铜合金的热处理.doc

1、教学章节： 5.1教学内容：黄铜的热处理教学要求： 1、了解黄铜的牌号；2、掌握铜锌合金相图。重点难点 ：铜锌合金相图。教学过程（板书设计）：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。2、合金相如 Cu-Zn 相图所示 Cu基固溶体（ FCC），黄铜基体相 CuZn基固溶体，电子弄得2/3 ，bcc； Cu5Zn8 基固溶体，电子浓度21/

2、13 ，复杂 bcc。黄铜中 Zn 含量小于 50%，Cu合金中相主要为、。 Cu基固溶体为黄铜基体相。工业黄铜退火多为、+、组织。3、工业黄铜的性质与应用一般处于 H96-H59（如相图所示）H96-H65：黄铜H63-H59： +黄铜在 RT情况下， -Cu 的塑性高于 -CuZn 的塑性，强度低于 -CuZn的强度；在 HT下，正好相反。因此，+黄铜热塑性好， 而黄铜冷塑性好。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。二、特殊黄铜加 Sn、Si 、Al 、Fe、Ni 、As、Mn、Pb 等，形成特殊黄铜

3、。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 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%

4、、含 Sn 约 1%的铸造特殊黄铜。课后习题：1、黄铜的热处理有和两种。2、简述黄铜的热处理教学章节： 5.2教学内容：锡青铜的热处理教学要求： 1、了解锡青铜的牌号；2、掌握铜锡合金相图。重点难点 ：铜锡合金相图。教学过程（板书设计）：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。一、锡青铜铜与锡的合金称为锡青铜。1、牌号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、合金相如下图 Cu-Sn 相图所

5、示： Cu基固溶体（ FCC）青铜的基体相，存在退火栾晶； Cu5Sn 基固溶体，电子浓度3/2 ，bcc； Cu3Sn 基固溶体，电子浓度7/4 ，fcc ； Cu31Sn8 基固溶体，电子浓度21/13 ，复杂立方； Cu3Zn 基固溶体，电子浓度7/4 ，密排六方；注意： +（反应慢）一般不出现所以：（1）一般合金 RT组织通常为 +（ +）共晶组织；（ 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) 、不出现相时， Sn，强度和塑性都，出现相时， Sn，塑性，而强度。但是大量的相也会引起强度。(2) 、具有良好的抗蚀性能，由于

6、生成了 Cu2O或 2CuCO3Cu（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。(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、花纹清晰的工艺品。(4) 、热轧难，挤压易，通常需要均匀化退火。4、工业锡青铜二元合金少，通常加P、Pb、Zn 等元素课后习题1、简述锡青铜的热处理教学章节： 5.3教学内容：铝青铜的热处理教学要求： 1、了解铝青铜的牌号；2、掌握铜铝合金相图。重点难点 ：铜铝合金相图。教学过程（板书设计）：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

7、上述锡青铜相同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、合金相如下图 Cu-Al 合金相图所示： Cu基固溶体（ FCC），铝青铜的基体相，存在退火栾晶； Cu3Al 基固溶体，电子弄得3/2 ，bcc；2Cu4Al 9 基固溶体，电子浓度21/13, 复杂立方；慢冷，在 565， +2（自回火现象），导致合金脆化；快冷，低铝者， （马氏体）高铝者，1或（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，快冷组织为马氏体，但实际铸造组织重也可能有+2 组织存在。3、性能（

8、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）4、工业铝青铜二元合金QAl5, 、QAl7（属于单相组织，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.课后习题：1、简述铝

9、青铜的热处理教学章节： 5.4教学内容：铍青铜的热处理教学要求： 1、了解铍青铜的牌号和成分；2、掌握铜铍合金相图。重点难点 ：铜铍合金相图。教学过程（板书设计）：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， h1250-1500Mpa，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

10、化效果。2、合金相如 Cu-Be 相图所示： Cu基固溶体（ FCC），铍青铜的基体相，存在退火栾晶； 1Cu2Be， bcc ； 2Cu2Be，有序 bcc（时效强化原因）；时效时，1 +2因此最终相组成： +2组织组成： +( +2)3、时效特点（1）脱溶序列过饱和的 - 固溶体（片状 GP区）2其中（片状 GP区）发展时强度最高；（2）为了达到最高强度，时效温度应不超过330，否则会发生晶界反应，即发生不连续脱溶，不利于性能。4、工业铍铜二元合金QBe1.5 QBe2等课后习题：1、铍青铜的热处理分、退火三类。2、简述铍青铜和硅青铜的热处理。教学章节： 5.5教学内容：白铜的热处理教学要

11、求： 1、了解白铜的牌号；2、掌握铜镍合金相图。重点难点 ：铜镍合金相图。教学过程（板书设计）：以 Ni 为主要合金元素的铜基合金称为白铜。白铜可分为两类：普通白铜 Cu-Ni 二元合金复杂白铜 Cu-Ni-X 多元合金，（X=Ni、Fe、Mn、Al 、Zn、Pb 等）1、牌号（1）普通白铜： B+xx（xx 表示 Ni 含量的百分比）例如： B19 表示含 Ni 约 19%、含 Cu约 81%的 Cu-Ni 二元合金（白铜）（ 2）复杂白铜： B+第三组元元素符号 +x（ Ni 的含量） -y( 第三组元含量 )-z （第四组元含量）例如：BZn15-20 表示含 Ni 约 15%、含 Zn

12、 约 20%、含 Cu约 65%的复杂白铜2、合金元素的作用与复杂白铜Ni ：与铜形成完全固溶体， Ni ，电阻，抗蚀性，热电势，普通白铜Fe：细化晶粒，Fe，抗蚀性（抗海水冲击腐蚀明显增强） ，铁白铜Mn：电阻率，电阻温度系数，锰白铜Al ：生成 Ni 3Al 、Ni 2Al ，热处理可强化，铝白铜Zn：耐蚀性，颜色银白，锌白铜（亦称中国银、德国银）Pb：易切削3、主要应用（ 1）结构用白铜：除 B0.6，锰白铜等常作补偿导线、标准电阻、热电偶等电器电工材料外，其余白铜均可作结构件；（ 2）锰白铜：精密电工仪表材料BMn3-12（锰铜）标准电阻（电桥、电位计）BMn40-1.5（康铜）电热体

13、、热电偶BMn43-0.5（考铜）变阻器、热电偶、补偿导线等等教学章节： 5.6教学内容：铜及铜合金热处理的特点教学要求： 1、了解光亮退火。重点难点 ：光亮退火。教学过程（板书设计）：一、类型铜及铜合金的热处理包括均匀化退火、回复与再结晶退火、 淬火时效等等，但在具体应用中不同合金，采用不同的类型。铝青铜、锆青铜、铬青铜、铍青铜都是热处理可强化合金，淬火时效在铍青铜中很普遍，但其他则不一定。二、存在的问题1、低温退火硬化现象2、光亮退火目的：防止氧化、吸气，提高表面质量在保护性气氛中或真空中退火，保证表面十分漂亮保护性气氛：水蒸气、分解氨、不完全燃烧的脱水氨、 氮气、干燥氢、不完全燃烧的煤气或其他可燃气体，但具体选择