 交通工业中的应用※船舶—由于良好的耐海水腐蚀性能,许多铜合金,如:铝青铜、锰青铜、铝黄铜、炮铜(锡锌青铜)、白钢以及镍铜合金(蒙乃尔合金)己成为造船的标准材料。

一般在军舰和商船的自重中,铜和铜合金占2~3%。

军舰和大部分大型商船的螺旋浆都用铝青铜或黄铜制造。

大船的螺旋浆每支重20~25吨。

伊丽莎白皇后号和玛丽皇后号航母的螺旋浆每支重达3 5吨。

大船沉重的尾轴常用""海军上将""炮铜,舵和螺旋浆的锥形螺栓也用同样材料。

引擎和锅炉房内也大量用钢和铜合金。

世界上第一艘核动力商船,使用了30吨白铜冷凝管。

近来用铝黄铜管作油罐的大型加热线圈。

在10万吨级的船上就有12个这种储油罐,相应的加热系统规模相当大。

船上的电气设备也很复杂,发动机、电动机、通讯系统等几乎完全依靠铜和铜合金来工作。

大小船只的船舱内经常用钢和铜合金来装饰。

甚至木制小船,也最好用钢合金(通常是硅青铜)的螺丝和钉子来固定木结构,这种螺丝可以用滚轧大量生产出来。

为了防止船壳被海生物污损影响航行,过去经常采用包覆铜加以保护;现在,则普遍用刷含铜油漆的办法来解决。

二次世界大战中,为御防德国磁性水雷对舰船的袭击,曾发展了抗磁性水雷装置,在钢船壳周围附一圈铜带,通上电流以中和船的磁场,这样就可以不引爆水雷。

从1944年以后,盟军的所有船只,共计约18,000艘,都装上了这种去磁装置而得到了保护。

一些大型主力舰为此需用大量的铜,例如其中一艘用去铜线长28英里,重约30吨。

※汽车汽车用铜每辆10~2I公斤,随汽车类型和大小而异,对于小轿车约占自重的6~9%%。

铜和铜合金主要用于散热器、制动系统管路、液压装置、齿轮、轴承、刹车摩擦片、配电和电力系统、垫圈以及各种接头、配件和饰件等。

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