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铜及其合金的分类和性能

        铜及铜合金具有优良的导电性能、导热性能、抗腐蚀性能和良好的成形性能,在电气、化工、机械、动力、交通等工业部门得到广泛的应用。
        铜及铜合金类按其化学成分和颜色的不同可分为紫铜、黄铜、青铜和白铜。按其制造方法不同可把铜及其合金分为变形铜及其合金;铸造铜及其合金。
        (一)紫铜      紫铜系工业钝铜,紫铜外观呈紫红色。紫铜具有极好的导电性(仅次于银)、导热性和良好的塑性,具有良好的耐腐蚀性,还具有良好的低温性能,紫铜广泛用来制造电缆、散热器、冷凝器以及热交换器等,但由于紫铜的力学性能不高,故在机械、结构零件中使用的铜都是铜合金。
        紫铜具有面心立方晶格,无同素异构转变,因此,紫铜具有优良的加工成形性。紫铜的牌号用字母“T”加序号表示,无氧铜用"TU”加序号表示,用磷(P)脱氧的无氧铜"TUP”可用于制造重要的焊接结构。紫铜的牌号、化学成分及用途详见表5—16。

        (二)黄铜      黄铜是以锌为主要合金元素的铜合金,它的颜色随含锌量的增加由黄红色变成淡黄色。铜、锌合金称为普通黄铜,在铜锌合金的基础上加入其它合金元素(如硅、铝、铅、锡、锰等)的黄铜称为特殊黄铜。
        黄铜的导电性能比紫铜差,但强度、硬度和耐腐蚀性能均比紫铜高,又能承受热加工和冷加工,广泛用来制造各种结构零件,如散热器、冷凝器管道、船舶、汽车和拖拉机零件、齿轮、垫圈、弹簧、螺纹零件等。黄铜的牌号用字母“H”加铜含量百分数表示,特殊黄铜用“H”加主添元素化学符号再加铜含量和添加元素含量表示,余量为锌,铸造用黄铜在“H”前加字母“z”表示。黄铜根据性能和用途不同,可分为压力加工黄铜和铸造黄铜两类。黄铜的牌号、化学成分详见表5—17。

        (三)青铜      青铜最早是指铜锡合金,颜色呈青灰色。现在青铜是指铜锡合金、铜铝合金、铜硅合金、铜铍合金等的通称。通常分别称为锡青铜、铝青铜、硅青铜、铍青铜等。青铜具有很高的耐腐蚀性、良好的机械性能、铸造性能和耐磨性能,用于制造各种耐磨零件和与酸、碱、蒸汽等腐蚀介质接触的零件。
        青铜根据工艺性能、用途又分压力加工青铜和铸造青铜。青铜的牌号以字母“Q”为首,后面标注主要合金元素的化学元素符号和所加元素的平均含量(百分数)。生产上最常用的青铜是铸造锡青铜和铸造铝青铜。常用青铜牌号及化学成分详见表5—18。
        表5—18常用青铜的牌号和化学成分
类别     牌号     代号 主要成分(余量为铜)(%)
 
压力加工
  青铜
 
  6.5一0.4锡青铜
    9—2铝青铜
    3—1硅青铜
    2铍青铜
QSn 6.5一0.4
    QAl 9—2
    QSi 3—1
    QBe 2
    锡6~7.磷0.3~0.4
    铝8~10,锰1.5~2.5
硅2.75~3.5,锰1.0~1.5
铍1.9~2.2,镍0.2~0.5
 
 
铸造青铜
 
 
  10—1铸锡磷青铜
6-6-3铸锡锌铅青铜
 
  9—2铸铝锰青铜
  9—4铸铝铁青铜
  ZQSn 10-1
  ZQSn 6-6-3
 
  ZQAl 9—2
  ZQAl 9~4
  锡9~11,磷0.6~1.2
  锡5~7,锌5~7,铅2~4
 
  铝8~10.锰1.5~2.5
    铝8~10,铁2~4
        (四)白铜  白铜是铜和镍的合金,如有锰、锌、铁、铝等元素的铜镍合金称为锰白铜、锌白铜、铁白铜、铝白铜等。工业中应用的白铜一般含5%~30%的镍(Ni),在焊接结构中使用的多是含10%、20%、30%镍的合金。白铜根据用途分为耐腐蚀结构用自铜和电工白铜两类。结构用白铜力学性能和耐腐蚀性较好,用于制造精密机械、化工机械和船舶零件。电工白铜具有特殊的导电性能,用于制造精密电工测量仪器、变阻器和热电偶等。
        白铜的导热性接近于碳钢,因此比较容易焊接,并且不要求预热。但焊接时应严格控制铅、磷和硫的含量,以免产生热裂纹。
        白铜的牌号用字母“B”为首,后面标注镍(Ni)含量(百分数),特殊白铜用“B”加合金元素化学符号再加镍含量和合金元素含量来表示。如BMn40—1.5表示含40%镍、1.5%的锰的锰白铜。

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