有色金属及其合金课件

第4章有色金属及其合金黑色金属：铁、铬、锰及它们的合金。有色金属：除铁、铬、锰以外的83种金属。分为五大类：（1）轻金属——ρ＜4.5g/cm3的有色金属；密度小，化学活性大，与O、S、C和卤素的化合物都相当稳定。包括铝、镁、铍、锂、钠、钾、钙、锶、钡、钛。（2）重金属——ρ＞4.5g/cm3的有色金属；包括铜、镍、铅、锌、钴、锡、汞、镉、铋。（3）贵金属——在地壳中含量少，开采和提取比较困难，价格比较贵。包括金、银和铂族元素（铂、铱、锇、钌、钯、铑）。特点是：密度大（10.4～22.4g/cm3），其中铂、铱、锇是金属元素中最重的几种金属；熔点高（916～3000℃）；化学性质稳定，能抵抗酸、碱，难于腐蚀（除银和钯外）。第4章有色金属及其合金黑色金属：铁、铬、锰及它们的合1（4）稀有金属——在自然界中含量少、分布稀散或难从原料中提取的金属。稀有高熔点金属：熔点高，自1830℃（锆）至3400℃（钨），硬度高，抗腐蚀性强，可与一些非金属元素生成非常硬和非常难熔的稳定化合物，如碳化物、氮化物、硅化物和硼化物。包括钨、钼、钽、铌、锆、铪、钒和铼;稀有分散金属：镓、铟、铊、锗;稀土金属：镧系元素以及与镧系元素性质很相近的钪、钇，共17个元素；它们的原子结构相同，理化性质很近似，在矿石中它们总是伴生在一起。化学性质活泼，与硫、氧、氢、氮等有强烈的亲和力。稀有放射性金属：钋、镭、锕、钍、镤和铀6个天然放射性元素及12个人造超铀元素，如钫、钚、锝、镅等。（5）半金属——指硅、硒、碲、砷、硼5种元素，其物理化学性质介于金属与非金属之间，故称半金属。（4）稀有金属——在自然界中含量少、分布稀散或难从原料中提取2有色金属的应用：铝、钛合金：比强度高、比刚度大，在航空、航海等工业应用最广，铝的产量已超过有色金属总产量的1/3。铜：军工和电气设备的基本材料；铅：化工方面制耐酸管道、蓄电池等有广泛应用；锌：镀锌钢材广泛应用于工业和生活方面；镍、钴：是制造高温合金与不锈钢的重要战略物资。贵金属：广泛地应用于电气、电子工业、宇宙航空工业，以及高温仪表和接触剂等。稀有高熔点金属的碳化物、氮化物、硅化物和硼化物：是生产硬质合金的重要材料。锆：由于中子吸收截面小，还是核燃料的包壳材料。稀土金属：在冶炼中有脱硫、脱氧作用，能纯净金属，且能减少、消除钢的枝晶结构和细化晶粒，能使铸铁中石墨球化。有色金属的应用：铝、钛合金：比强度高、比刚度大，在航空、航海34.1铝及铝合金4.1.1纯铝（1）物理性能外观：银白色；周期表中的位置：第Ⅲ周期主族，Z=13，化合价为+3价；晶体结构：面心立方，无同素异构转变。熔点：660℃；密度：2.72g/cm3，约为铁的1/3。导电、导热性：仅次于金、银和铜。（2）化学性能在大气中极易与氧作用在表面生成一层牢固致密的氧化膜，阻止了氧与内部金属基体的作用，所以铝在大气和淡水中具有良好的耐蚀性，但在酸、碱和盐的水溶液中，表面的氧化膜易破坏，使铝很快被腐蚀。4.1铝及铝合金4.1.1纯铝4（3）力学性能较低的强度、硬度：σb=80~100MPa，HBS=15~25；很高的塑性：δ=30~50%，ψ=70~90%；力学性能与纯度和加工状态有关，纯度愈高，塑性愈好，但强度愈低。具有良好的低温性能，在0～-253℃塑性和冲击韧性不降低。（4）工艺性能易于铸造，易于切削，还具有很好的焊接性能；由于铝的塑性很好，便于进行各种冷、热压力加工，可加工成厚度为0.0006mm的铝箔和冷拔成极细的细丝。（3）力学性能较低的强度、硬度：σb=80~100MP5不同状态的工业纯铝的力学性能力学性能材料的加工状态铸态压力加工退火(软质)未退火(硬质)抗拉强度σb/MPa90～12080～110150～250屈服强度σ0.2/MPa－50～80120～240断后伸长率δ(%)11～2532～404～8断面收缩率ψ(%)－70～9050～60布氏硬度HB24～3215～2540～65抗剪强度σr/MPa4260100弯曲疲劳强度σ-1/MPa－5040不同状态的工业纯铝的力学性能力学性能材料的加工状态铸态压力加6（5）牌号

