铜合金的热处理方法和程序
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慢冷，在565℃，β→α+γ2（自回火现象），导致合金脆化 ；
快冷，低铝者，β→β’（马氏体） 高铝者，β→β1→β’或γ’（均为马氏体） 通常选择快冷，而且工业铝青铜Al＜13%，属于低铝者，快冷 组织为β’马氏体，但实际铸造组织重也可能有α+γ2组织存在。
3. 性能
（1）机械性能优于黄铜、锡青铜； （2）大气、海水、大多数有机酸中耐蚀性好； （3）耐磨、耐寒、冲击不产生火花（有油易燃时有利）
第五章 铜合金的热处理
5-1黄铜的热处理 5-2锡青铜的热处理 5-3铝青铜的热处理 5-4铍青铜的热处理 5-5白铜的热处理 5-6铜及铜合金热处理的特点
5-1黄铜的热处理
以铜为基的铜与锌的合金称为黄铜。 可分两类：普通黄铜和特殊黄铜。
一、普通黄铜
1. 牌号
H+xx（xx表示铜的百分含量） 例如H68表示含Cu68%，含Zn约32%的黄铜。 若为铸造黄铜，则ZH+xx（xx表示铜的百分含量） 例如ZH68表示含Cu68%，含Zn约32%的铸造黄铜。
(3)铸造工艺性能不好（相对而言的），但因分散缩孔多 ，体积缩小，可铸造尺寸准确、花纹清晰的工艺。
(4)热轧难，挤压易，通常需要均匀化退火。
5-3铝青铜的热处理
当主要添加元素为铝时称为铝青铜。 铝青铜具有良好的机械性能、耐蚀性能和抗磨性能，是各 种青铜中应用最广泛的一个。
1、牌号与上述锡青铜相同
（2）Sn扩散慢，结晶范围宽，偏析严重； （3）铸锭中易于出现分散缩孔和反偏析（锡汗）现象。
3、性能
(1)不出现δ相时，Sn↑，强度和塑性都↓，出现δ相时 ，Sn↑，塑性↓，而强度↑。但是大量的δ相也会引 起强度↓。
(2)具有良好的抗蚀性能，由于生成了Cu2O或2CuCO3·Cu （OH）薄膜，故可作船舶零件，这也是青铜器可以长 久保持的原因。
4. 工业铝青铜
二元合金 QAl5,、QAl7（属于单相α组织，枝晶和栾晶，耐蚀、耐磨
、弹性材料，如弹簧） 多元合金（通常加Fe、Mn、Ni等）
Qal9-4(Fe):Fe加入，细化组织，HB↑，耐磨性↑，防止自回火 ，可热处理强化，用于船舶电器零件； QAl9-2（Mn）：Mn加入，耐蚀性↑，防止自回火，用于海轮上的 零件； QAl11-6-6（Fe、Ni）：综合性能最佳，主要用于重要的重型零 件，应用与机械，航空工业的高强耐磨齿轮，可用温度高达 500℃。
二、特殊黄铜
加Sn、Si、Al、Fe、Ni、As、Mn、Pb等，形成特殊黄铜。 Si、Fe、Ni、Mn—改善力学性能 Sn、Si、Al、Fe、Ni、As—提高耐蚀性能 Pb—改善切削性能。
1. 牌号
（1）、H+第三组元元素符号+xx（xx表示铜含量的百分比）y（第三组元含量）-z（第四组元含量）…… 例如：HSn70-1表示含Cu70%、含Zn29%、含Sn约1%的特殊 黄铜
3、时效特点
（1）脱溶序列 过饱和的α-固溶体—γ’’（片状GP区）—γ’— γ2 其中γ’’（片状GP区）—γ’发展时强度最高；
一、锡青铜
早期青铜仅指锡青铜。现在青铜这个名词以成为除黄铜和 白铜之外的铜合金的总称。
1、牌号
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• QSn+x（x表示Sn含量）-y（第三组元含量）-z（第四 组元含量）……
• 例如QSn4-3表示含Sn约4%，其它元素约3%的青铜。
•
QH Sn4-3表示含Sn约4%，其它元素约3%的铸造青
铜。
2、合金相
牌号与锡青铜相同。 铍青铜中的Be通常处于1.5-2.5%，虽然少但作用大，溶解 度从高温Max2.7→室温0.2，变化大，而且脱溶有强烈的时效 强化效果。
2、合金相
Cu-Be相图 α—Cu基固溶体（FCC），铍青铜的基体相，存在退 火栾晶； γ1—Cu2Be， bcc； γ2—Cu2Be，有序bcc（时效强化原因）；
QAl+x（x表示Al含量）-y（第三组元含量）-z（第四 组元含量）…… 例如Qal4-3表示含Al约4%，其它元素约3%的青铜。
