铜的分类及定义

1、什么是青铜？原指铜锡合金，后除黄铜、白铜以外的铜合金均称青铜，并常在青铜名字前冠以第一主要 添加元素的名。锡青铜的铸造性能、减摩性能好和机械性能好，适合於制造轴承、蜗轮、齿轮 等。铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承材料。铝青铜强度高，耐磨性和耐蚀性好，用 於铸造高载荷的齿轮、轴套、船用螺旋桨等。铍青铜和磷青铜的弹性极限高，导电性好，适於 制造精密弹簧和电接触元件，铍青铜还用来制造煤矿、油库等使用的无火花工具。什么是黄铜？以锌作主要添加元素的铜合金，具有美观的黄色，统称黄铜。铜锌二元合金称普通黄铜或 称简单黄铜。三元以上的黄铜称特殊黄铜或称复杂黄铜。含锌低於36%的黄铜合金由固溶体组 成，具

2、有良好的冷加工性能，如含锌30%的黄铜常用来制作弹壳，俗称弹壳黄铜或七三黄铜。 含锌在3642%之间的黄铜合金由和固溶体组成，其中最常用的是含锌40%的六四黄铜。为了 改善普通黄铜的性能，常添加其他元素，如铝、竦、锰、锡、硅、铅等。铝能提高黄铜的强度、 硬度和耐蚀性，但使塑性降低，适合作海轮冷凝管及其他耐蚀零件。锡能提高黄铜的强度和对 海水的耐腐性，故称海军黄铜，用作船舶热工设备和螺旋桨等。铅能改善黄铜的切削性能；这 种易切削黄铜常用作钟表零件。黄铜铸件常用来制作阀门和管道配件等。什么是白铜以竦为主要添加元素的铜合金。铜竦二元合金称普通白铜；加有锰、铁、锌、铝等元素的白铜 合金称复杂白铜。工业

3、用白铜分为结构白铜和电工白铜两大类。结构白铜的特点是机械性能和 耐蚀性好，色泽美观。这种白铜广泛用於制造精密机械、化工机械和船舶构件。电工白铜一般 有良好的热电性能。锰铜、康铜、考铜是含锰量不同的锰白铜，是制造精密电工仪器、变阻器、 精密电阻、应变片、热电偶等用的材料。青铜筒介除黄铜白铜外，其余的铜的合金统称青铜，青铜又可分为锡青铜和特殊青铜（即无锡青铜）两 类。代号：表示方法为“ Q+主加元素符号及质量分数+其它元素的质量分数”所组成。铸造产品 则在代号前加“ Z ”字，如：Qal7表示含铝为5%，其余为铜的铝青铜ZQsn10-1表示含 锡量为10%，其它合金元素含量为1%，余量为铜的的铸造

4、锡青铜1）锡青铜是由锡为主加元素的铜锡合金，也称为锡青铜当含锡量小于56%，锡溶于铜中形成a固溶体，塑性上升，当含锡量大于56%时，由于出 现了 Cu31sb8为基的固溶体，抗拉强度下降，所以秤的锡青铜含锡量大多在314%之间， 当含锡量小于5%，适用于冷变形加工，当含锡量为57%时的适用于热变形加工。当含锡量 大于10%时，适用于铸造。由于a与&电极电位相近，且成分中的锡氮化后生成致密的二氧化锡薄膜，耐大气、耐海水 等的耐蚀性上升，只是耐酸性较差。因为锡青铜结品温度范围较宽，流动性差，不易形成集中缩孔而易形成枝品偏析和分散缩孔， 铸造收缩率小，有利于得尺寸极接近于铸型的铸件，所以适于铸造形状

5、复杂壁厚较大的条件， 而不适宜铸造要求致密度高和密封性好的铸件。锡青铜有良好的减摩性，抗磁性及低温韧性。锡青铜按生产方法可分为压力加工锡青铜与铸造锡青铜两大类。A、压力加工锡青铜含锡量一般小于8%，宜冷热压力加工成板|、带、棒、管等型材供应，经加工硬化后，其抗 拉强度、硬度上升、而塑性下降。再退火后可保持较高抗拉强度下改善塑性、尤其是获得高的 弹性极限。适制仪表上要求耐蚀及耐磨件，弹性件，抗磁件及机器中滑动轴承，轴套等常用的有 Qsn4-3 Qsn6.50.1。B、铸造锡青铜以铸锭供应，由铸造车间铸成铸件使用，适宜铸造形状复杂但致密度要求不高的铸件，如滑动 轴承、齿轮等。常用的有ZQsn10-

6、1 ZQsn6-6-3。2）特殊青铜加入其它元素以取代锡，或为无锡青铜，多数特殊青铜都比锡青铜具有更高的机性，耐磨性与 耐蚀性，常用的有铝青铜（QAL7 QAL5）铅青铜（ZQPB30）等。以竦为主要添加元素的铜基合金呈银白色，称为白铜。竦含量通常为10% 15奴20%，含量越高， 颜色越白。铜竦二元合金称普通白铜，加锰、铁、锌和铝等元素的铜竦合金称为复杂白铜，纯 铜加竦能显著提高强度、耐蚀性、电阻和热电性。工业用白铜根据性能特点和用途不同分为结 构用白铜和电工用白铜两种，分别满足各种耐蚀和特殊的电、热性能。黄飙筒介黄铜是由铜和锌所组成的合金。如果只是由铜、锌组成的黄铜就叫作普通黄铜。如果是由

