紫銅 因呈紫紅色而得名。它不一定是純銅,有時(shí)還加入少量脫氧元素或其他元素,以改善材質(zhì)和性能,因此也歸入銅合金。中國(guó)紫銅加工材按成分可分為:普通紫銅(T1、T2、T3、T4)、無(wú)氧銅(TU1、TU2和高純、真空無(wú)氧銅)、脫氧銅(TUP、TUMn)、添加少量合金元素的特種銅(砷銅、碲銅、銀銅)四類(lèi)。紫銅的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率僅次于銀,廣泛用于制作導(dǎo)電、導(dǎo)熱器材。紫銅在大氣、海水和某些非氧化性酸(鹽酸、稀硫酸)、堿、鹽溶液及多種有機(jī)酸(醋酸、檸檬酸)中,有良好的耐蝕性,用于化學(xué)工業(yè)。另外,紫銅有良好的焊接性,可經(jīng)冷、熱塑性加工制成各種半成品和成品。20世紀(jì)70年代,紫銅的產(chǎn)量超過(guò)了其他各類(lèi)銅合金的總產(chǎn)量。
紫銅中的微量雜質(zhì)對(duì)銅的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能有嚴(yán)重影響。雜質(zhì)元素對(duì)電導(dǎo)率的影響見(jiàn)圖2。其中鈦、磷、鐵、硅等顯著降低電導(dǎo)率,而鎘、鋅等則影響很小。氧、硫、硒、碲等在銅中的固溶度很小,可與銅生成脆性化合物,對(duì)導(dǎo)電性影響不大,但能降低加工塑性。普通紫銅在含氫或一氧化碳的還原性氣氛中加熱時(shí),氫或一氧化碳易與晶界的氧化亞銅(Cu2O)作用,產(chǎn)生高壓水蒸氣或二氧化碳?xì)怏w,可使銅破裂。這種現(xiàn)象常稱(chēng)為銅的“氫病”。氧對(duì)銅的焊接性有害。鉍或鉛與銅生成低熔點(diǎn)共晶,使銅產(chǎn)生熱脆;而脆性的鉍呈薄膜狀分布在晶界時(shí),又使銅產(chǎn)生冷脆。磷能顯著降低銅的導(dǎo)電性,但可提高銅液的流動(dòng)性,改善焊接性。適量的鉛、碲、硫等能改善可切削性。紫銅退火板材的室溫抗拉強(qiáng)度為22~25公斤力/毫米2,伸長(zhǎng)率為45~50%,布氏硬度(HB)為35~45。
黃銅 以鋅為主要合金元素的銅基合金,因常呈黃色而得名。黃銅色澤美觀,有良好的工藝和力學(xué)性能,導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性較高,在大氣、淡水和海水中耐腐蝕,易切削和拋光,焊接性好且價(jià)格便宜。常用于制作導(dǎo)電、導(dǎo)熱元件,耐蝕結(jié)構(gòu)件,彈性元件,日用五金及裝飾材料等,用途廣泛。典型白銅的成分和性能見(jiàn)表1。
簡(jiǎn)單黃銅 二元銅鋅合金稱(chēng)為簡(jiǎn)單黃銅。隨著含鋅量的增加,其色澤由金紅向黃、金黃、白色逐漸變化。鋅和銅能形成α、β、γ、δ、ε、η等六個(gè)相。工業(yè)上常用的有α黃銅、(α+β)黃銅和β黃銅三類(lèi),含鋅量一般不超過(guò)50%。其中H62、H68黃銅具有高的塑性和強(qiáng)度,成型性好,應(yīng)用廣泛,可制作各種復(fù)雜的冷沖件和深沖件,波導(dǎo)管和冷凝器用管件,機(jī)械和電器用零件。H70黃銅也稱(chēng)“炮銅”,主要用于制作彈殼及管材。有殘余內(nèi)應(yīng)力的黃銅制品,長(zhǎng)期存放于含氨氣或二氧化硫等介質(zhì)中,會(huì)產(chǎn)生沿晶或穿晶破裂。此現(xiàn)象稱(chēng)為應(yīng)力腐蝕破裂或季節(jié)裂紋(季裂),可用低溫退火消除。含鋅量高于20%的高鋅黃銅,易發(fā)生脫鋅腐蝕,可加入適量的砷、硅、磷、銻等加以抑制。
復(fù)雜黃銅 為改善簡(jiǎn)單黃銅的性能而加入1~5%的錫、鉛、鋁、硅、鐵、錳、鎳等元素的合金稱(chēng)為“復(fù)雜黃銅”,并在黃銅的名稱(chēng)上冠以所加元素,稱(chēng)為錫黃銅、鉛黃銅、鋁黃銅、錳黃銅、鋁錳黃銅等。錫能抑制脫鋅腐蝕,提高黃銅的耐蝕性。錫黃銅在海水和淡水中均耐蝕,故有“海軍黃銅”之稱(chēng)。鉛在黃銅中的固溶度極小,呈游離質(zhì)點(diǎn)分布于基體,能使切屑碎裂并起潤(rùn)滑作用,從而改善材料的可切削性和耐磨性。鋁起固溶強(qiáng)化作用,使表面形成有保護(hù)作用的氧化鋁膜。某些鋁黃銅經(jīng)適當(dāng)處理后,還可具有形狀記憶效應(yīng)及消震能力。硅黃銅有較高的耐蝕性、力學(xué)和鑄造性能,抗應(yīng)力腐蝕能力強(qiáng)。鎳黃銅具有較高的強(qiáng)度、韌性、耐蝕性,能承受冷、熱塑性加工。
黃銅及紫銅關(guān)于導(dǎo)電的導(dǎo)線
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