2、合金相
Cu-Al合金相图
α—Cu基固溶体（FCC），铝青铜的基体相，存在退火栾晶； β—Cu3Al基固溶体，电子弄得3/2，bcc； γ2—Cu4Al9基固溶体，电子浓度21/13,复杂立方；
HFe59-1-1表示含Cu59%、含Zn39%、含Fe约1%的特殊黄 铜 （2）、若为铸造黄铜，则ZH+第三组元元素符号+xx（xx表示 铜含量的百分比）-y（第三组元含量）-z（第四组元含量）
…… 例如：ZHSn70-1表示含Cu70%、含Zn29%、含Sn约1%的铸 造特殊黄铜。
5-2 锡青铜的热处理
2. 合金相
Cu-Zn相图 α—Cu基固溶体（FCC），黄铜基体相； β—CuZn基固溶体，电子弄得2/3，bcc； γ—Cu5Zn8基固溶体，电子浓度21/13，复杂bcc。
3. 工业黄铜的性质与应用
一般处于H96-H59（如相图所示） H96-H65：α黄铜 H63-H59：α+β黄铜
在RT情况下，α-Cu的塑性高于β-CuZn的塑性，强度低于βCuZn的强度； 在HT下，正好相反。因此，α+β黄铜热塑性好，而α黄铜冷 塑性好。 与紫铜相比，黄铜的强度、塑性均优，工艺性好，抗蚀性好， 且价格低。因此用途广、可作各种零件、日用品、管道、散热 器、工艺品、炮弹等。
Cu-Sn相图
α—Cu基固溶体（FCC）青铜的基体相，存在退火栾晶； β—Cu5Sn基固溶体，电子浓度3/2，bcc； γ—Cu3Sn基固溶体，电子浓度7/4，fcc； δ—Cu31Sn8基固溶体，电子浓度21/13，复杂立方； ε—Cu3Zn基固溶体，电子浓度7/4，密排六方； 注意：δ→α+ε（反应慢）一般不出现 所以：（1）一般合金RT组织通常为α+（α+δ）共晶组织
5-4铍青铜的热处理
铍青铜是硬度、强度最高的、也是综合性能（尤 其是弹性模量高、抗疲劳强度高、耐磨耐蚀、导电导 热性好，耐寒、无磁性、冲击不差产生火花等）最好 的铜合金，óh1250-1500Mpa，HB350-400，主要用于弹 性零件和耐磨零件。最大问题是Be贵，而且有毒，限 制了它的应用。
1、牌号与成分
快冷，低铝者，β→β’（马氏体） 高铝者，β→β1→β’或γ’（均为马氏体） 通常选择快冷，而且工业铝青铜Al＜13%，属于低铝者，快冷 组织为β’马氏体，但实际铸造组织重也可能有α+γ2组织存在。
3. 性能
（1）机械性能优于黄铜、锡青铜； （2）大气、海水、大多数有机酸中耐蚀性好； （3）耐磨、耐寒、冲击不产生火花（有油易燃时有利）
第五章 铜合金的热处理
5-1黄铜的热处理 5-2锡青铜的热处理 5-3铝青铜的热处理 5-4铍青铜的热处理 5-5白铜的热处理 5-6铜及铜合金热处理的特点
5-1黄铜的热处理
以铜为基的铜与锌的合金称为黄铜。 可分两类：普通黄铜和特殊黄铜。
一、普通黄铜
1. 牌号
H+xx（xx表示铜的百分含量） 例如H68表示含Cu68%，含Zn约32%的黄铜。 若为铸造黄铜，则ZH+xx（xx表示铜的百分含量） 例如ZH68表示含Cu68%，含Zn约32%的铸造黄铜。
(3)铸造工艺性能不好（相对而言的），但因分散缩孔多 ，体积缩小，可铸造尺寸准确、花纹清晰的工艺。
(4)热轧难，挤压易，通常需要均匀化退火。
5-3铝青铜的热处理
当主要添加元素为铝时称为铝青铜。 铝青铜具有良好的机械性能、耐蚀性能和抗磨性能，是各 种青铜中应用最广泛的一个。
1、牌号与上述锡青铜相同
（2）Sn扩散慢，结晶范围宽，偏析严重； （3）铸锭中易于出现分散缩孔和反偏析（锡汗）现象。
3、性能
(1)不出现δ相时，Sn↑，强度和塑性都↓，出现δ相时 ，Sn↑，塑性↓，而强度↑。但是大量的δ相也会引 起强度↓。
(2)具有良好的抗蚀性能，由于生成了Cu2O或2CuCO3·Cu （OH）薄膜，故可作船舶零件，这也是青铜器可以长 久保持的原因。
4. 工业铝青铜
二元合金 QAl5,、QAl7（属于单相α组织，枝晶和栾晶，耐蚀、耐磨
、弹性材料，如弹簧） 多元合金（通常加Fe、Mn、Ni等）