7、 二种以上的元素组成的多种合金就称为特殊黄铜。如由铅、锡、锰、竦、铅、铁、硅组成的铜 合金。黄铜有较强的耐磨性能。特殊黄铜又叫特种黄铜，它强度高、硬度大、耐化学腐蚀性强。 还有切削加工的机械性能也较突出。由黄铜所拉成的无缝铜管，质软、耐磨性能强。黄铜无缝 管可用于热交换器和冷凝器、低温管路、海底运输管。制造板料、条材、棒材、管材，铸造零 件等。含铜在62%68%，塑性强，制造耐压设备等。根据黄铜中所含合金元素种类的不同，黄铜分为普通黄铜和特殊黄铜两种。压力加工用的黄 铜称为变形黄铜。1.普通黄铜（1）普通黄铜的室温组织普通黄铜是铜锌二元合金，其含锌量变化范围较大，因此其室温组 织也有很大不同。

8、根据Cu-Zn二元状态图（图6），黄铜的室温组织有三种：含锌量在35%以下 的黄铜，室温下的显微组织由单相的a固溶体组成，称为a黄铜；含锌量在36%46%范围内 的黄铜，室温下的显微组织由（a +P ）两相组成，称为（a +P ）黄铜（两相黄铜）；含锌量超 过46%50%的黄铜，室温下的显微组织仅由P相组成，称为P黄铜。（2 ）压力加工性能a单相黄铜（从H96至H65）具有良好的塑性，能承受冷热加工，但a单 相黄铜在锻造等热加工时易出现中温脆性，其具体温度范围随含Zn量不同而有所变化，一般在 200700C之间。因此，热加工时温度应高于700C。单相a黄铜中温脆性区产生的原因主要 是在Cu-Z

9、n合金系a相区内存在着Cu3Zn和Cu9Zn两个有序化合物，在中低温加热时发生有序 转变，使合金变脆；另外，合金中存在微量的铅、铋有害杂质与铜形成低熔点共晶薄膜分布在 晶界上，热加工时产生晶间破裂。实践表明，加入微量的铈可以有效地消除中温脆性。两相黄铜（从H63至H59），合金组织中除了具有塑性良好的a相外，还出现了由电子化合 物CuZn为基的P固溶体。P相在高温下具有很高的塑性，而低温下的P 相（有序固溶体） 性质硬脆。故（a +P ）黄铜应在热态下进行锻造。含锌量大于46%50%的p黄铜因性能硬脆，不能进行压力加工。（3）机械性能黄铜中由于含锌量不同，机械性能也不一样，图7是黄铜的机械性能

10、随含锌量 不同而变化的曲线。对于a黄铜，随着含锌量的增多，。b和6均不断增高。对于（a +P） 黄铜，当含锌量增加到约为45%之前，室温强度不断提高。若再进一步增加含锌量，则由于合金 组织中出现了脆性更大的r相（以Cu5Zn8化合物为基的固溶体），强度急剧降低。（a +P）黄 铜的室温塑性则始终随含锌量的增加而降低。所以含锌量超过45%的铜锌合金无实用价值。2 .特殊黄铜为了提高黄铜的耐蚀性、强度、硬度和切削性等，在铜-锌合金中加入少量（一般为1%2%， 少数达3%4%，极个别的达5%6%）锡、铝、锰、铁、硅、竦、铅等元素，构成三元、四元、 甚至五元合金，即为复杂黄铜，亦称特殊黄铜。（1）锌当

11、量系数复杂黄铜的组织，可根据黄铜中加入元素的“锌当量系数”来推算。因为在 铜锌合金中加入少量其他合金元素，通常只是使Cu-Zn状态图中的a / （a +P ）相区向左或向 右移动。所以特殊黄铜的组织，通常相当于普通黄铜中增加或减少了锌含量的组织。例如，在 Cu-Zn合金中加入1%硅后的组织即相当于在Cu-Zn合金中增加10%锌的合金组纵所以硅的“锌 当量”为10。硅的“锌当量系数”最大，使Cu-Zn系中的a / （a +P ）相界显著移向铜侧，即 强烈缩小a相区。竦的“锌当量系数”为负值，即扩大a相区。（2）特殊黄铜的性能特殊黄铜中的a相及P相是多元复杂固溶体，其强化效果较大，而普 通黄铜中的

12、a及P相是简单的Cu-Zn固溶体，其强化效果较低。虽然锌当量相当，多元固溶 体与简单二元固溶体的性质是不一样的。所以，少量多元强化是提高合金性能的一种途径。（3）几种常用的特殊变形黄铜的组织和压力加工性能铅黄铜：铅实际不溶于黄铜内，呈游离质点状态分布在晶界上。铅黄铜按其组织有a和（a +p ）两种。a铅黄铜由于铅的有害作用较大，高温塑性很低，故只能进行冷变形或热挤压。（a +p ）铅黄铜在高温下具有较好的塑性，可进行锻造。锡黄铜：黄铜中加入锡，可明显提高合金的耐热性，特别是提高抗海水腐蚀的能力，故锡 黄铜有“海军黄铜”之称。锡能溶入铜基固溶体中，起固溶强化作用。但是随着含锡量的增加，合金中会出

