铜合金的热处理

1、教学章节：5.1教学内容：黄铜的热处理教学要求：1、了解黄铜的牌号；2、掌握铜锌合金相图。重点难点：铜锌合金相图。教学过程（板书设计）：以铜为基的铜与锌的合金称为黄铜。可分两类：普通黄铜和特殊黄铜。一、普通黄铜1、牌号H+xx （xx表示铜的百分含量）例如H68表示含Cu68%，含Zn约32%的黄铜。若为铸造黄铜，则ZH+xx （xx表示铜的百分含量）例如ZH68表示含Cu68%，含Zn约32%的铸造黄铜。2、合金相如Cu-Zn相图所示aCu基固溶体（FCC）,黄铜基体相BCuZn基固溶体，电子弄得2/3, bcc；YCu5Zn8基固溶体，电子浓度21/13，复杂bcc。黄铜中Zn含量小于50

2、%, Cu合金中相主要为a、B、Y。aCu基固溶体为黄铜基体相。工业黄铜退火多为a、a + B、B组织。3、工业黄铜的性质与应用一般处于H96-H59 （如相图所示）H96-H65：a 黄铜H63-H59：a+B 黄铜在RT情况下，a-Cu的塑性高于B-CuZn的塑性，强度低于B-CuZn的强度；在HT下，正好相反。因此，a+B黄铜热塑性好，而a黄铜冷塑性好。与紫铜相比，黄铜的强度、塑性均优，工艺性好，抗蚀性好，且价格 低。因此用途广、可作各种零件、日用品、管道、散热器、工艺品、 炮弹等。二、特殊黄铜加 Sn、Si、Al、Fe、Ni、As、Mn、Pb 等，形成特殊黄铜。Si、Fe、Ni、Mn一

3、改善力学性能Sn、Si、Al、Fe、Ni、As提高耐蚀性能Pb一改善切削性能。1、牌号（1）、H+第三组元元素符号+xx （xx表示铜含量的百分比）-y （第三组元含量）-z （第四组元含量）例如：HSn70-1表示含Cu70%、含Zn29%、含Sn约1%的特殊黄铜HFe59-1-1表示含Cu59%、含Zn39%、含Fe约1%的特殊黄铜（2）、若为铸造黄铜，则ZH+第三组元元素符号+xx （xx表示铜含量 的百分比）-y （第三组元含量）-z （第四组元含量）例如：ZHSn70-1表示含Cu70%、含Zn29%、含Sn约1%的铸造特殊黄铜。课后习题：1、黄铜的热处理有 和 两种。2、简述黄铜的

4、热处理教学章节：5.2教学内容：锡青铜的热处理教学要求：1、了解锡青铜的牌号；2、掌握铜锡合金相图。重点难点：铜锡合金相图。教学过程（板书设计）：早期青铜仅指锡青铜。现在青铜这个名词以成为除黄铜和白铜之外的铜合金的总称。一、锡青铜铜与锡的合金称为锡青铜。1、牌号QSn+x（x表示Sn含量）-y （第三组元含量）-z （第四组元含量）例如QSn4-3表示含Sn约4%，其它元素约3%的青铜。QH Sn4-3表示含Sn约4%，其它元素约3%的铸造青铜。2、合金相如下图Cu-Sn相图所示：3A403A40aCu基固溶体（FCC）青铜的基体相，存在退火栾晶;BCuSn基固溶体，电子浓度3/2，bcc；5

5、YCu Sn基固溶体，电子浓度7/4, fcc；36Cu3iSn8基固溶体，电子浓度21/13，复杂立方；CuZn基固溶体，电子浓度7/4，密排六方； 3注意：5-a + （反应慢）一般不出现所以：（1） 一般合金RT组织通常为a+ （a + S ）共晶组织；（2）Sn扩散慢，结晶范围宽，偏析严重；（3）铸锭中易于出现分散缩孔和反偏析（锡汗）现象。3、性能（1）、不出现5相时，Sn f，强度和塑性都I，出现5相时，Sn f，塑性I，而强度1。但是大量的5相也会引起强度I。（2）、具有良好的抗蚀性能，由于生成了 Cu2O或2CuCO3Cu （OH）薄膜，故可作船舶零件，这也是青铜器可以长久保持的

6、原因。（3）、铸造工艺性能不好（相对而言的），但因分散缩孔多，体积缩小，可铸造尺寸准确、花纹清晰的工艺品。（4）、热轧难，挤压易，通常需要均匀化退火。4、工业锡青铜二元合金少，通常加P、Pb、Zn等元素课后习题1、简述锡青铜的热处理教学章节：5.3教学内容：铝青铜的热处理教学要求：1、了解铝青铜的牌号；2、掌握铜铝合金相图。重点难点：铜铝合金相图。教学过程（板书设计）：当主要添加元素为铝时称为铝青铜。铝青铜具有良好的机械性能、耐蚀性能和抗磨性能，是各种青铜中应 用最广泛的一个。1、牌号与上述锡青铜相同QAl+x（x表示Al含量）-y （第三组元含量）-z （第四组元含量）例如Qal4-3表示含

7、Al约4%，其它元素约3%的青铜。2、合金相如下图Cu-Al合金相图所示：aCu基固溶体（FCC）,铝青铜的基体相，存在退火栾晶；BCu Al基固溶体，电子弄得3/2, bcc； 3Y 2Cu4Al9基固溶体，电子浓度21/13,复杂立方；慢冷，在565笆，8 。+ （自回火现象），导致合金脆化;2快冷，低铝者，B-B（马氏体）高铝者，8-8-8 或Y（均为马氏体）通常选择快冷，而且工业铝青铜A1V13%，属于低铝者，快冷组织为B马氏体，但实际铸造组织重也可能有a + Y2组织存在。3、性能（1）机械性能优于黄铜、锡青铜；（2）大气、海水、大多数有机酸中耐蚀性好；（3）耐磨、耐寒、冲击不产生火