我国变形铝的牌号表示方法，GB/T3190-1996较GB/T3190-82有很大的变化。GB3190-1996：采用了国际四位数字体系牌号和四位字符体系牌号两种牌号的命名方法。第一位数字：“1”：纯铝；第二位数字或字母：数字0或字母A，原始纯铝，1～9或B～Y，原始纯铝的改型。最后两位数字：最低铝百分含量中小数点后面的两位。（5）牌号我国变形铝的牌号表示方法，GB/T3190-197新牌号1A991A971A951A931A901A851A801A80A10701070A1370旧牌号原LG5*原LG4*－原LG3*原LG2*原LG1*－－－代L1－Al99.9999.9799.9599.9399.999.8599.899.899.799.799.7新牌号106010501050A1A501350114510351A301100120012358A06旧牌号代L2－代L3原LB2*－－代L4原L4-1*代L5-1代L5－原L6*Al99.699.599.599.599.599.4599.3599.3999999.35余量新牌号1A991A971A951A931A901A851A88（6）用途1A99～1A85：工业高纯铝，科学试验、化学工业和其他特殊需求。1A70A、1060、1050A、1035、1200：工业纯铝，配制铝合金，也能加工成板、箔、管、线等形状，用于制作垫片及电容器、电子管隔离罩、电线保护套管、电缆电线线芯、飞机通风系统零件、化工容器、日用炊具等产品，是目前有色金属中应用最多的一种材料。（6）用途1A99～1A85：工业高纯铝，科学试验、化学工业94.1.2铝合金概述铝合金仍保持纯铝的密度小和抗腐蚀性好的特点，且力学性能比纯铝高得多。经过热处理后铝合金的力学性能可以和钢铁材料相比美。铝合金与钢铁材料的相对力学性能比较力学性能材料名称低碳钢低合金钢高合金钢铸铁铝合金相对比重1.01.01.00.920.35相对比抗拉强度1.01.62.50.601.8～3.3相对比屈服强度1.01.74.20.702.9～4.3相对比刚度1.01.01.00.518.54.1.2铝合金概述铝合金仍保持纯铝的密度小和抗腐蚀101.分类（1）铸造铝合金：D点以右的合金。有共晶组织存在，液态金属流动性较好，适于铸造成形。（2）变形铝合金：D点以左的合金，有单相固溶体区，可得到均匀的单相固溶体，塑性变形能力很好，适合进行变形加工。

变形铝合金又可分为两类：

不能热处理强化的铝合金：F点以左的合金，固溶体成分不随温度而变化，不能通过时效处理强化合金。

能热处理强化的铝合金：F、D之间的合金，固溶体的成分将随温度而变化，可以进行时效处理强化。1.分类（1）铸造铝合金：D点以右的合金。有共晶组织112.铝合金的合金化原理固态铝无同素异构转变，无热处理相变强化。合金元素对铝的强化作用主要表现为固溶强化、时效强化、过剩相强化和细化组织强化。（1）固溶强化：Zn、Mg、Li、Cu、Mn、Si等合金元素能与Al形成有限固溶体，且有较大溶解度，能起固溶强化作用。常用合金元素在铝中的溶解度元素名称锌镁铜锰硅极限溶解度，%32.814.95.651.821.65室温时的溶解度，%0.050.340.200.050.052.铝合金的合金化原理固态铝无同素异构转变，无热处理相变强12（2）时效强化：工艺：①固溶处理：加热到单相区，保温后水中急冷(淬火处理，无晶体结构的变化)，形成过饱和的固溶体。