金属材料铜合金.pdf

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1、1材料学院陈铮学科讲座金属材料材料学院陈铮学科讲座金属材料第六章铜合金第六章铜合金2材料学院陈铮学科讲座金属材料材料学院陈铮学科讲座金属材料第一节发展与特性第一节发展与特性越王勾践铜剑越王勾践铜剑3西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料铜的发展史铜的发展史铜的发展史铜的发展史铜是人类最早发现和使用的金属之一。铜是人类最早发现和使用的金属之一。铜是人类最早发现和使用的金属之一。铜是人类最早发现和使用的金属之一。约在公元前约在公元前约在公元前约在公元前7 7 7 7世纪或更早，人类就利用自然铜锤打制小钉等简单物品。世纪或更早，人类就利用自然铜锤打制小钉等简

2、单物品。世纪或更早，人类就利用自然铜锤打制小钉等简单物品。世纪或更早，人类就利用自然铜锤打制小钉等简单物品。今伊朗境内在公元前今伊朗境内在公元前今伊朗境内在公元前今伊朗境内在公元前4 4 4 4世纪，已掌握了炼铜技术。美索不达世纪，已掌握了炼铜技术。美索不达世纪，已掌握了炼铜技术。美索不达世纪，已掌握了炼铜技术。美索不达米亚、埃及和印度等地区，约于公元前米亚、埃及和印度等地区，约于公元前米亚、埃及和印度等地区，约于公元前米亚、埃及和印度等地区，约于公元前3 3 3 3世纪中期，先后出世纪中期，先后出世纪中期，先后出世纪中期，先后出现了较高技术水平的炼铜业。现了较高技术水平的炼铜业。现了较高技术

3、水平的炼铜业。现了较高技术水平的炼铜业。中国在新石器时代晚期开始使用铜。夏代中国在新石器时代晚期开始使用铜。夏代中国在新石器时代晚期开始使用铜。夏代中国在新石器时代晚期开始使用铜。夏代(公元前公元前公元前公元前21212121世世世世纪一前纪一前纪一前纪一前16161616世纪世纪世纪世纪)进入青铜时代。进入青铜时代。进入青铜时代。进入青铜时代。19191919世纪典型的火法炼铜工艺形成，世纪典型的火法炼铜工艺形成，世纪典型的火法炼铜工艺形成，世纪典型的火法炼铜工艺形成，20202020世纪末世界的铜世纪末世界的铜世纪末世界的铜世纪末世界的铜产量约为产量约为产量约为产量约为1450145014

4、501450万吨。万吨。万吨。万吨。4西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料4,500 BC1,000 BC 青铜时代4,500 BC1,000 BC 青铜时代（Bronze Age）（Bronze Age）?从矿石中提炼铜冶金业的黎明从矿石中提炼铜冶金业的黎明埃及古墓壁画是人类冶金业的最早纪录之一埃及古墓壁画是人类冶金业的最早纪录之一5西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料铜及铜合金的特性铜及铜合金的特性（1）（1）优异的物理化学性能优异的物理化学性能：导电性、导热性好；抗蚀能力高；紫铜抗磁性；導電度58。電

5、阻係數0.01724。熱與电的良導體，質地軟而堅韌，強度小，熔點高。导电性、导热性好；抗蚀能力高；紫铜抗磁性；導電度58。電阻係數0.01724。熱與电的良導體，質地軟而堅韌，強度小，熔點高。（2）（2）良好的加工性能良好的加工性能：塑性好，延展性僅次於金和銀，可製成管、薄板及細線。铸造性能好；：塑性好，延展性僅次於金和銀，可製成管、薄板及細線。铸造性能好；（3）（3）特殊机械性能特殊机械性能：减摩性耐磨性好，高弹性极限和疲劳极限；：减摩性耐磨性好，高弹性极限和疲劳极限；（4）（4）色泽美观色泽美观。6西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料銅的性質銅的

6、性質7西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料铜的化学性质铜的化学性质?铜属于活性小的金属，铜属于活性小的金属，常温干燥的空气中稳定，加热时生成黑色氧化铜(CuO)。在含C0常温干燥的空气中稳定，加热时生成黑色氧化铜(CuO)。在含C02 2潮湿空气中，表面生成有毒的铜绿Cu(OH)潮湿空气中，表面生成有毒的铜绿Cu(OH)2 2CuC0CuC03 3。?高温下不与氢、氨或碳作用，常温下与卤素作用，与含H高温下不与氢、氨或碳作用，常温下与卤素作用，与含H2 2S的空气接触时，表面能生成硫化铜的黑色薄膜。S的空气接触时，表面能生成硫化铜的黑色薄膜。?在电位

