1、铜合金:紫铜,黄铜,白铜,青铜以铜为基加入一定量的其他元素组成的合金。铜合金是历史上应用最早和最主要的合金之一。传统上铜合金分为紫铜、黄铜、白铜、青铜四大类。按成型方法又可分为变形铜合金和铸造铜合金。四种主要铜合金系的相图、成分和力学性能（退火态）的关系见 图 1。 紫铜 因呈紫红色而得名。它不一定是纯铜，有时还加入少量脱氧元素或其他元素,以改善材质和性能,因此也归入铜合金。中国紫铜加工材按成分可分为：普通紫铜(T1、T2、T3、T4) 、无氧铜（TU1、TU2和高纯、真空无氧铜）、脱氧铜（TUP、TUMn）、添加少量合金元素的特种铜（砷铜、碲铜、银铜）四类。紫铜的电导率和热导率仅次于银，广泛
2、用于制作导电、导热器材。紫铜在大气、海水和某些非氧化性酸（盐酸、稀硫酸）、碱、盐溶液及多种有机酸（醋酸、柠檬酸）中，有良好的耐蚀性，用于化学工业。另外，紫铜有良好的焊接性，可经冷、热塑性加工制成各种半成品和成品。20 世纪 70 年代，紫铜的产量超过了其他各类铜合金的总产量。 紫铜中的微量杂质对铜的导电、导热性能有严重影响。杂质元素对电导率的影响见 图 2。其中钛、磷、铁、硅等显著降低电导率,而镉、锌等则影响很小。氧、硫、硒、碲等在铜中的固溶度很小, 可与铜生成脆性化合物,对导电性影响不大，但能降低加工塑性。普通紫铜在含氢或一氧化碳的还原性气氛中加热时，氢或一氧化碳易与晶界的氧化亚铜(Cu2O
3、)作用，产生高压水蒸气或二氧化碳气体，可使铜破裂。这种现象常称为铜的“氢病” 。氧对铜的焊接性有害。铋或铅与铜生成低熔点共晶，使铜产生热脆；而脆性的铋呈薄膜状分布在晶界时，又使铜产生冷脆。磷能显著降低铜的导电性,但可提高铜液的流动性, 改善焊接性。适量的铅、碲、硫等能改善可切削性。紫铜退火板材的室温抗拉强度为 2225 公斤力/毫米 2,伸长率为4550 ，布氏硬度（HB）为 3545 。 黄铜 以锌为主要合金元素的铜基合金，因常呈黄色而得名。黄铜色泽美观,有良好的工艺和力学性能,导电性和导热性较高,在大气、淡水和海水中耐腐蚀,易切削和抛光，焊接性好且价格便宜。常用于制作导电、导热元件，耐蚀结
4、构件，弹性元件，日用五金及装饰材料等，用途广泛。典型白铜的成分和性能见表 1。 简单黄铜 二元铜锌合金称为简单黄铜。随着含锌量的增加，其色泽由金红向黄、金黄、白色逐渐变化。锌和铜能形成 、 、 等六个相。工业上常用的有 黄铜、()黄铜和 黄铜三类，含锌量一般不超过 50。其中 H62、H68 黄铜具有高的塑性和强度，成型性好，应用广泛，可制作各种复杂的冷冲件和深冲件，波导管和冷凝器用管件,机械和电器用零件。H70 黄铜也称“炮铜”，主要用于制作弹壳及管材。有残余内应力的黄铜制品,长期存放于含氨气或二氧化硫等介质中, 会产生沿晶或穿晶破裂。此现象称为应力腐蚀破裂或季节裂纹（季裂），可用低温退火消
5、除。含锌量高于 20的高锌黄铜，易发生脱锌腐蚀，可加入适量的砷、硅、磷、锑等加以抑制。 复杂黄铜 为改善简单黄铜的性能而加入 15的锡、铅、铝、硅、铁、锰、镍等元素的合金称为“复杂黄铜”，并在黄铜的名称上冠以所加元素，称为锡黄铜、铅黄铜、铝黄铜、锰黄铜、铝锰黄铜等。锡能抑制脱锌腐蚀，提高黄铜的耐蚀性。锡黄铜在海水和淡水中均耐蚀，故有“海军黄铜” 之称。铅在黄铜中的固溶度极小，呈游离质点分布于基体,能使切屑碎裂并起润滑作用, 从而改善材料的可切削性和耐磨性。铝起固溶强化作用，使表面形成有保护作用的氧化铝膜。某些铝黄铜经适当处理后，还可具有形状记忆效应及消震能力。硅黄铜有较高的耐蚀性、力学和铸造性