强度提高不明显，塑性明显↑；②时效：过饱和固溶体放置在室温或加热到一较低的温度，随时间的延长，合金强度和硬度明显↑，塑性、韧性则↓。例：4%Cu-Al合金：退火态：σb=180～220MPa，δ=18%；固溶处理：σb=240～250MPa，δ=20～22%；时效处理：σb=400～420MPa，δ=18%。由此可见：铝合金的时效强化效果非常明显。自然时效：在室温下进行的时效。人工时效：低温加热条件下进行的时效。（2）时效强化：13-CuAl2-CuAl214铝合金时效强化的基本过程过饱和固溶体分解过程，以4%Cu-Al为例，包含4个阶段。第一阶段：Cu原子偏聚，形成富铜区—G.P区，保持母相的晶体结构，并与母相有共格关系，引起严重的晶格畸变，阻碍位错运动，合金的强度、硬度↑。第二阶段：富铜区有序化，形成正方晶格、成分接近CuAl2的θ＂相，但仍与母相共格，加重晶格畸变，对位错运动的阻碍进一步↑，因此时效强化作用更大。第三阶段：θ〃相→过渡相θ＇相，θ＇相仍为正方晶格，成分为CuAl2，与基体保持半共格关系，共格畸变减弱，对位错运动的阻碍作用↓，故合金的硬度开始↓。第四阶段：θ＇相→平衡的θ相（CuAl2），θ相为体心立方晶格，与基体的共格关系完全破坏，共格畸变消失，合金的强度、硬度明显↓，出现了过时效。铝合金时效强化的基本过程过饱和固溶体分解过程，以4%Cu-A154%Cu-Al合金时效强化的基本过程（即时效序列）可以概括为：过饱和固溶体形成富铜区(GP区)富铜区有序化(形成θ＂相)形成过渡沉淀相θ＇析出稳定相θ(CuAl2)+平衡固溶体。4%Cu-Al合金时效强化的基本过程（即时效序列）可以概括为16Al-Cu二元合金的时效原理及其一般规律，对于其他工业合金亦是适用的。几种常用铝合金系的时效过程及其析出的稳定强化相合金系时效过程的过渡阶段稳定相析出阶段Al-Cu1.形成铜原子富集区——GP区；2.GP区有序化——θ＂相；3.形成过渡相θ＇θ（CuAl2）Al-Mg-Si1.形成镁、硅原子富集区——GP区2.形成有序的β＇相β（Mg2Si）Al-Cu-Mg1.形成铜、镁原子富集区——GP区2.形成过渡相S＇S（Al2CuMg）Al-Mg-Zn1.形成镁、锌原子富集区——GP区2.形成过渡相M＇M（MgZn2）Al-Cu二元合金的时效原理及其一般规律，对于其他工业合金亦17影响时效强化效果的因素除合金元素及强化相的种类外，还有固溶处理和时效处理工艺条件等。固溶处理工艺：在不过热、过烧的前提下，固溶处理温度高，保温时间长，有利于获得最大过饱和度的均匀固溶体；其次，冷却速度越快，所获得的溶体过饱和程度越大，时效后时效强化效果越大。时效温度与硬度关系曲线

最佳时效温度：时效时间固定，合金成分相同时，能够获得最大的强化效果的时效温度。统计表明，最佳时效温度Ta与合金熔点Tm的关系为：

Ta

=（0.5～0.6）Tm影响时效强化效果的因素除合金元素及强化相的种类外，还有固溶处18时效时间：自然时效时，5-15小时内强化速度最快，4-5天后达到最大值。人工时效时，时效的温度越高，时效速度越快，所获得的最大强度值越低。不同时效温度下，达到的最大强度值不同，出现最大强度值的时间也不同。含4%Cu的Al-Cu合金的时效曲线当时效温度超过150℃，保温一定时间后，合金开始软化，称为“过时效”。时效时间：含4%Cu的Al-Cu合金的时效曲线当时效温度超过19（3）过剩相强化过剩相：当铝中加入的合金元素含量超过其极限溶解度时，淬火加热时便有一部分不能溶入固溶体的第二相。过剩相的特性及作用：多数为硬而脆的金属间化合物，它们在合金中起阻碍滑移和位错运动的作用，使强度、硬度↑，而塑、韧性↓。铝合金中的过剩相在一定限度内，数量愈多，其强化效果愈好，但当过剩相数量超过该限度时，合金将变脆而导致强度急剧↓。