7、顺序中，位于氢后，盐酸和稀硫酸与铜不起作用，有氧存在时，可缓慢溶解，生成相应的盐在电位顺序中，位于氢后，盐酸和稀硫酸与铜不起作用，有氧存在时，可缓慢溶解，生成相应的盐8材料学院陈铮学科讲座金属材料材料学院陈铮学科讲座金属材料第二节资源与冶炼第二节资源与冶炼9西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料铜的矿物资源铜的矿物资源?铜在地壳的丰度为5.8gt，陆地储量为1627Mt，探明储量494Mt，潜在储量1133Mt。智利和美国铜储量分别占世界储量的235和153。铜在地壳的丰度为5.8gt，陆地储量为1627Mt，探明储量494Mt，潜在储量1133Mt。

8、智利和美国铜储量分别占世界储量的235和153。?已知的含铜矿物240种，工业开采的铜矿仅有十多种。已知的含铜矿物240种，工业开采的铜矿仅有十多种。10西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料铜的矿物资源铜的矿物资源?铜矿分自然铜、硫化铜矿和氧化铜矿三类。世界上90的铜来自硫化铜矿，最常见是黄铜矿(CuFeS铜矿分自然铜、硫化铜矿和氧化铜矿三类。世界上90的铜来自硫化铜矿，最常见是黄铜矿(CuFeS2 2)，其次是斑铜矿(Cu)，其次是斑铜矿(Cu5 5FeSFeS2 2)、辉铜矿(Cu)、辉铜矿(Cu2 2S)和铜蓝(CuS)。S)和铜蓝(CuS)。

9、?氧化铜矿也常出现，以孔雀石铜绿CuC0氧化铜矿也常出现，以孔雀石铜绿CuC03 3Cu(OH)Cu(OH)2 2分布最广，其次是蓝铜矿石青2CUC0分布最广，其次是蓝铜矿石青2CUC03 3Cu(OH)Cu(OH)2 2。11西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料我国铜矿产量我国铜矿产量?我国铜资源较少，主要分布在江西、山西、甘肃、新疆、云南和长江中下游地区。铜矿山共计747个，大中型矿山7座，大多为坑内开采，适合露天开采的铜矿较少。我国铜资源较少，主要分布在江西、山西、甘肃、新疆、云南和长江中下游地区。铜矿山共计747个，大中型矿山7座，大多为坑内

10、开采，适合露天开采的铜矿较少。?经过几十年的强化开采，资源大幅度减少,铜矿产量很难突破55万吨，铜精矿产量随时间下降。经过几十年的强化开采，资源大幅度减少,铜矿产量很难突破55万吨，铜精矿产量随时间下降。?我国铜资源较少，主要分布在江西、山西、甘肃、新疆、云南和长江中下游地区。铜矿山共计747个，大中型矿山7座，大多为坑内开采，适合露天开采的铜矿较少。我国铜资源较少，主要分布在江西、山西、甘肃、新疆、云南和长江中下游地区。铜矿山共计747个，大中型矿山7座，大多为坑内开采，适合露天开采的铜矿较少。?经过几十年的强化开采，资源大幅度减少,铜矿产量很难突破55万吨，铜精矿产量随时间下降。经过几十年

11、的强化开采，资源大幅度减少,铜矿产量很难突破55万吨，铜精矿产量随时间下降。蓝铜矿蓝铜矿?我国铜矿自给率不足40%，贫矿多、品位低,已探明铜矿资源中含铜品位在0.7%以下的占56%。我国铜矿自给率不足40%，贫矿多、品位低,已探明铜矿资源中含铜品位在0.7%以下的占56%。?我国铜矿自给率不足40%，贫矿多、品位低,已探明铜矿资源中含铜品位在0.7%以下的占56%。我国铜矿自给率不足40%，贫矿多、品位低,已探明铜矿资源中含铜品位在0.7%以下的占56%。12西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料我国有色金属行业发展我国有色金属行业发展142.7137

12、.00117.40121.10117.90111.90107.9056.16388.72 411.2463.11495.3713.3638577.31183.14010020030040050060070080090019901995199619971998199920002001铜产量其他九种常用有色金属产量单位：万吨单位：万吨13西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料铜冶炼工艺铜冶炼工艺?火法炼铜和湿法炼铜。火法炼铜占全球精铜产量的70%。湿法炼铜在近些年获得广泛的应用，产量1980年不到5%，2005年达到30%。火法炼铜和湿法炼铜。火法炼铜占全

13、球精铜产量的70%。湿法炼铜在近些年获得广泛的应用，产量1980年不到5%，2005年达到30%。?火法炼铜包括造硫熔炼和铜硫吹炼两个过程。火法炼铜包括造硫熔炼和铜硫吹炼两个过程。?传统的造硫熔炼有鼓风炉、反射炉和电炉熔炼。传统的造硫熔炼有鼓风炉、反射炉和电炉熔炼。?新熔炼工艺是富氧强化熔炼，分为两类：闪速熔炼（年产30万t的工厂）和熔池熔炼（年产20万t以下的工厂）。新熔炼工艺是富氧强化熔炼，分为两类：闪速熔炼（年产30万t的工厂）和熔池熔炼（年产20万t以下的工厂）。?火法炼铜和湿法炼铜火法炼铜和湿法炼铜。火法炼铜占全球精铜产量的70%。湿法炼铜在近些年获得广泛的应用，产量1980年不到5

