铜和铜合金.pptx

一、铜及铜合金的主要特点 二、铜及铜合金分类 三、铜的合金化原理 四、艺术铜合金和形状记忆合金简介 ;一、铜及铜合金的主要特点;1. 优良的导电、导热性能 在所有金属中， Cu的导电性仅次于Ag, 为100%IACS，高纯铜甚至可到103%IACS. 铜的导热性是所有金属中最好的，为430W/m.K。 合金化会显著提高强度，但会降低导电、导热性能 高强、高导铜的发展，如弥散强化铜 导电、导热是铜及其合金的最重要应用领域。W-Cu;2.铜是抗磁性金属 铜的抗磁性磁化率极低：铜及其合金在抗外磁环境得到广泛应用，如仪表、罗盘、航空、航天、雷达。但含Fe、Mn、高Ni的铜合金除外。 3. 铜的摩擦系数很小。 铜基合金耐磨性能优良，尤其是含Sn的多元铜合金，广泛用于机械设备上的重要耐磨零件，如轴套、轴瓦、涡轮等。 4. 铜的耐蚀性很好 铜的电极电位很高，高于氢。在许多介质中都是稳定的，大部分铜基合金在大气和海水中具有很高的耐腐蚀性，在稀的非氧化氢氟酸、盐酸、磷酸及醋酸溶液中也有很高的化学稳定性。 ;5. 铜的塑性很高 铜是fcc结构，无同素异构转变，非常易于加工成形。经过强化后，特别是固溶强化效果好，可形成高强度、高韧性材料，制造高强度、高韧性、高导电、高导热、高耐蚀零件 6. 铜有杀菌作用。 铜在水等介质中，能释放铜离子，抑制细菌和某些微生物的生长，广泛应用于人类饮用水输水管道、洗衣机内筒、船舶的重要部件，如螺旋桨等。 7. 铜及铜合金有各种色彩 纯铜呈紫色，合金化后呈金黄色或银白色，色调古朴典雅，可用于钱币和各类工艺美术品。 ;二、铜及铜合金分类; 铜合金五种基本元素;Cu含量不少于99.3 wt. % Cu2O呈紫色，新鲜表面呈玫瑰红 牌号：GB5231-85 纯铜：T1-T3 (99.95,99.90, 99.70) 用于导电、导热 无氧铜：Tu1(99.97), Tu2(99.95) 用于电真空器件 磷脱氧铜：Tp1(99.90), Tp2(99.85) 残留脱氧剂，只能做结构材料 特种铜: 砷铜、银铜、碲铜和弥散铜等，用于导电结构件 性质：导电、导热性（仅次于银） 化学稳定性好（碱式化合物） 力学性能 （σb=170-500MPa，铸态延伸率17%、退火50%、硬态6%）;2. 黄铜;黄铜具有良好的力学性能、耐蚀性、导电性、导热性和加工工艺性，价格低，色泽美，是应用最广、最经济的结构用铜合金。 高锌黄铜在冷作硬化状态下有应力腐蚀倾向(季裂)，应注意消除应力退火。 脱锌腐蚀是高锌黄铜的另一个突出问题，可选用低锌黄铜或在黄铜中加入微量As、Sn、P、sb等元素抑制合金脱锌。 在含微量氧的氮气中退火，生成氧化物薄膜，也可抑制脱锌，获得较好的表面质量。;3. 青铜;4. 白铜;我国加工铜及铜合金牌号;分类;三、铜的合金化原理;(2) 变性固溶合金 （弥散强化合金） 添加元素可反应形成金属间化合物弥散颗粒，此弥散过程有晶粒细化和强化作用，故可产生更高的强度。 因为这种变性处理不需要大量的昂贵元素，所以收效是相当经济的。 95Cu-2.8A1-1.8Si-0.4Co合金是一种变性固溶高强度合金，其退火抗拉强度为570 MPa，冷轧状态的抗拉强度为660～900 MPa，钴便是这种能形成金属间化合物弥散强化的元素。 ;3)时效硬化合金 时效硬化可产生很高的强度，但是只局限于合金元素的溶解度随温度降低而急剧减小的少数几种铜合金，铍-铜就是这种时效硬化铜合金的典型代表。 含1.6％-2.0％Be和约0.25％Co(质量分数)的铍青铜，常常叫做“金色合金”。因为其中有大量的铍(摩尔分数约12％)存在，故放出耀眼的光环。其经冷加工时效后的屈服强度大于l 380 MPa，电导率的范围视冷加工量和热处理工艺的不同而在20％～30％IACS之间。 其他时效硬化合金包括：锆-铜、铬-铜、铜-铁-磷、铜-镍-硅等。 铜-镍-锡合金也属时效强化型合金，其靠调幅分解作用得到硬化。靠冷加工与热加工相结合，这些合金可以达到与硬化铍-铜相等的高强度。独有的加工各向同性。;(4) 其他合金 某些铝青铜，尤其是含铝量大于9％的铝青铜，可以在临界温度以上淬火以得到硬化，此硬化过程属马氏体型过程。 类似于铁-碳合金淬火时发生的马氏体型硬化，淬火后进行回火韧化或用间断式淬火代替标准式淬火还可进一步改善铝青铜性能。 加入镍或锌的铝青铜，利用可逆马氏体相变还可产生形状记忆效应。;(5)不溶性合金元素 为了提高机加工性能，把铅、碲和硒添加到铜和铜合金中。碲和硒以及铋，使合金的热轧和热成形困难，并严重影响冷加工性能。 高锌黄铜在高温下完全变成β相。β相可