（3）过剩相强化过剩相：当铝中加入的合金元素含量超过其极限溶20（4）细化组织强化手段：添加微量合金元素。可细化的组织：固溶体基体和过剩相组织。不能热处理强化或强化效果不大的铝合金：常采用加入微量合金元素（称为变质剂）进行变质处理来细化合金组织，以↑合金强度和塑性。在铝硅铸造合金中加入微量钠或钠盐或锑做变质剂进行变质处理，细化组织，可以显著地↑塑性和强度。在铸造铝合金中加入少量锰、铬或钴等元素，能使杂质铁形成的板块状或针状化合物AlFeSi细化，↑塑性。变形铝合金中添加微量钛、锆、铍以及稀土等元素，它们能形成难熔化合物，在合金结晶时，作为非自发晶核，细化晶粒，↑合金的强度和塑性。（4）细化组织强化手段：添加微量合金元素。214.1.3变形铝合金四类变形铝合金：防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金和锻铝合金。其中防锈铝合金为不能热处理强化的铝合金，其余三类为能热处理强化的铝合金。GB3190-1996采用了国际四位数字体系牌号和四位字符体系牌号两种牌号的命名方法。GB/T3190-2008与GB3190-1996相比，新增加130个铝及铝合金牌号与成分，并将化学成分表一分为二：表1适用国际牌号，采用了四位数字体系，共收录牌号159个；表2适用为我国特有的四位字符体系牌号，共收录牌号114个。

4.1.3变形铝合金四类变形铝合金：防锈铝合金、硬铝22组别牌号系列组别牌号系列纯铝（铝含量不小于99.00%）1×××以镁和硅为主要合金元素并以Mg2Si相为强化相的铝合金6×××以铜为主要合金元素的铝合金2×××以锰为主要合金元素的铝合金3×××以锌为主要合金元素的铝合金7×××以硅为主要合金元素的铝合金4×××以其他为主要合金元素的铝合金8×××以镁为主要合金元素的铝合金5×××备用合金组9×××变形铝及铝合金的牌号表示方法（摘自GB/T16474-1996）组别牌号系列组别牌号系列纯铝（铝含量不小于99.00%）1×23（1）防锈铝合金防锈铝合金不能进行热处理强化，只能采用冷变形方法使其强化。包括Al-Mg系和Al-Mn系合金以及工业纯铝。Al-Mg系合金(5A02、5A03、5A05)：随Mg含量的↑，合金强度、塑性↑。但超过5%时，抗应力腐蚀性能↓，超过7%，塑性及焊接性能↓。主要性能特点：优良的抗腐蚀性能、良好的塑性与焊接性能，适宜压力加工和焊接。密度比铝还小，在航空工业上得到了广泛应用。Al-Mn系合金3A21(LF21)

：应用最广的防锈铝，强度不高；在退火态下塑性高，耐蚀性好，焊接性良好，用于要求高的可塑性和良好的焊接性、在液体或气体介质中工作的低载荷零件，如油箱、汽油或润滑油导管等。（1）防锈铝合金防锈铝合金不能进行热处理强化，只能采用冷变形24新牌号旧牌号化学成分（质量分数）（%）MnMgTiZr3A21LF21*1.0～1.60.05－0.15－5A01LF15*0.30～0.76.0～7.0Cr:0.10～0.200.150.10～0.205A02LF2*或Cr:0.15～0.402.0～2.8Si+Fe:0.60.15－5A03LF3*0.30～0.63.2～3.8Si:0.50～0.80.15－5A05LF5*0.30～0.64.8～5.5－－－5B05LF10*0.20～0.64.7～5.7Si+Fe:0.60.15－5A06LF6*0.50～0.85.8～6.8Be:0.0001～0.0050.02～0.10－5B06LF14*0.50～0.85.8～6.8Be:0.0001～0.0050.10～0.30－5A12LF12*0.40～0.88.3～9.6Be:0.005Sb0.004～0.050.05～0.15－5A13LF13*0.40～0.89.2～10