14、%，2005年达到30%。火法炼铜占全球精铜产量的70%。湿法炼铜在近些年获得广泛的应用，产量1980年不到5%，2005年达到30%。?火法炼铜包括造硫熔炼和铜硫吹炼两个过程。火法炼铜包括造硫熔炼和铜硫吹炼两个过程。?传统的造硫熔炼有鼓风炉、反射炉和电炉熔炼。传统的造硫熔炼有鼓风炉、反射炉和电炉熔炼。?新熔炼工艺是富氧强化熔炼，分为两类：新熔炼工艺是富氧强化熔炼，分为两类：闪速熔炼（年产30万t的工厂）和熔池熔炼（年产20万t以下的工厂）。闪速熔炼（年产30万t的工厂）和熔池熔炼（年产20万t以下的工厂）。14西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料铜

15、冶炼工艺铜冶炼工艺?铜硫吹炼目前仍以P-S转炉为主，间断操作，在发展连续吹炼。关于铜的火法精炼阳极炉，除一些小厂还用反射炉外，普遍采用回转式阳极炉。铜硫吹炼目前仍以P-S转炉为主，间断操作，在发展连续吹炼。关于铜的火法精炼阳极炉，除一些小厂还用反射炉外，普遍采用回转式阳极炉。?电解工艺没有大的变化。电解工艺没有大的变化。?湿法炼铜可以处理低品位废杂铜矿，工艺简单、生产成本也低，湿法炼铜堆浸向大型化和机械化发展，生物浸出技术也得到了广泛的应用。湿法炼铜可以处理低品位废杂铜矿，工艺简单、生产成本也低，湿法炼铜堆浸向大型化和机械化发展，生物浸出技术也得到了广泛的应用。?将来有可能将熔炼和吹炼合并为一

16、台炉子，生产白冰铜，然后用湿法处理以生产电铜。将来有可能将熔炼和吹炼合并为一台炉子，生产白冰铜，然后用湿法处理以生产电铜。?铜硫吹炼目前仍以P-S转炉为主，间断操作，在发展连续吹炼。关于铜的火法精炼阳极炉，除一些小厂还用反射炉外，普遍采用回转式阳极炉。铜硫吹炼目前仍以P-S转炉为主，间断操作，在发展连续吹炼。关于铜的火法精炼阳极炉，除一些小厂还用反射炉外，普遍采用回转式阳极炉。?电解工艺没有大的变化。电解工艺没有大的变化。?湿法炼铜可以处理低品位废杂铜矿，工艺简单、生产成本也低，湿法炼铜堆浸向大型化和机械化发展，生物浸出技术也得到了广泛的应用。湿法炼铜可以处理低品位废杂铜矿，工艺简单、生产成本

17、也低，湿法炼铜堆浸向大型化和机械化发展，生物浸出技术也得到了广泛的应用。?将来有可能将熔炼和吹炼合并为一台炉子，生产白冰铜，然后用湿法处理以生产电铜。将来有可能将熔炼和吹炼合并为一台炉子，生产白冰铜，然后用湿法处理以生产电铜。15西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料銅的煉製方法銅的煉製方法16材料学院陈铮学科讲座金属材料材料学院陈铮学科讲座金属材料第三节铜及铜合金的加工第三节铜及铜合金的加工17西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料铜加工行业特征铜加工行业特征?铜工业包括采矿、选矿、粗铜冶炼、精铜冶炼、铜加工

18、材和铜制品的生产。铜工业包括采矿、选矿、粗铜冶炼、精铜冶炼、铜加工材和铜制品的生产。?铜加工业和铜深加工业没有明确的界限。例如，精铜制成铜锭，再制成挤压管坯，可以称之为铜加工；但如果制成的铜管坯生产精度高、工艺复杂，附加价值高，又可以称之为铜深加工。铜加工业和铜深加工业没有明确的界限。例如，精铜制成铜锭，再制成挤压管坯，可以称之为铜加工；但如果制成的铜管坯生产精度高、工艺复杂，附加价值高，又可以称之为铜深加工。?资金密集和技术密集是两个典型特征。资金密集和技术密集是两个典型特征。?铜工业包括采矿、选矿、粗铜冶炼、精铜冶炼、铜加工材和铜制品的生产。铜工业包括采矿、选矿、粗铜冶炼、精铜冶炼、铜加工

19、材和铜制品的生产。?铜加工业和铜深加工业没有明确的界限。例如，精铜制成铜锭，再制成挤压管坯，可以称之为铜加工；但如果制成的铜管坯生产精度高、工艺复杂，附加价值高，又可以称之为铜深加工。铜加工业和铜深加工业没有明确的界限。例如，精铜制成铜锭，再制成挤压管坯，可以称之为铜加工；但如果制成的铜管坯生产精度高、工艺复杂，附加价值高，又可以称之为铜深加工。?资金密集和技术密集是两个典型特征。资金密集和技术密集是两个典型特征。18西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料铜加工技术铜加工技术?加工技术向高效率、低成本、低能耗、短流程、环保型发展。加工技术向高效率、低成

