黄铜的组织及热处理

1、职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库铜合金铸件铸造技术课程铜及铜合金 黄铜的组织及热处理制作人：王 博陕 西 工 业 职 业 技 术 学 院黄铜的性能黄铜的分类黄铜的组织黄铜的热处理铜合金铸件铸造技术课程黄铜的分类黄铜是以锌为主要合金元素的铜合金，其外观色泽呈金黄色。具有良好的耐蚀性、变形加工性能和铸造性能，在工业中有很高的应用价值(图1）。按化学成分不同，黄铜可分为普通黄铜(简单黄铜)与特殊黄铜(复杂黄铜)两类。只含锌而不含其他合金元素的黄铜称为普通黄铜；除锌以外还含有其他合金元素的黄铜称为特殊黄铜。按照生产方法不同，黄铜可分为压力加工黄铜与铸造黄铜两类。图1 黄铜弯管接头铜合金铸件铸造

2、技术课程普通黄铜的组织如图1所示：WZn45%时，在室温平衡状态有及两个基本相。相是锌溶于铜的固溶体，塑性好，适宜冷、热压力加工。相是以化合物CuZn为基的固溶体，在室温下较硬脆，但加热到456以上时，有良好的塑性，故含有相的黄铜适宜热压力加工。普通黄铜按平衡状态组织有两种：WZn39%时，室温组织为单相（单相黄铜）当WZn=39%45%时，室温组织为 +（双相黄铜）。图2 Cu-Zn部分相图和含锌量对黄铜力学性能的影响铜合金铸件铸造技术课程普通黄铜的组织图3 单相黄铜的显微组织(100)图4 +双相黄铜的显微组织(100)铜合金铸件铸造技术课程普通黄铜的性能如图1所示：黄铜的强度和塑性与含锌

3、量有很大关系当锌增加时，由于固溶强化，黄铜的强度、硬度提高，塑性改善。当WZn32%后，实际生产出现相，塑性开始下降。当WZn45%后，组织中已全部为脆性的相，致使黄铜的强度、塑性都急剧下降，生产中无实用价值。普通黄铜的耐蚀性良好，超过铁、碳钢和许多合金钢，并与纯铜相近。铸造黄铜的铸造性能好，熔点比纯铜低，铸件组织致密。图2 Cu-Zn部分相图和含锌量对黄铜力学性能的影响铜合金铸件铸造技术课程黄铜的热处理铜无同素异晶转变，铜锌二元合金相图中铜的溶解度随温度降低而增大，故普通黄铜不能热处理强化，但可通过硬化，适当提高机械强度普通黄铜的热处理主要采用去应力退火和再结晶退火（1）去应力退火：将黄铜加

4、热至200300保温，然后缓冷。目的：去除铸件、焊接件及冷成型制品的内应力，防止制品变形与开裂及提高弹性。（2）再结晶退火：一般加热温度为500700，保温后缓冷。目的：消除压力加工黄铜制品的加工硬化现象，恢复其塑性。铜合金铸件铸造技术课程黄铜的热处理特殊黄铜的热处理：普通黄铜是不能通过热处理强化的，但在黄铜中加入适量的铅就形成特殊黄铜。如HPb59-1是可以固溶时效强化的。铅黄铜的固溶时效处理首先经过750-760加热，使相尽可能转变为相，然后水冷获得过饱和固溶体。由于相硬度高于相，所以，水冷后硬度可达HRB72。随后在一定温度下进行人工时效，使过饱和固溶体相中析出细小分散的质点，则工件硬度升高。铜合金铸件铸造技术课程黄铜的热处理例如，18毫米的试样经760固溶处理(保温后水冷)，然后350时效1小时，时效后的机械性能如图4。随时效温度的升高，硬度增加，在250300达最大值，而此时延伸率却降低到最低点(仅有710)。时效温度继续升高，硬度开始缓慢下降，但延伸率增加较快。时效温度为350时，硬度达HRB78，延伸率增加14。时效温度400时延伸率为20，但硬度为HRB70，故综合来看时效温度350最佳。