.5Be:0.005Sb0.004～0.050.05～0.15－5A30LF16*0.50～1.04.70～5.5Cr:0.05～0.200.03～0.15－5A33LF33*0.106.0～7.5Be:0.005～0.0050.05～0.150.10～0.305A43LF43*0.15～0.400.6～1.4Zn:0.50～1.50.15－5056LF5-1*0.05～0.204.5～5.6Cr:0.05～0.20－－5083LF4*0.40～1.04.0～4.9Cr:0.05～0.200.15－防锈铝合金的牌号和化学成分（摘自GB/T3190－2008）

新牌号旧牌号化学成分（质量分数）（%）MnMgTiZr3A225（2）硬铝合金主要合金元素：Cu、Mg，此外还有Mn。Al-Cu-Mg-Mn系：强化相Al2Cu（θ）相及Al2CuMg（S）相，有强烈的时效强化作用，使合金经时效处理后具有很高的硬度、强度。S相可以↑合金的耐热性。Mn主要改善硬铝的抗蚀性，细化合金组织，也有固溶强化和↑耐热性的作用。特性：具有优良的加工工艺性能，可以加工成板、棒、管、线、型材及锻件等半成品。硬铝合金分类：低强度硬铝：LY1(2A01)，铆钉硬铝。中等强度硬铝：LY11(2A11)，飞机螺旋桨叶片。高强度硬铝：LY12(2A12)，重要销轴、飞机上的骨架零件如蒙皮、隔框、翼肋、翼梁等

。

（2）硬铝合金主要合金元素：Cu、Mg，此外还有Mn。26缺点：耐蚀性差，特别是在海水等环境中。若要在海水中使用，外部需包上一层纯铝。热处理特性：强化相的充分固溶温度与三元共晶温度的间隙很窄，淬火加热时的过烧敏感性很大。所以硬铝在淬火时，加热温度要严格控制，一般波动范围不应超过±5℃。硬铝合金人工时效状态比自然时效具有更大的晶间腐蚀倾向，所以硬铝合金除高温工作的构件外，一般采用自然时效。缺点：耐蚀性差，特别是在海水等环境中。若要在海水中使用，外部27新牌号旧牌号化学成分（质量分数）（%）CuMnMgTiZr2A01LY1*2.2～3.00.200.20～0.50－0.15－2A02LY2*2.6～3.20.45～0.72.0～2.4－0.15－2A04LY4*3.2～3.70.50～0.802.1～2.6Be:0.001～0.010.05～0.40－2A06LY6*3.8～4.30.50～1.01.7～2.3Be:0.001～0.010.03～0.15－2A10LY10*3.9～4.50.30～0.500.15～0.30－0.15－2A11LY11*3.8～4.80.40～0.800.40～0.80Ni:0.10Fe+Ni:0.70.15－2B11LY8*3.8～4.80.40～0.800.40～0.80－0.15－2A12LY12*3.8～4.90.30～0.91.2～1.80Ni:0.10Fe+Ni:0.70.15－2B12LY9*3.8～4.50.30～0.71.2～1.6－0.15－2A13LY13*4.0～5.0－0.30～0.50－0.15－2A16LY16*6.0～7.00.40～0.800.05－0.10～0.200.202B16LY16-15.8～6.80.20～0.400.05V:0.05～0.150.08～0.200.10～0.252A17LY17*6.0～7.00.40～0.80.25～0.45－0.10～0.20－2A20LY20*5.8～6.8－0.02V:0.05～0.15B:0.001～0.010.07～0.160.10～0.252219LY19*5.8～6.80.20～0.400.2V:0.05～0.150.20～0.400.10～0.25硬铝合金的牌号和化学成分（摘自GB/T3190－2008）