20、本、低能耗、短流程、环保型发展。?在技术上突出的趋势之一是尽量减少固态下的加工量，由熔铸或粉末直接得到制品或近似制品，减少挤压、拉拔或者轧制等工序。在技术上突出的趋势之一是尽量减少固态下的加工量，由熔铸或粉末直接得到制品或近似制品，减少挤压、拉拔或者轧制等工序。?提高生产过程的稳定性，制品的性能、质量及可靠性，提高成品率、降低成本，特别是工艺过程在线控制、计算机控制及工艺参数的智能控制。提高生产过程的稳定性，制品的性能、质量及可靠性，提高成品率、降低成本，特别是工艺过程在线控制、计算机控制及工艺参数的智能控制。?加工技术向高效率、低成本、低能耗、短流程、环保型发展。加工技术向高效率、低成本、低

21、能耗、短流程、环保型发展。?在技术上突出的趋势之一是尽量减少固态下的加工量，由熔铸或粉末直接得到制品或近似制品，减少挤压、拉拔或者轧制等工序。在技术上突出的趋势之一是尽量减少固态下的加工量，由熔铸或粉末直接得到制品或近似制品，减少挤压、拉拔或者轧制等工序。?提高生产过程的稳定性，制品的性能、质量及可靠性，提高成品率、降低成本，特别是工艺过程在线控制、计算机控制及工艺参数的智能控制。提高生产过程的稳定性，制品的性能、质量及可靠性，提高成品率、降低成本，特别是工艺过程在线控制、计算机控制及工艺参数的智能控制。19西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料铸锭成

22、型方式铸锭成型方式?普通铸锭法普通铸锭法使用的生铁模和水冷模铸锭法，分为水平模铸造、立模铸造以及倾斜模铸造等,适用于小型铜加工厂。使用的生铁模和水冷模铸锭法，分为水平模铸造、立模铸造以及倾斜模铸造等,适用于小型铜加工厂。?连续或半连续铸锭法连续或半连续铸锭法允许使用较低的铸造温度，减少液流冲击作用，减少夹杂、气孔和缩孔等，提高成材率和生产效率。因结晶器和二次冷却水的强烈冷却作用，可获得微细晶组织。允许使用较低的铸造温度，减少液流冲击作用，减少夹杂、气孔和缩孔等，提高成材率和生产效率。因结晶器和二次冷却水的强烈冷却作用，可获得微细晶组织。?连续铸轧法连续铸轧法将熔铸与轧制工序结合，液态金属一次成

23、坯或成材，减少设备投资和能源消耗，提高组织致密性，清除缩孔、疏松，减少偏析，省去切尾，提高成材率。将熔铸与轧制工序结合，液态金属一次成坯或成材，减少设备投资和能源消耗，提高组织致密性，清除缩孔、疏松，减少偏析，省去切尾，提高成材率。20西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料铜加工技术铜加工技术?日本、德国等采用多辊轧机轧制控制晶面取向，用精确张力退火炉完全退火生产高强、高导、高精度的铜合金框架材料；日本、德国等采用多辊轧机轧制控制晶面取向，用精确张力退火炉完全退火生产高强、高导、高精度的铜合金框架材料；?开发出高速锻，利用锻打宽展技术，生产高精度异型带

24、材，满足大功率塑封晶体管的需要。开发出高速锻，利用锻打宽展技术，生产高精度异型带材，满足大功率塑封晶体管的需要。?为降低生产成本和稳定产品质量，向大型化、专业化、规模化发展，国外新建的铜铝板带加工企业规模都在2050万t。为降低生产成本和稳定产品质量，向大型化、专业化、规模化发展，国外新建的铜铝板带加工企业规模都在2050万t。?日本、德国等采用多辊轧机轧制控制晶面取向，用精确张力退火炉完全退火生产高强、高导、高精度的铜合金框架材料；日本、德国等采用多辊轧机轧制控制晶面取向，用精确张力退火炉完全退火生产高强、高导、高精度的铜合金框架材料；?开发出高速锻，利用锻打宽展技术，生产高精度异型带材，满

25、足大功率塑封晶体管的需要。开发出高速锻，利用锻打宽展技术，生产高精度异型带材，满足大功率塑封晶体管的需要。?为降低生产成本和稳定产品质量，向大型化、专业化、规模化发展，国外新建的铜铝板带加工企业规模都在2050万t。为降低生产成本和稳定产品质量，向大型化、专业化、规模化发展，国外新建的铜铝板带加工企业规模都在2050万t。21西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料我国铜加工生产能力我国铜加工生产能力我国铜加工材产能0501001502002503001990年 1991年 1992年 1993年 1994年 1995年 1996年 1997年 1998

