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工程材料铜及铜合金

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  • 文档编号:62195364
  • 上传时间:2018-12-18
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    • 1、第二节 铜及铜合金,(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(230250MPa),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(99.9599.5%)-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,一、铜及铜合金性能特点,(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。 铜合金分为黄铜、青铜、白铜三大类。,铜管,二、黄铜(Cu-Zn) 以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。 黄铜按化学成分可分为普通黄铜和特殊黄铜。 按工艺可分为加工黄铜和铸造黄铜。,1、普通黄铜 铜与锌的二元合金称为普通黄铜。 普通黄铜的牌号为:H (黄) + 表示铜平均百分含量的数字,如H68。,从铜锌合金相图可以看出黄铜有 和+, 按黄铜组织可分为:单相黄铜(Cu32%)和双相黄铜(3245%)。,普通黄铜

      2、的显微组织,组织与性能,机械性能,单相黄铜:,双相黄铜:,铸造性能,耐蚀性能,单相黄铜塑性好。,在大气和淡水中是稳定的,海水中抗蚀性较差。 “自裂”或“季裂”:在潮湿,特别是含氨的大气中产生的应 (season cracking) 力腐蚀开裂。 脱锌现象:在淡水、海水中长期使用因氧化膜破裂而出现。,单相黄铜常用牌号有H80、H70、 H68 H70(H68)-三七黄铜, 炮铜. 适于制造冷变形零件,如弹壳、冷凝器管等。 双相黄铜热塑性好, 强度高. 常用牌号有H59、H62 适于制造受力件,如垫圈、弹簧、导管、散热器等。,2、特殊黄铜 在普通黄铜的基础上加入Al、 Fe、Si、Mn、Pb、 Sn、Ni等元素形成特殊黄铜。 特殊黄铜的牌号为: H(黄)+主加元素符号(Zn除外)+铜平均百分含量+主加元素平均百分含量, 如HPb59-1. 特殊黄铜强度、耐蚀性比普通黄铜好,铸造性能改善。,常用牌号有HPb63-3、HAl60-1-1、HSn62-1、HFe59-1-1、ZHMn55-3-1、ZHAl67-5-2-2等。 ZHMn55-3-1-船用低速螺旋桨、海水泵叶轮 ZHAl67-5-2

      3、-2-船用高速螺旋桨 HSn62-1-海军黄铜,制造与海水接触的零件和 热交换器、冷凝器管等。,三、青铜 除铜-锌和铜-镍合金外的其他铜合金统称为青铜。 青铜的牌号为: Q +主加元素符号及其平均百分含量+其他元素平均百分含量。 如QSn4-3(含4%Sn、3%Zn). 常用青铜有锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜、铅青铜等。,(一)、锡青铜 1、成分:是以锡为主加元素的铜合金,锡含量一般为314%,2、成分组织性能,6%塑性好,614%Sn+ b高,14%Sn 太脆,铸造性:锡青铜铸造流动性差,铸件密度低,易渗漏,体积收缩率在有色金属中最小 。 耐蚀性:锡青铜耐蚀性良好,在大气、海水及无机盐溶液中的耐蚀性比纯铜和黄铜好,但在硫酸、盐酸和氨水中的耐蚀性较差。 减摩性:,3、常用牌号有QSn4-3、QSn6.5-0.4、ZCuSn10Pb1等。,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 b太低不用,57%Al 好,712%Al + b高(可M强化),强度、硬度、耐磨性、耐热性及耐蚀性高于黄铜和锡青铜,铸造性能

      4、好,但焊接性能差。 常用牌号有QAl5、QAl7、等。 主要用于制造船舶、飞机及仪器中的高强、耐磨、耐蚀件,如齿轮、轴承、蜗轮、轴套、螺旋桨等。,(三)铍青铜,1、Cu-Be相图,2、成分机械性能关系,3、其他性能: 具有高的强度、弹性极限、耐磨性、耐蚀性,良好的导电性、导热性、冷热加工及铸造性能,但价格较贵。,4、常用牌号有QBe2、 QBe1.7、QBe1.9等 。 5、用于重要的弹性件、耐磨件,如精密弹簧、膜片,高速、高压轴承及防爆工具、航海罗盘等重要机件。,普通白铜是Cu-Ni二元合金,具有较高的耐蚀性和抗腐蚀疲劳性能及优良的冷热加工性能。 普通白铜牌号:B+镍的平均百分含量,如B5。 常用牌号有B5、B19等 。用于在蒸汽和海水环境下工作的精密机械,仪表零件及冷凝器,蒸馏器,热交换器等。,四、白铜 以镍为主要合金元素的铜合金称白铜。分普通白铜和特殊白铜。,白铜性能:,Nib ,特殊白铜是在普通白铜基础上添加Zn、Mn、Al等元素形成的,分别称锌白铜、锰白铜、铝白铜等。 其耐蚀性、强度和塑性高,成本低。 常用牌号如BMn40-1.5(康铜)、BMn43-0.5(考铜)。 用于制造精密机械、仪表零件及医疗器械等。,五、铜合金的选用 1、利用其优良的物理、化学性能、导电性、导热性、抗磁性,应避开氨盐环境,加Ni、Al后,耐流动海水腐蚀,2、不宜承受高载荷和强磨损,3、可加工强化,但必须去应力退火,4、价高,节约使用,铜合金的耐海水腐蚀性能比较: 白铜 青铜 黄铜,六、船用铜和铜合金,(一)、螺旋桨用铜合金 民用船舶及低速中小型舰艇: ZHMn55-3-1 高速快艇及大型舰船;ZHAl67-5-2-2、ZQAl9-4-4-2、ZQAl81-1、ZQAl12-8-3-2 (二)管系用铜和铜合金 常用的管系材料有:黄铜(HAl77-2、HSn70-1、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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