新牌号旧牌号化学成分（质量分数）（%）CuMnMgTiZr228牌号退火工艺固溶处理工艺时效工艺新牌号旧牌号加热温度/℃保温时间/h冷却方式加热温度/℃冷却介质加热温度/℃时效时间/h冷却2A11LY11390～410125～135(板材)30℃/h冷至250～270℃空冷495～505水室温不少于四昼夜空冷350～370空冷2A12LY12390～41030℃/h冷至250～270℃空冷495～505水室温不少于四昼夜空冷20空冷空冷350～370空冷190(型材)6空冷典型硬铝的处理工艺牌号退火工艺固溶处理工艺时效工艺新牌号旧牌号加热温度保温时间29（3）超硬铝合金主要合金元素：Zn、Mg、Cu，少量Mn、Cr、Ti、Zr等。主要强化相：MgZn2(η)相及Al2Mg3Zn3(Τ)相。有很大的溶解度变化，具有显著的时效强化效果。Zn、Mg：含量过高时，会↓塑性和抗腐蚀性能。Cu：改善抗应力腐蚀性能，形成Al2Cu(θ)相和Al2CuMg(S)相，起补充强化作用，↑合金强度。Mn、Cr：↑合金的固溶和时效强化效果，改善抗应力腐蚀性能。（3）超硬铝合金主要合金元素：Zn、Mg、Cu，少量Mn、C30超硬铝合金的牌号和化学成分（摘自GB/T3190－2008）新牌号旧牌号化学成分（质量分数）（%）CuMnMgCrZnZr7A03LC3*1.8～2.40.101.2～1.60.056.0～6.7Ti:0.02～0.08－－7A04LC4*1.4～2.00.20～0.61.8～2.80.10～0.255.0～7.0－－7A09LC9*1.2～2.00.152.0～3.00.16～0.305.1～6.1－－7A10LC10*0.50～1.00.20～0.353.0～4.00.10～0.203.2～4.2－－7A15LC15*0.50～1.00.10～0.42.4～3.00.10～0.304.4～5.4Be:0.005～0.01Ti:0.05～0.15－7A19LC19*0.08～0.300.30～0.501.3～1.90.10～0.204.5～5.3Be:0.001～0.0040.08～0.207A52LC52*0.05～0.200.20～0.502.0～2.80.15～0.254.0～4.8Ti:0.05～0.180.05～0.157003LC12*0.200.300.50～1.00.205.0～6.5－0.05～0.25超硬铝合金的牌号和化学成分（摘自GB/T3190－2008）31性能特点：室温强度最高，其强度超过高强度硬铝2A12（LY12），故称为超硬铝合金。良好的热加工性能，在相同强度水平下，合金的断裂韧性优于硬铝。主要缺点：抗疲劳性和抗蚀性较差，对应力腐蚀比较敏感。通常在板材表面加上包铝层，零构件进行阳极化防腐处理，并在设计与制造中力求减少零件的沟槽、截面突变和表面划伤。应用：各种飞行器的主要结构材料。主要用于工作温度不超过120～130℃的受力较大的结构件，如飞机蒙皮、整体壁板、大梁等。热处理：淬火温度范围比较宽。由于超硬铝自然时效要经50～60天才能达到最大强化效果，时间很长，且应力腐蚀倾向较大，均采用人工时效处理。性能特点：室温强度最高，其强度超过高强度硬铝2A12（LY132有色金属及其合金课件33典型超硬铝的力学性能牌号状态抗拉强度屈服强度伸长率抗剪强度疲劳极限硬度弹性模量泊松比新牌号旧牌号σb/MPaσ0.2/MPaδ5(%)τ/MPaσ-1/MPa(HBS)10/500E/GPaμ7A04、7A09LC4、LC9O23010517150－60720.31T657050511330160150720.31典型超硬铝的力学性能牌号状态抗拉屈服伸长率抗剪疲劳硬度弹性泊34典型超硬铝的处理工艺牌号退火工艺固溶处理工艺时效工艺新牌号旧牌号加热温度/℃保温时间/h冷却方式加热温度/℃冷却介