26、年 1999年 2000年单位：万吨单位：万吨22西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料铜及铜合金板材与箔材加工铜及铜合金板材与箔材加工?铜板材与铜箔材为轧制产品，厚度5.Omm以上的铜板称为厚板，0.34.Omm的铜板称为薄板，厚度01502mm以下的称为箔材。铜板材与铜箔材为轧制产品，厚度5.Omm以上的铜板称为厚板，0.34.Omm的铜板称为薄板，厚度01502mm以下的称为箔材。?热轧温度大于铜及铜合金的再结晶温度。热轧温度大于铜及铜合金的再结晶温度。?冷轧在再结晶温度以下，是生产铜薄板和铜薄带的主要方法,表面质量和尺寸精度比热轧件的高，除紫铜

27、外，铜合金冷轧时要中间退火。冷轧在再结晶温度以下，是生产铜薄板和铜薄带的主要方法,表面质量和尺寸精度比热轧件的高，除紫铜外，铜合金冷轧时要中间退火。23西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料铜及铜合金的挤压铜及铜合金的挤压铜及铜合金铜及铜合金挤压加工挤压加工是生产铜及铜合金棒材、管材和线材的重要方法，有正挤压法与反挤压法。是生产铜及铜合金棒材、管材和线材的重要方法，有正挤压法与反挤压法。不仅可生产断面形状比较简单的管、型、线材等，也可生产断面形状复杂的管材和型材、空心型材及变断面管材等。不仅可生产断面形状比较简单的管、型、线材等，也可生产断面形状复杂的

28、管材和型材、空心型材及变断面管材等。24西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料铜及铜合金的拉拔铜及铜合金的拉拔外加拉力作用下，迫使金属坯料通过模孔，获得相应形状与尺寸的塑性加工方法称为外加拉力作用下，迫使金属坯料通过模孔，获得相应形状与尺寸的塑性加工方法称为拉拔拉拔，按制品截面可分为实心材拉拔和空心材拉拔。，按制品截面可分为实心材拉拔和空心材拉拔。空心材拉拔又可分为空拉、长芯杆拉拔、固定芯头拉拔、游动芯头拉拔等。空心材拉拔又可分为空拉、长芯杆拉拔、固定芯头拉拔、游动芯头拉拔等。25材料学院陈铮学科讲座金属材料材料学院陈铮学科讲座金属材料第三节铜及铜合金

29、第三节铜及铜合金26西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料铜及铜合金铜及铜合金铜及铜合金铜及铜合金普通黄铜普通黄铜普通黄铜普通黄铜特殊黄铜特殊黄铜特殊黄铜特殊黄铜铜及铜合金的分类铜及铜合金的分类铜及铜合金的分类铜及铜合金的分类紫铜纯铜紫铜纯铜紫铜纯铜紫铜纯铜锡青铜锡青铜锡青铜锡青铜铝青铜铝青铜铝青铜铝青铜铍青铜铍青铜铍青铜铍青铜硅青铜硅青铜硅青铜硅青铜铅青铜铅青铜铅青铜铅青铜普通白铜普通白铜普通白铜普通白铜特殊白铜特殊白铜特殊白铜特殊白铜黄铜黄铜黄铜黄铜 CuCu-ZnZn白铜白铜白铜白铜 CuCu-NiNi青铜青铜青铜青铜 CuCu-其他其他其他其他

30、27西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料纯铜纯铜纯铜又称紫铜，密度为8.96g/cm纯铜又称紫铜，密度为8.96g/cm3 3，熔点为1083.4，有优良的导电性和导热性，导电性仅次于银。，熔点为1083.4，有优良的导电性和导热性，导电性仅次于银。紫铜丝紫铜丝大气、淡水中具有良好的耐蚀性，在海水中较差。具有面心立方结构，无同素异构转变，无磁性。大气、淡水中具有良好的耐蚀性，在海水中较差。具有面心立方结构，无同素异构转变，无磁性。28西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料纯铜纯铜冷变形后强度可达400500M

31、Pa，硬度提高到100200HBS，但伸长率下降到5%以下；退火处理可消除铜的加工硬化；纯铜还具有优良的焊接性能；工业纯铜代号为T1(冷变形后强度可达400500MPa，硬度提高到100200HBS，但伸长率下降到5%以下；退火处理可消除铜的加工硬化；纯铜还具有优良的焊接性能；工业纯铜代号为T1(w wCuCu99.95%)、T2(99.95%)、T2(w wCuCu99.9%)、T3(99.9%)、T3(w wCuCu99.7%)，主要用于配制铜合金，制作导电、导热材料及耐蚀器件等。99.7%)，主要用于配制铜合金，制作导电、导热材料及耐蚀器件等。29西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料

32、西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料黄铜黄铜銅和鋅的合金銅和鋅的合金，表面為黃色或金黃色，含鋅量在30至40%之間，顏色和性能隨含鋅量改變。，表面為黃色或金黃色，含鋅量在30至40%之間，顏色和性能隨含鋅量改變。30西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料黄铜黄铜黄铜黄铜 CuCuCuCu-ZnZnZnZn普通黄铜普通黄铜普通黄铜普通黄铜单相黄铜单相黄铜单相黄铜单相黄铜特殊黄铜特殊黄铜特殊黄铜特殊黄铜两相黄铜两相黄铜两相黄铜两相黄铜黄铜的分类黄铜的分类黄铜的分类黄铜的分类鐵黃銅鐵黃銅鐵黃銅鐵黃銅鉛黃銅鉛黃銅鉛黃銅鉛黃銅錫黃銅錫黃銅錫黃銅錫黃銅鋁黃銅鋁