Qal9-4(Fe):Fe加入，细化组织，HB↑，耐磨性↑，防止自回火 ，可热处理强化，用于船舶电器零件； QAl9-2（Mn）：Mn加入，耐蚀性↑，防止自回火，用于海轮上的 零件； QAl11-6-6（Fe、Ni）：综合性能最佳，主要用于重要的重型零 件，应用与机械，航空工业的高强耐磨齿轮，可用温度高达 500℃。
二、特殊黄铜
加Sn、Si、Al、Fe、Ni、As、Mn、Pb等，形成特殊黄铜。 Si、Fe、Ni、Mn—改善力学性能 Sn、Si、Al、Fe、Ni、As—提高耐蚀性能 Pb—改善切削性能。
1. 牌号
（1）、H+第三组元元素符号+xx（xx表示铜含量的百分比）y（第三组元含量）-z（第四组元含量）…… 例如：HSn70-1表示含Cu70%、含Zn29%、含Sn约1%的特殊 黄铜
3、时效特点
（1）脱溶序列 过饱和的α-固溶体—γ’’（片状GP区）—γ’— γ2 其中γ’’（片状GP区）—γ’发展时强度最高；
一、锡青铜
早期青铜仅指锡青铜。现在青铜这个名词以成为除黄铜和 白铜之外的铜合金的总称。
1、牌号
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• QSn+x（x表示Sn含量）-y（第三组元含量）-z（第四 组元含量）……
• 例如QSn4-3表示含Sn约4%，其它元素约3%的青铜。
•
QH Sn4-3表示含Sn约4%，其它元素约3%的铸造青
铜。
2、合金相
牌号与锡青铜相同。 铍青铜中的Be通常处于1.5-2.5%，虽然少但作用大，溶解 度从高温Max2.7→室温0.2，变化大，而且脱溶有强烈的时效 强化效果。
2、合金相
Cu-Be相图 α—Cu基固溶体（FCC），铍青铜的基体相，存在退 火栾晶； γ1—Cu2Be， bcc； γ2—Cu2Be，有序bcc（时效强化原因）；
QAl+x（x表示Al含量）-y（第三组元含量）-z（第四 组元含量）…… 例如Qal4-3表示含Al约4%，其它元素约3%的青铜。
2、合金相
Cu-Al合金相图
α—Cu基固溶体（FCC），铝青铜的基体相，存在退火栾晶； β—Cu3Al基固溶体，电子弄得3/2，bcc； γ2—Cu4Al9基固溶体，电子浓度21/13,复杂立方；
HFe59-1-1表示含Cu59%、含Zn39%、含Fe约1%的特殊黄 铜 （2）、若为铸造黄铜，则ZH+第三组元元素符号+xx（xx表示 铜含量的百分比）-y（第三组元含量）-z（第四组元含量）
…… 例如：ZHSn70-1表示含Cu70%、含Zn29%、含Sn约1%的铸 造特殊黄铜。
5-2 锡青铜的热处理
2. 合金相
Cu-Zn相图 α—Cu基固溶体（FCC），黄铜基体相； β—CuZn基固溶体，电子弄得2/3，bcc； γ—Cu5Zn8基固溶体，电子浓度21/13，复杂bcc。
3. 工业黄铜的性质与应用
一般处于H96-H59（如相图所示） H96-H65：α黄铜 H63-H59：α+β黄铜
在RT情况下，α-Cu的塑性高于β-CuZn的塑性，强度低于βCuZn的强度； 在HT下，正好相反。因此，α+β黄铜热塑性好，而α黄铜冷 塑性好。 与紫铜相比，黄铜的强度、塑性均优，工艺性好，抗蚀性好， 且价格低。因此用途广、可作各种零件、日用品、管道、散热 器、工艺品、炮弹等。
Cu-Sn相图
α—Cu基固溶体（FCC）青铜的基体相，存在退火栾晶； β—Cu5Sn基固溶体，电子浓度3/2，bcc； γ—Cu3Sn基固溶体，电子浓度7/4，fcc； δ—Cu31Sn8基固溶体，电子浓度21/13，复杂立方； ε—Cu3Zn基固溶体，电子浓度7/4，密排六方； 注意：δ→α+ε（反应慢）一般不出现 所以：（1）一般合金RT组织通常为α+（α+δ）共晶组织
5-4铍青铜的热处理
铍青铜是硬度、强度最高的、也是综合性能（尤 其是弹性模量高、抗疲劳强度高、耐磨耐蚀、导电导 热性好，耐寒、无磁性、冲击不差产生火花等）最好 的铜合金，óh1250-1500Mpa，HB350-400，主要用于弹 性零件和耐磨零件。最大问题是Be贵，而且有毒，限 制了它的应用。
1、牌号与成分