质加热温度/℃时效时间/h冷却7A04LC4350～4102～3≤30℃/h冷至150℃空冷465～480不高于40℃水120～125(板材)空冷135～145(型材)空冷290～320空冷分级时效120±2升温至160±233空冷典型超硬铝的处理工艺牌号退火工艺固溶处理工艺时效工艺新牌号旧35（4）锻铝合金Al-Mg-Si-Cu系：[6A02(LD2)、6061(LD30)、6070(LD2-2)]主要强化相：Mg2Si（β）相和W（Cu4Mg5Si4Alx）相，当铜含量较高时，还有θ(Al2Cu)相和S(Al2CuMg)相。少量Mn：↑淬火温度上限，阻止再结晶退火时晶粒粗化。性能特点：具有优良的锻造工艺性能，故称为锻铝合金。强度与硬铝相当。用途：主要用于要求中等强度、较高塑性及抗蚀性的锻件和模锻件，如各种叶轮、接头、框架、支杆等零件。Al-Cu-Mg-Fe-Ni系：属耐热锻铝合金。[2A70(LD7)]主要耐热相：S（Al2CuMg）相和FeNiAl9相。Cu、Mg：保证形成足够数量的S（Al2CuMg）相。Fe、Ni：加入比例应接近1∶1，以形成FeNiAl9相。用途：主要用于在150～225℃条件下工作的零件。如内燃机活塞、压气机叶轮、鼓风机叶轮等。（4）锻铝合金Al-Mg-Si-Cu系：[6A02(LD236新牌号旧牌号化学成分（质量分数）（%）SiCuMnMgNi2A14LD10*0.6～1.23.9～4.80.40～1.00.40～0.80.10－2A50LD5*0.7～1.21.8～2.60.40～0.80.40～0.80.10－2B50LD6*0.7～1.21.8～2.60.40～0.80.40～0.80.10Cr:0.01～0.20Ti:0.02～0.102A70LD7*0.351.9～2.50.201.4～1.80.9～1.5Ti:0.02～0.10Fe:0.9～1.52B70LD7-10.251.8～2.70.201.2～1.80.8～1.4Fe:0.9～1.42A80LD8*0.50～1.21.9～2.50.201.4～1.80.9～1.5Fe:1.0～1.62A90LD9*0.50～1.03.5～4.50.200.40～0.81.8～2.3Fe:0.50～1.04A11LD11*11.5～13.50.5～1.30.200.8～1.30.50～1.3－6A02LD2*0.50～1.20.20～0.8或Cr0.15～0.350.45～0.9－－6B02LD2-1*0.70～1.10.10～0.400.10～0.300.40～0.8－Ti:0.01～0.046061LD30*0.40～0.80.15～0.400.150.8～1.2－Cr:0.04～0.356063LD31*0.20～0.60.100.100.45～0.9－－6070LD2-2*1.0～1.70.15～0.400.40～1.00.50～1.2－－锻铝合金的牌号和化学成分（摘自GB/T3190－2008）新旧化学成分（质量分数）（%）SiCuMnMgNi2A14L37锻铝合金均采用淬火+人工时效进行强化，且淬火后应立即进行时效处理，淬火后在室温停留时间愈长，人工时效强化效果愈差。牌号退火工艺固溶处理工艺时效工艺新牌号旧牌号加热温度/℃保温时间/h冷却方式加热温度/℃冷却介质加热温度/℃时效时间/h冷却6A02LD2350～3702～3空冷515～525水1506～15空冷2A50LD5350～400空冷505～515水150～1656～15空冷2B50LD6350～400空冷505～525水150～1656～15空冷2A14LD10390～410空冷490～505水150～1656～15空冷锻铝合金的热处理规范锻铝合金均采用淬火+人工时效进行强化，且淬火后应立即进行时效38（5）铝理合金新型变形铝合金。