33、黃銅鋁黃銅鋁黃銅錳黃銅錳黃銅錳黃銅錳黃銅鎳黃銅鎳黃銅鎳黃銅鎳黃銅矽鋅黃銅矽鋅黃銅矽鋅黃銅矽鋅黃銅31西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料普通黄铜的分类和用途普通黄铜的分类和用途普通黄铜：普通黄铜：Cu-Zn二元合金，代号HCu，如H68表示含Cu68%的铜锌合金。有良好耐蚀性，冷加工后在海水、湿气、氨的环境中易产生应力腐蚀开裂，应进行去应力退火。Cu-Zn二元合金，代号HCu，如H68表示含Cu68%的铜锌合金。有良好耐蚀性，冷加工后在海水、湿气、氨的环境中易产生应力腐蚀开裂，应进行去应力退火。单相黄铜：单相黄铜：w wZnZn39%，强度低、塑性好

34、，冷塑性加工成板材、线材、管材等，常用H68、H70、H80，用作弹壳和精密仪器；39%，强度低、塑性好，冷塑性加工成板材、线材、管材等，常用H68、H70、H80，用作弹壳和精密仪器；两相黄铜：两相黄铜：w wZnZn3945%，热塑性好，一般热轧成棒材、板材，常用H59、H62等，用作水管、油管、散热器、螺钉。3945%，热塑性好，一般热轧成棒材、板材，常用H59、H62等，用作水管、油管、散热器、螺钉。32西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料1.1.七三黃銅七三黃銅：含銅量為70%，製造彈殼，又名彈殼黃銅。：含銅量為70%，製造彈殼，又名彈殼黃

35、銅。2.2.二一黃銅二一黃銅：含銅量約65%，可抽拉或冷壓製造銅桿、銅線、銅片、銅管、木螺釘及彈簧等，黃色，又名黃黃銅。：含銅量約65%，可抽拉或冷壓製造銅桿、銅線、銅片、銅管、木螺釘及彈簧等，黃色，又名黃黃銅。3.3.六四黃銅六四黃銅：銅含量為60主要用製造冷暖氣管、銅片、線、桿等。含鋅40%黃銅又稱為孟慈合金，能耐 海水侵蝕，可作船舶外皮。：銅含量為60主要用製造冷暖氣管、銅片、線、桿等。含鋅40%黃銅又稱為孟慈合金，能耐 海水侵蝕，可作船舶外皮。典型普通黄铜典型普通黄铜33西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料普通黃銅普通黃銅34西北工业大学材料

36、学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料特殊黄铜特殊黄铜特殊黄铜：特殊黄铜：普通黄铜中加入Al、Si、Pb、Sn、Mn、Fe、Ni等，称为普通黄铜中加入Al、Si、Pb、Sn、Mn、Fe、Ni等，称为铝黄铜、硅黄铜、铅黄铜铝黄铜、硅黄铜、铅黄铜等。Al、Sn、Mn、Ni提高耐蚀性和耐磨性，Mn提高耐热性，Si改善铸造性能，Pb改善切削性能。等。Al、Sn、Mn、Ni提高耐蚀性和耐磨性，Mn提高耐热性，Si改善铸造性能，Pb改善切削性能。表示方法表示方法：H主加元素符号铜及各合金元素的平均质量分数（：H主加元素符号铜及各合金元素的平均质量分数（w w100），如HPb59

37、-1表示含100），如HPb59-1表示含w wCuCu59%、59%、w wPbPb1%铅黄铜。常用代号有HPb59-1、HSn90-1等，用于制造冷凝管、齿轮、螺旋桨、钟表零件等。1%铅黄铜。常用代号有HPb59-1、HSn90-1等，用于制造冷凝管、齿轮、螺旋桨、钟表零件等。35西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料錫黃銅(tin brass)錫黃銅(tin brass)錫可提高黃銅的耐蝕性，含量少時增加熔液流動性，強度增高，但超過1%延性降低，超過2%有害。錫可提高黃銅的耐蝕性，含量少時增加熔液流動性，強度增高，但超過1%延性降低，超過2%有害

38、。孟慈合金孟慈合金(六四黃銅)中Zn被11.5%Sn取代，稱為(六四黃銅)中Zn被11.5%Sn取代，稱為海軍黃銅海軍黃銅，適用為冷凝器板、船舶用品、推進器軸、活塞桿、活門桿等，機械性能佳，海水中有脫鋅現象。，適用為冷凝器板、船舶用品、推進器軸、活塞桿、活門桿等，機械性能佳，海水中有脫鋅現象。七三黃銅中1%Zn被Sn取代,如含Sn1%、Cu70%、若添加0.020.05%As，對防止脫鋅更佳；常用冷凝器管、蒸發器管、預熱器管、蒸餾器管等。七三黃銅中1%Zn被Sn取代,如含Sn1%、Cu70%、若添加0.020.05%As，對防止脫鋅更佳；常用冷凝器管、蒸發器管、預熱器管、蒸餾器管等。36西北工