8、花（有油易燃时有利）4、工业铝青铜二元合金QA15,、QA17 （属于单相a组织，枝晶和栾晶，耐蚀、耐磨、弹性材 料，如弹簧）多元合金（通常加Fe、Mn、Ni等）Qa19-4（Fe）: Fe加入，细化组织，HBf，耐磨性1，防止自回火，可热 处理强化，用于船舶电器零件；QA19-2（Mn）： Mn加入，耐蚀性1，防止自回火，用于海轮上的零件； QA111-6-6（Fe Ni）:综合性能最佳，主要用于重要的重型零件，应用与 机械，航空工业的高强耐磨齿轮，可用温度高达500笆.课后习题：1、简述铝青铜的热处理教学章节：5.4教学内容：铍青铜的热处理教学要求：1、了解镀青铜的牌号和成分；2、掌握铜镀

9、合金相图。重点难点：铜镀合金相图。教学过程（板书设计）：镀青铜是硬度、强度最高的、也是综合性能（尤其是弹性模量高、抗 疲劳强度高、耐磨耐蚀、导电导热性好，耐寒、无磁性、冲击不差产 生火花等）最好的铜合金，6h1250T500Mpa, HB350-400,主要用于 弹性零件和耐磨零件。最大问题是Be贵，而且有毒，限制了它的应 用。1、牌号与成分牌号与锡青铜相同。镀青铜中的Be通常处于1.5-2.5%，虽然少但作用大，溶解度从高温 Max2.7 室温0.2，变化大，而且脱溶有强烈的时效强化效果。2、合金相如Cu-Be相图所示：J*4血土二二TT押cdn/r !+ *1i a*1-/ft L T|

10、wnVaYxu_Cu r 2 i I 1 Tio帛序aCu基固溶体（FCC），镀青铜的基体相，存在退火栾晶;1Cu2Be， bcc；2Cu2Be，有序bcc （时效强化原因）;时效时，Yfa + Y2因此最终相组成：a + Y2组织组成：a+(a + Y2)3、时效特点脱溶序列过饱和的a-固溶体一Y(片状GP区)一Y一 Y2其中Y(片状GP区)一 Y发展时强度最高；为了达到最高强度，时效温度应不超过330笆，否则会发生晶界反应，即发生不连续脱溶，不利于性能。4、工业铍铜二元合金QBe1.5 QBe2 等课后习题：1、铍青铜的热处理分、退火三类。2、简述铍青铜和硅青铜的热处理。教学章节：5.5教

11、学内容：白铜的热处理教学要求：1、了解白铜的牌号；2、掌握铜镍合金相图。重点难点：铜镍合金相图。教学过程（板书设计）：以Ni为主要合金元素的铜基合金称为白铜。白铜可分为两类：普通白铜一Cu-Ni二元合金复杂白铜一Cu-Ni-X 多元合金，（X二Ni、Fe、Mn、Al、Zn、Pb 等）1、牌号（1）普通白铜：B+xx （xx表示Ni含量的百分比）例如：B19表示含Ni约19%、含Cu约81%的Cu-Ni二元合金（白铜）（2）复杂白铜：B+第三组元元素符号+x（Ni的含量）-y（第三组元含量）-z （第四组元含量）例如：BZn15-20表示含Ni约15%、含Zn约20%、含Cu约65%的复杂白铜2

12、、合金元素的作用与复杂白铜Ni:与铜形成完全固溶体，Nif,6f，电阻f,抗蚀性f,热电势1,普通白铜Fe：细化晶粒，Fef, 6f,抗蚀性6f （抗海水冲击腐蚀明显增强）， 铁白铜Mn:电阻率f,电阻温度系数I,锰白铜Al:生成Ni3Al、Ni2Al,6f，热处理可强化，铝白铜Zn：耐蚀性f,颜色银白，锌白铜（亦称中国银、德国银）?上易切削3、主要应用（1）结构用白铜：除B0.6,锰白铜等常作补偿导线、标准电阻、热电偶等电器电工材料外，其余白铜均可作结构件；（2）锰白铜：精密电工仪表材料BMn3-12 （锰铜）一标准电阻（电桥、电位计）BMn40-1.5 （康铜）一电热体、热电偶BMn43-

13、0.5（考铜）一变阻器、热电偶、补偿导线等等教学章节：5.6教学内容：铜及铜合金热处理的特点教学要求：1、了解光亮退火。重点难点：光亮退火。教学过程（板书设计）：一、类型铜及铜合金的热处理包括均匀化退火、回复与再结晶退火、淬火时效 等等，但在具体应用中不同合金，采用不同的类型。铝青铜、锆青铜、铬青铜、铍青铜都是热处理可强化合金，淬火时效 在铍青铜中很普遍，但其他则不一定。二、存在的问题1、低温退火硬化现象2、光亮退火目的：防止氧化、吸气，提高表面质量在保护性气氛中或真空中退火，保证表面十分漂亮保护性气氛：水蒸气、分解氨、不完全燃烧的脱水氨、氮气、干燥氢、 不完全燃烧的煤气或其他可燃气体，但具体选择，与合金