10-金属材料学第十章(铜合金3学时).pptx

金属材料学刘斌教授

第十章铜合金10.1黄铜10.2青铜2

3黄铜铜是人类历史上使用最早的一种金属。铜带领人类走出了石器时代，创造了青铜时代的辉煌，并不断推进社会文明的进步。Cu具有许多可贵的物理性能，如电导率、热导率都很高，化学稳定性强等。但纯铜的强度很低，因此结构件常使用铜合金。铜合金在电器、电子、机械、车辆、化工、船舶、航空、工艺品等传统领域具有广泛应用，也是诸多新兴技术领域的重要材料。铜合金按化学成分分为：黄铜、青铜、白铜

4黄铜编钟永乐大钟越王勾践剑

5黄铜一、黄铜的牌号及表示方法黄铜是以锌为主要元素的铜合金。最简单的黄铜是铜-锌二元合金，简称普通黄铜。工业上使用的黄铜含锌含量均在50%（质量分数）以下。在二元铜-锌合金基础上加入一种或多种其他合金元素的黄铜，称为特殊黄铜。黄铜按其生产工艺可分为压力加工黄铜和铸造黄铜。

6黄铜普通黄铜牌号用“黄”字的汉语拼音字头“H”后面加铜含量表示。特殊黄铜的牌号用“H”加主添加元素的化学符号，再加铜含量和添加元素的含量表示。铸造黄铜牌号用“铸”字的汉语拼音字头“Z”再加铜的化学符号和主添元素的化学符号及含量表示。

7黄铜二、普通黄铜铜-锌二元相图铜端

8黄铜上图为铜-锌二元合金相图????

9??黄铜

10黄铜①普通黄铜的组织??

11黄铜?

12②普通黄铜的性能Zn随Zn含量增加，黄铜的导电性、导热性、密度下降，线膨胀系数提高?＞32%，黄铜塑性下降，强度持续增高。在45%Zn时强度最大。再增加锌含量，脆性增加，强度急剧下降。黄铜

13黄铜铸态黄铜的性能与锌含量的关系微量元素对Zn38%黄铜中温脆性的影响上左图为锌和组织对黄铜性能的影响。黄铜经过变形于再结晶退火后，其性能与锌含量的关系与铸态相似。由于成分均匀和晶粒细化，其强度和塑性比铸态都有所提高。上右图曲线1为28%Zn的黄铜断面收缩率随温度而变化的关系，在400℃时塑性最低。因此，热加工时温度应高于700℃

14黄铜??合金中存在微量的铅、铋有害杂质与铜形成低熔点共晶分布在晶界上，热加工时产生晶间破裂。?

15黄铜“季裂”/“自裂”经过冷变形的黄铜制品在潮湿的大气中，特别是在含有氨气的大气或海水中，会发生自动破裂。产生的原因：冷加工变形的黄铜制品内部存在着残余应力，在腐蚀性介质的作用下，发生应力腐蚀，导致制品破裂，又称为“应力破裂”

16三、特殊黄铜在普通黄铜中加入少量的硅、铝、铅、锡、锰、铁和镍等元素形成特殊黄铜，可改善和提高黄铜的耐蚀性能、力学性能和切削加工性能等。黄铜1）锡黄铜在普通黄铜中加入0.5～1.5%Sn，可提高合金的强度和硬度以及在海水中的耐蚀性。此外，能改善黄铜的切削加工性能。锡虽然提高了黄铜的耐蚀性能，但不能从根本上消除应力腐蚀破裂倾向，可采用低温退火，提高应力腐蚀抗力。

17黄铜2）铝黄铜?

18黄铜?3）镍黄铜4）硅黄铜普通黄铜中加入1.5～4.0%Si，能显著提高黄铜在大气及海水中的耐蚀性能以及应力腐蚀破裂能力，改善合金的铸造性能，并能与钢铁焊接。

195）铅黄铜?黄铜

20黄铜?HPb59-1挤压棒材的显微组织ZCuZn40Mn3Fe1铸态的显微组织

216）锰黄铜黄铜中加入一定量锰有细化晶粒的作用，并能在不降低塑性的前提下，提高强度、硬度和在海水及热蒸汽中的耐蚀性。锰黄铜具有良好的冷、热加工性，广泛用于造船等工业。ZCuZn40Mn3Fe1其显微组织如上右图所示。黄铜

22黄铜7）铁黄铜?

23四、黄铜的热处理黄铜的热处理主要采用：再结晶退火、去应力退火铜无同素异构转变，且铜-锌二元相图中锌在铜中的溶解度随温度降低而增大，故普通黄铜不能热处理退火。黄铜

24黄铜再结晶退火中间退火最终再结晶退火消除冷变形强化恢复塑性中间退火在连续冷变形加工中间进行的，冷加工使材料产生变形强化，并随着变形程度的增加，在板宽的方向上发生“边裂”。

25衡量中间再结晶退火质量如何，除要求使冷变形后的变形强化消除，以便继续进行冷加工外，还要考虑材料再结晶后的晶粒尺寸。黄铜最终再结晶退火成品最终再结晶退火，是指成品最终一次退火，其目的是使产品的性能满足使用条件的要求，改善再结晶组织及均匀性。与中间再结晶退火相比，退火温度，加热时间的范围要严格控制，退火必须均匀。

26黄铜去应力退火黄铜的去应力退火通常是在制品加工完成后进行的，主要作用是去除铸件、焊接件及冷成型制品的内应力，以防止制品变形与开裂及提高弹性。

27青铜一、青铜的牌号及表示方法青铜是人类历史上最早应用的一种合金。青铜最早指的是铜-锡合金。但在工业上应