39、业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料錳黃銅(高強度黃銅)錳黃銅(高強度黃銅)黃銅中加錳者稱為黃銅中加錳者稱為錳青銅錳青銅，成份除Cu、Zn、Mn，有Al、Sn、Ni等。常用5760%Cu、3641%Zn、0.82%Fe、0.51.5%Sn、0.5%(最大)Mn；強度與鋼匹敵，又叫，成份除Cu、Zn、Mn，有Al、Sn、Ni等。常用5760%Cu、3641%Zn、0.82%Fe、0.51.5%Sn、0.5%(最大)Mn；強度與鋼匹敵，又叫高強度黃銅高強度黃銅，抗拉強度50kgf/mm以上，延伸率20%以上，靭性極佳。，抗拉強度50kgf/mm以上，延伸率20

40、%以上，靭性極佳。易於熱加工，常用於嚙合盤、汽渦機翼、唧筒桿、軸、活門桿等，又因對海水及礦水的耐蝕性優良，不脫鋅，故廣用於船舶或礦場的耐蝕材，如水壓機之汽缸、船舶推進器、水雷發射管、海水唧筒等。易於熱加工，常用於嚙合盤、汽渦機翼、唧筒桿、軸、活門桿等，又因對海水及礦水的耐蝕性優良，不脫鋅，故廣用於船舶或礦場的耐蝕材，如水壓機之汽缸、船舶推進器、水雷發射管、海水唧筒等。37西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料铸造黄铜铸造黄铜牌号：牌号：Z铜元素符号主加元素符号及平均质量分数（Z铜元素符号主加元素符号及平均质量分数（w w100）其它元素符号及平均质量分

41、数（100）其它元素符号及平均质量分数（w w100），如ZCuZn38表示100），如ZCuZn38表示w wZnZn38%、余量为铜的铸造普通黄铜。38%、余量为铜的铸造普通黄铜。38西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料黄铜的牌号黄铜的牌号39西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料三、青铜三、青铜代号：代号：Q+主加元素符号及平均质量分数(Q+主加元素符号及平均质量分数(w w100)其它元素平均质量分数(100)其它元素平均质量分数(w w100)，如QSn4-3表示含100)，如QSn4-3表示含w

42、wSnSn4%、4%、w wZnZn3%的锡青铜。3%的锡青铜。青铜青铜 CuCu-其它其它其它其它：代号：Q+主加元素符号及平均质量分数(：代号：Q+主加元素符号及平均质量分数(w w100)其它元素平均质量分数(100)其它元素平均质量分数(w w100)，如QSn4-3表示含100)，如QSn4-3表示含w wSnSn4%、4%、w wZnZn3%的锡青铜。3%的锡青铜。40西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料青铜，古称金或吉金，铜与其它化学元素（锡、镍、铅、磷等）的合金。青铜，古称金或吉金，铜与其它化学元素（锡、镍、铅、磷等）的合金。史学上的

43、“青铜时代”从夏商周直至秦汉，时间跨度约为两千年左右。史学上的“青铜时代”从夏商周直至秦汉，时间跨度约为两千年左右。青铜发展史：第一种合金青铜发展史：第一种合金夏钺夏钺戈戈春秋戰國時期，齊國工匠成的春秋戰國時期，齊國工匠成的考工記考工記一書，提出金有六齊，是世界科技史上最早的冶銅經驗總結。一書，提出金有六齊，是世界科技史上最早的冶銅經驗總結。41西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料三星堆三星堆立人像铸于商代晚期，人像高172厘米，底座高90厘米，通高262厘米，世界上最大的青铜立人像，被尊称为“世界铜像之王”。立人像铸于商代晚期，人像高172厘米，底

44、座高90厘米，通高262厘米，世界上最大的青铜立人像，被尊称为“世界铜像之王”。突目面具铸于商代晚期，原件高64.5厘米，宽138厘米，眼球柱状外突长达13.5厘米，造型在世界上首见。突目面具铸于商代晚期，原件高64.5厘米，宽138厘米，眼球柱状外突长达13.5厘米，造型在世界上首见。42西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料司母戊鼎司母戊鼎司母戊鼎，商代大鼎，1939年出土，鼎高133厘米，重875公斤，已知的中國古代體量最大的青銅器司母戊鼎，商代大鼎，1939年出土，鼎高133厘米，重875公斤，已知的中國古代體量最大的青銅器銅禁，中國已知最早應

