铜 合 金

晶界处偏聚，产生强烈的晶界脆化倾向。
氧元素：含氧铜在氢气还原时，易裂纹。

编号
纯铜的编号：以“T+数字”表示，数字越大，杂质的
含 量越高，工业纯铜分为四种：T1、T2、T3、T4。
第二节

铜合金中的合金元素
铜基固溶体
工业纯铜不适于用作结构材料。为满足制作结构件
要求，需对纯铜进行合金化，加入一些Zn、Al、Sn、Mn、
第四节
青
铜
除了以锌或镍为主加元素的铜合金外，其余铜合金外
观多为棕绿色，通称为青铜。
表示方法：Q(青）+ 主加元素符号 + 数字（主加元素含量）
－数字（其他合金元素平均含量）

锡青铜
普通青铜以锡为主加元素,同时还常添加Zn、P、Pd等
元素。它是人类历史上应用最早的合金，具有良好的耐蚀
性、减磨性、抗磁性和低温韧性，但耐酸性差。
耐磨性、耐蚀性，主要用于制造齿轮、轴承、摩擦片、蜗
轮、螺旋桨等。

相图分析
γ2相：Cu9Al4，硬而脆。 铜铝二元相图

铍青铜
铜合金性能最好的一种铜合金，唯一可固溶强化的
铜合金；具有很高的强度、弹性、耐磨性、耐蚀性及耐低 温性，良好的导电、导热性，无磁性、受冲击时不产生火 花，还具有良好的冷、热加工和铸造性能； 常用代号：QBe2、QBe1.9等； 用途：用于制造重要的精密弹簧、膜片等弹性元件，高速、
高温、高压下工作的轴承等耐磨零件，防爆工具等。
第四节
白
铜
以镍为主要合金元素的铜合金，外观为白色，故称为
白铜。按用途可分为结构白铜和电工白铜。

镍对合金性能的影响： 镍与铜可无限互溶，即形成无限固溶体，随着溶质原
子的增加，合金的硬度、强度、电导率上升，而塑性、电
阻温度系数下降。
结构白铜具有优良的耐蚀性，适于冷热加工成形，
B20合金是常用的镍币材料。
电工白铜主要包括含康铜、考铜和B0.6白铜。其中康
相图特点： Cu3Ti 相
溶解度随温度降低而 显著下降。

铜合金中的马 氏体型相变
（自学部分）
图10-67 铜钛合金相图铜端
第三节
黄
铜
属于Cu-Zn二元
普通黄铜：H(黄）+数字（铜的百分含量）
合金，如H68表示：Cu含量为68%的铜锌合金。
低锌黄铜H95、H90、H85有良好的导电性、导热性和
耐蚀性，有适宜的强度和良好的塑性，大量用于冷凝器和

合金元素的固溶强化效果
（见右图）

合金元素对导电性、导热性的影响
溶质元素对铜导电性的影响
溶质元素对铜导热性的影响


铜合金中的强化相
γ2-CuBe相
脱溶过程中产
生 弥 散 的 γ// 有 序 介
稳相，它与基体完全 共格（形成很强的共 格应变场），沉淀强 化效果显著。进一步
时效，出现γ/相，合
金强度最高。
Ni等适宜的合金元素。产生显著的固溶强化效果，获得强 度及塑性都能满足要求的铜合金。

合金元素的溶解度
溶质元素对铜基固溶体在 室温临界分切应力的影响
无限互溶元素：Ni、Au、γ-Mn等；
有限溶解元素：除无限互溶元素外
的大多数合金元素。
注：当合金元素与铜原子尺
寸差别很大时，溶解度一般较小， 如Sn、As等。
铜 合 金
第一节 第二节 第三节 工业纯铜 铜中的合金元素 黄铜
第四节
第五节
青铜
白铜
第一节

工业纯铜
概述
物理性能：紫红色光泽，密度8.9g/cm3，熔点1083℃， fcc结构，导电、导热性能良好，塑性好，耐蚀，强度低。 应用：工业应用以纯铜为主。铜及铜合金的产品中，80% 是以纯铜被加工成各种形状供应的。 利用铜制造电线、导电零件、 油管以及磁学仪器等。
图10-4 铜铍二元相图铜端

Ni2Si相
相图特点： Ni2Si 金属间化合物在
铜基固溶体中的
溶解度随温度下
降而急剧降低。
图10Leabharlann Baidu5
Cu- Ni2Si伪二元相图

NiAl2相
相图特点：NiAl2相溶解度随温度降低而减小。
图10-6 铜镍铝三元相图1000℃（a）和400 ℃（b）等温截面

Cu3Ti相

工业纯铜
纯铜呈玫瑰红，俗称紫铜。主要有含氧铜和无氧铜两
大类。

性能
无磁性；
（1）优异的物理化学性能：导电性、导热性好；耐蚀；
（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；

杂质元素
铋或铅：容易与铜形成低熔点共晶，造成铜的热脆；
铋或锑等：与铜的原子尺寸相差大，容易引起铋或锑在铜
脱锌：是指锌在中性盐溶液中发生选择性水解。可加 入微量的砷W（As）＝0.02～0.06％加以防止。 应力腐蚀： 冷变形后的黄铜在张应力、腐蚀介质 NH3 、
SO2和湿空气的联合作用，发生腐蚀。
应力腐蚀的防止： 1 ）去应力退火； 2 ）表面镀锌或镉；
3）在黄铜中加入少量的Si和微量的砷可减小自裂倾向。

多元黄铜
在Cu-Zn二元合金的基础上，加入Sn、Si、Pb、Fe等
合金元素，改善和提高其性能。 牌号： H(黄）+主加元素符号（锌除外）+数字（铜含量）数字（主加元素含量，其余为锌含量） 如HPb59-1表示W(Pb)=1%,W(Cu)=59的铅黄铜。

多元黄铜分类
铝黄铜：利用铝的固溶强化，提高合金强度和硬度，同时 氧化铝膜可防腐蚀，HAl77-2可制造海轮等，HAl85-0.5色 泽金黄，耐蚀，可作为金的代用品。 铜锌铝合金：这类合金具有形状记忆功能，相变温度范围 宽（±100℃），可制造安全阀，控温装置，断路器等。 锡黄铜：可提高耐蚀性，抑制脱锌，并提高强度，HSn701称为（海军黄铜）。
散热器。三七黄铜H70、H68强度较高、塑性很好，用于深
冲零件，如散热器外壳、弹壳等。四六黄铜H62、H59可高
温热加工，强度高，塑性较好，可制造导管、销钉等。

铜锌二元相图分析
铜锌二元相图
锌在铜中的溶解度较大，但含量 ＞ 39 ％，会出现硬脆第二相β′ 。

黄铜的腐蚀与防止
黄铜的腐蚀分为电化学腐蚀（脱锌）和应力腐蚀。

相图分析
铜锡合金二元相图
δ 相 ： Cu31Sn28, 复 杂 立 方 ， 硬而脆。


铝青铜
铝青铜的性能： 强度、硬度、耐磨性、耐热性、耐蚀性都高于黄铜和
锡青铜，是无锡青铜中应用最广的一种。

常用铝青铜：
低铝青铜：如QAl5、QAl7等，一般强度，塑性和耐蚀性 较好，塑性加工后，主要用于制造高耐蚀弹性元件； 高铝青铜：如QAl9-4、QAl10-4-4等，具有较高的强度、