6、能，抗应力腐蚀能力强。镍黄铜具有较高的强度、韧性、耐蚀性，能承受冷、热塑性加工。 白铜 以镍为主要合金元素的铜基合金，因多数呈银白色而得名。铜和镍能无限互溶形成连续固溶体。铜中加镍能显著提高耐蚀性、强度、硬度、电阻、热电势，并降低电阻率温度系数。在铜合金中，白铜因耐蚀性优异,且易于塑性加工和焊接,广泛用于造船、石油、化工、电力、精密仪表、医疗器械等部门作耐蚀结构件。某些白铜还有特殊的电学性能，可制作电阻元件、热电偶材料和补偿导线。 白铜可分为简单白铜和复杂白铜两类。按用途又可分为结构白铜和精密电阻合金用白铜。在结构白铜中，最常用的是 B30、B10 和锌白铜,另外,还有铝白铜、铁白铜和铌白铜等
7、。典型白铜的成分和性能见表 2。B30 在白铜中耐蚀性最强，但价格较贵。铝白铜的性能同 B30 接近，价格低廉,可作 B30 的代用品。锌白铜于 15 世纪时就已在中国生产使用，被称为“ 中国银”，所谓镍银或德银也属此类锌白铜。这种合金具有高的强度和耐蚀性,弹性也较好,外表美观，价格低廉。在精密电阻用白铜中，重要的有 BMn 3-12 锰铜、BMn 40-1.5 康铜、BMn 43-0.5 考铜以及以锰代镍的新康铜(又称无镍锰白铜，含锰10.812.5、铝 2.54.5 、铁 1.01.6) 。这类合金具有高的电阻率和低的电阻率温度系数，适于制作标准电阻和精密电阻元件。康铜和考铜的热电势高，还
8、可用作热电偶和补偿导线。 青铜 除黄铜和白铜外，其余的铜合金都称为青铜。青铜前面常冠以主要合金元素的名称，如锡青铜、铝青铜、铍青铜、钛青铜等。用量最大的是锡青铜和铝青铜。强度最高的是铍青铜。与黄铜相比，青铜具有更高的力学性能（ 表 3）和耐蚀性，但价格较贵。与白铜相比，青铜的力学性能较高，但在某些条件下，耐蚀性不如白铜。在铜合金中青铜的综合性能较好，常用于制造耐蚀性能好和强度高的零件、耐蚀弹性元件、导电和抗蠕变性能好的零件等。 锡青铜 含锡量一般在 314之间,主要用于制作弹性元件和耐磨零件。变形锡青铜的含锡量不超过 8，有时还添加磷、铅、锌等元素。磷是良好的脱氧剂，还能改善流动性和耐磨性。锡
9、青铜中加铅可改善可切削性和耐磨性，加锌可改善铸造性能。 铝青铜 含铝量一般不超过 11.5，有时还加入适量的铁、镍、锰等元素，以进一步改善性能。铝青铜可热处理强化，其强度比锡青铜高，抗高温氧化性也较好。 铍青铜 含铍量不超过 2.5,可沉淀硬化。其主要特性是：强度和硬度高，弹性好，耐疲劳，导电、导热性好，无铁磁性，冲击时不生火花，是重要的弹性和工具材料。但铍有毒，且铍青铜价格贵，可切削性差。 钛青铜 性能接近于铍青铜，价格便宜，无毒，可作为铍青铜的代用品。 其他青铜 硅青铜耐蚀性好（特别耐酸），低温性能好，可制作输酸管道、低温容器、耐酸耐磨零件等。锆青铜、铬青铜和镉青铜等适于制作在高温工作的导电零件。