45、用銅禁，中國已知最早應用失蠟法失蠟法鑄造的作品，春秋時代的楚國王子午墓出土，年代為公元前6世紀。鑄造的作品，春秋時代的楚國王子午墓出土，年代為公元前6世紀。43西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料鋁青銅鋁青銅鋁青銅鋁青銅锡青铜锡青铜锡青铜锡青铜磷青銅磷青銅磷青銅磷青銅青铜的分类青铜的分类青铜的分类青铜的分类機械用青銅機械用青銅機械用青銅機械用青銅軸承用青銅軸承用青銅軸承用青銅軸承用青銅硬幣用青銅硬幣用青銅硬幣用青銅硬幣用青銅鐘用青銅鐘用青銅鐘用青銅鐘用青銅青銅器青銅器青銅器青銅器鏡銅鏡銅鏡銅鏡銅鈹鈹鈹鈹青銅青銅青銅青銅强度、强度、强度、强度、硬度、硬

46、度、硬度、硬度、耐磨耐磨耐磨耐磨性、耐性、耐性、耐性、耐热性、热性、热性、热性、耐蚀性耐蚀性耐蚀性耐蚀性高高高高强强强强度、度、度、度、靭性及靭性及靭性及靭性及耐蝕性耐蝕性耐蝕性耐蝕性高高高高固溶强化，固溶强化，固溶强化，固溶强化，高强度、弹高强度、弹高强度、弹高强度、弹性、耐磨、性、耐磨、性、耐磨、性、耐磨、耐蚀及耐低耐蚀及耐低耐蚀及耐低耐蚀及耐低温，受冲击温，受冲击温，受冲击温，受冲击无火花无火花无火花无火花青铜青铜青铜青铜 CuCuCuCu-其它其它其它其它44西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料锡青铜的特点锡青铜的特点w wSnSn5%塑性好

47、，适于冷变形；5%塑性好，适于冷变形；w wSnSn=5 7%热塑性好，适于热加工；=5 7%热塑性好，适于热加工；w wSnSn=1014%塑性较低，适于作铸造合金。锡青铜的铸造流动性差，易形成分散缩孔，铸件致密度低，体积收缩率小，适于铸造外形及尺寸要求精确的铸件。=1014%塑性较低，适于作铸造合金。锡青铜的铸造流动性差，易形成分散缩孔，铸件致密度低，体积收缩率小，适于铸造外形及尺寸要求精确的铸件。45西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料锡青铜的性能锡青铜的性能良好的耐蚀性、减磨性、抗磁性和低温韧性，大气、海水、蒸气、淡水及无机盐溶液中的耐蚀性比

48、纯铜和黄铜好，亚硫酸钠、酸和氨水中的耐蚀性较差。良好的耐蚀性、减磨性、抗磁性和低温韧性，大气、海水、蒸气、淡水及无机盐溶液中的耐蚀性比纯铜和黄铜好，亚硫酸钠、酸和氨水中的耐蚀性较差。力学性能的关系力学性能的关系46西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料锡青铜的用途锡青铜的用途常用锡青铜：QSn4-3、QSn6.5-0.4、ZCuSn10Pb1等，主要用于制造弹性元件、耐磨零件、抗磁及耐蚀零件，如弹簧、轴承、齿轮、蜗轮、垫圈等。常用锡青铜：QSn4-3、QSn6.5-0.4、ZCuSn10Pb1等，主要用于制造弹性元件、耐磨零件、抗磁及耐蚀零件，如弹簧、

49、轴承、齿轮、蜗轮、垫圈等。47西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料锡青铜的分类锡青铜的分类1.機械用青銅1.機械用青銅俗稱砲銅，昔日曾以含Sn10%左右的青銅鑄造砲身，用途製造齒輪、閥、螺旋槳及其他抗蝕耐磨機件等。俗稱砲銅，昔日曾以含Sn10%左右的青銅鑄造砲身，用途製造齒輪、閥、螺旋槳及其他抗蝕耐磨機件等。2.軸承用青銅2.軸承用青銅含Sn量1215%，鐵路車軸等低速度重負荷軸承含Sn量1215%，鐵路車軸等低速度重負荷軸承3.硬幣用青銅3.硬幣用青銅含Sn量410%，延展性良好,鑄造性優異。含Sn量410%，延展性良好,鑄造性優異。48西北工业大

50、学材料学院陈铮学科讲座金属材料西北工业大学材料学院陈铮学科讲座金属材料锡青铜的分类锡青铜的分类4.鐘用青銅4.鐘用青銅鑄鐘用組織內雜質越少則聲音越清脆悅耳，500度以上時使其急冷反較柔韌，含Sn量約2032%。鑄鐘用組織內雜質越少則聲音越清脆悅耳，500度以上時使其急冷反較柔韌，含Sn量約2032%。5.青銅器5.青銅器銅像極家飾用青銅，Cu8090%,Sn28%,Zn112%,Pb13%，含Zn提高熔液流動性,鑄件表面文路清晰銅像極家飾用青銅，Cu8090%,Sn28%,Zn112%,Pb13%，含Zn提高熔液流動性,鑄件表面文路清晰6.鏡銅6.鏡銅成分Cu2/3,Sn1/3,古代用以製鏡,