13、现脆性的匚 相（CuZnSn化合物），不利于合金的塑性变形，故锡黄铜的含锡量一般在0.5%1.5%范围内。常用的锡黄铜有HSn70-1，HSn62-1，HSn60-1等。前者是a合金，具有较高的塑性，可进 行冷、热压力加工。后两种牌号的合金具有（a +P ）两相组织，并常出现少量的r相，室温塑 性不高，只能在热态下变形。镒黄铜：锰在固态黄铜中有较大的溶解度。黄铜中加入1%4%的锰，可显著提高合金的强 度和耐蚀性，而不降低其塑性。锰黄铜具有（a +P ）组织，常用的有HMn58-2，冷、热态下的压力加工性能相当好。铁黄铜：铁黄铜中，铁以富铁相的微粒析出，作为晶核而细化品粒，并能阻止再结晶晶粒 长

14、大，从而提高合金的机械性能和工艺性能。铁黄铜中的铁含量通常在1.5%以下，其组织为（a +P ），具有高的强度和韧性，高温下塑性很好，冷态下也可变形。常用的牌号为Hfe59-1-1。镣黄铜：竦与铜能形成连续固溶体，显著扩大a相区。黄铜中加入竦可显著提高黄铜在大 气和海水中的耐蚀性。竦还能提高黄铜的再结品温度，促使形成更细的品粒。HNi65-5竦黄铜具有单相的a组织，室温下具有很好的塑性，也可在热态下变形，但是对杂质 铅的含量必须严格控制，否制会严重恶化合金的热加工性能。我国最早用黄铜铸钱开始于明嘉靖年间。“黄铜”一词最早见于西汉东方朔所撰的（申异经中荒经：“西北有宫，黄铜为墙，题日地皇之宫。”

15、这种“黄铜”指的是何种铜合金， 待考。新唐书食货志又有青铜”、“黄铜”的称谓，分别指矿石颜色和冶炼产品，并非 现在的铜锡合金与铜锌合金。宋人洪咨夔撰大冶赋中又有“其为黄铜也，坑有殊名，山多 众朴”，指的是火法炼制的纯铜。黄铜一词专指铜锌合金，则始于明代，其记载见于明会 典：“嘉靖中则例，通宝钱六百万文，合用二火黄铜四万七千二百七十二斤。”通过对明 代铜钱成分的分析，发现明会典中所说的铸钱种真正意义上的黄铜的出现较其它几种铜合 金晚很多，这是因为黄铜中金属锌的获得比较困难。氧化锌在950C 1000C的高温下才能较 快地被还原成金属锌，而液态锌在906 C时已经沸腾，所以还原得到的金属锌以蒸气状

16、存在。在 冷却时反应逆转，蒸气锌为炉中的二氧化碳再氧化成氧化锌，因此要得到金属锌必须有特殊的 冷凝装置。这是金属锌的使用比铜、铅、锡、铁的使用晚得多的原因，也是黄铜铸币出现较晚 的原因之一。但是，在姜寨仰韶文化遗址中曾出土有含锌量超过20%的黄铜片和黄铜管，山东胶 县三里河龙山文化的地层中也曾出土两种黄铜锥。显而易见，这些黄铜器物的出现并不是说人 们在史前就掌握了黄铜的冶炼技术，而是人们在利用铜锌共生矿时无意中获得的。商周时期铜 器的含锌量都很低，一般在10-z数量级。西汉、新莽的钱中有板个别的铜锌甘金钱，其中有的 钱币中锌的含量达到7%，但是这并不能说明黄铜铸钱产生于西汉新莽之际。因为这些铜

17、锌合金 是极个别现象，其含锌量又普遍较真正意义上的黄铜含锌量15% 40%要小得多。所以我们认为 这些含锌的铜钱是汉代在“即山铸钱”中使用铜锌共生矿时产生的。据对有关矿山进行调查后 发现，山东的昌潍、烟台、临沂及湖北等地都有资源丰富的铜锌共生矿，这就使冶炼后的铜含 有一小部分锌。到了唐代，由于铸钱材料的规范化，使所铸行的钱币中锌的含量均为恒量。黄铜：指以铜为基体金属，锌为主要合金元素的类似金属的物质.黄铜种类很多，其中铜锌二元合金是最简单的一种黄铜，故称简单黄铜或普通黄铜.一般牌号有H62（62%的铜）H65（65%的铜）H70H90等等.除了普通黄铜外，还有铅黄铜（如HPb59-1）,铁黄铜，铝黄铜，锡黄铜等等.白铜：指以铜为基体金属，竦为主要合金元素的类似金属的物质.白铜种类也很多，有普通白铜（如B10 B30 B40等），还有锌白铜（BZn15