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铜合金的分类、特点及应用

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杨轶全

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铜合金是以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金。铜能与锌、

锡、铅、锰、钴、镍、铝、铁、硅等金属形成合金，形成的合金主要分成三类：

黄铜是铜锌合金，青铜是铜锡合金，白铜是铜钴镍合金。

黄铜以锌作主要添加元素的铜合金,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。黄铜的机械性能和耐磨性

能都很好，可用于制造精密仪器、船舶的零件、枪炮的弹壳等。黄铜敲起来声音

好听，因此锣、钹、铃、号等乐器都是用黄铜制做的。铜与锌、锡的合金，抗海

水侵蚀，可用来制作船的零件、平衡器。

一、黄铜

1、黄铜的成分与组织：

黄铜是Cu-Zn合金，包括a：简单黄铜（普通黄铜）Zn5%

b：复杂黄铜（特殊黄铜）Cu-Zn+其它合金元素

工业黄铜（Zn5%），室温组织是α相、β相。

α相：Zn溶入Cu形成的有限固溶体（具有面心立方晶格），塑性好，

具有优良的成型加工性。

β相：以电子化合物CuZn为基的固溶体，电子浓度3/2（β相），具有

体心立方晶格，高温下的β相中的Zn、Cu原子分布没有规律，处于无序状

态，具有良好的塑性，可进行热加工变形。缓冷至456~468℃时，β相发生

有序化转变→β’，塑性显著降低，含有β’的黄铜不适于冷加工变形。加

热到有序温度以上β’→β，塑性恢复。

工业黄铜按组织分a：单项黄铜α，Cu=100~62.4%

b：两相黄铜α+β，Cu=56~62.4%

2、Zn含量对黄铜性能的影响：

Zn含量对黄铜的物理、机械与工艺性能有很大影响。

①随着Zn含量增加，黄铜的导电性、导热性降低。

②随着Zn含量增加，当组织为单α相时，黄铜的强度、塑性都增大；Zn含

量30~32%，塑性δ达到最大；继续增加Zn含量，由于β’出现，塑性下降，

而强度σ继续提高，至45～46%Zn；合金进入单相β’区，σ急剧降低。

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③随着Zn含量增加，黄铜“自裂”倾向增大。“自裂”：Zn20%的黄铜，经

冷变形后，在潮湿的大气或海水中，尤其有氨存在时，会发生自动破裂（应力腐

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蚀破裂）。

防止自裂的措施：a、低温去应力退火260～300℃，1～2小时

b、往黄铜中加入Sn、Si、Al、Ni等元素

c、表面镀Sn或Zn

④黄铜的铸造性能良好，Zn10%或Zn38%时，由于结晶温度间隙较小，流

动性好。

ZHAl67-2.5：表示含Al2.5%，Cu67%的铸造黄铜。

HSn70-1：表示含Sn1%、Cu70%的特殊黄铜（海洋黄铜，防脱锌）

二、青铜

青铜使人类历史上应用最早的一种合金，我国公元前2000多年的夏商时期