优点：密度低、比强度高、比刚度大、疲劳性能良好、抗蚀及耐热性好等。牌号：8090，Al-Li-Cu-Mg系合金。锂在铝中有较高的溶解度，并随温度而明显变化，所以铝锂合金具有明显的时效强化效应，属于可热处理强化铝合金。强化相：δ′(Al3Li)相、T1(Al2CuLi)相、S′(Al2CuMg)相和θ′(Al2Cu)相等多种。性能特点：具有很好的强度、塑性和韧性。应用：在航空和航天领域获得了实际应用。（5）铝理合金新型变形铝合金。39铝锂合金的物理性能和力学性能合金牌号取样方向热处理制度密度g·cm-3弹性模量GPa抗拉强度MPa屈服强度MPa伸长率%断裂韧性(MPa·m-2)8090板材,LT8512.55～2.5681500455733铝锂合金的牌号和化学成分（摘自GB/T3190－1996）新牌号旧牌号化学成分（质量分数）（%）SiFeCuMnMgCrZnTiZr其他Al单个合计8090－0.200.301.0～1.60.100.6～1.30.100.25Li:2.2～2.70.100.04～0.160.050.15余量GB/T3190－2008表1新增了10个牌号，表2新增2个牌号。铝锂合金的物理性能和力学性能合金牌号取样方向热处理密度弹性模404.1.4铸造铝合金工艺性能要求：具有优良的铸造工艺性能。共晶合金具有最佳铸造性能，但组织中出现大量硬脆的化合物，使合金的脆性急剧增大。实际使用的铸造合金并非都是共晶合金，只是合金元素含量比变形铝合金高一些。铸造铝合金的力学性能虽然不如变形铝合金，但由于可制成各种形状复杂的零件，并可通过热处理改善铸件的力学性能，并且熔炼工艺和设备比较简单，成本低，仍在许多工业领域获得广泛应用。4.1.4铸造铝合金工艺性能要求：具有优良的铸造工艺41铸造铝合金中常用的合金元素有Si、Mg、Cu、Zn、Ni及稀土等。以所含主要合金元素分为四类：Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系、Al-Zn系。牌号表示方法：“Z”+“Al”+主要合金元素符号+主要合金元素名义百分含量（+辅助合金元素符号+辅助合金元素名义百分含量）合金元素名义百分含量：以1%为一个单位，合金元素含量小于1%时，一般不标注；优质合金在牌号后标注大写字母“A”。代号表示方法：“ZL”+三位数字。第一位数字：合金系，1～4依次代表Al～Si、Al～Cu、Al～Mg、Al～Zn合金系。另两位数字：顺序号。铸造铝合金中常用的合金元素有Si、Mg、Cu、Zn、Ni及稀421、Al-Si系铸造铝合金俗称：“硅铝明”。典型牌号：ZAlSi12（ZL102），含Si量10～13%，相当于共晶成分（Al－Si二元共晶点成分为11.7%），优点：铸造性好，但强度低。变质处理：用Na盐混合物等进行变质处理，可细化组织，↑合金的力学性能。由于Si在Al中的溶解度变化很小，所以该合金不能热处理强化。但添加了合金元素Cu、Mg、Mn、Zn、Ni等，得到特殊硅铝明，可通过固溶+时效处理进行强化。如ZL101、ZL104、ZL105、ZL106。用途：用于形状复杂，负荷不大的零件，如仪表、水泵的壳体。1、Al-Si系铸造铝合金43有色金属及其合金课件44ZL102的铸态组织，未变质，×500变质处理后，×100变质前，共晶体（粗针状Si+α基体）+初晶α变质后，共晶体（细点状Si+α基体）+初晶αZL102的铸态组织，未变质，×500变质处理后，×100变45（2）Al-Cu系铸造铝合金含Cu量不低于4%，由于Cu在Al中有较大固溶度，且随温度改变而改变，可“固溶+时效”强化↑力学性能。主要特点：具有较高的热强性能，但密度较大、耐蚀性及铸造性均不如Al-Si系铸造合金。用途：主要用于制造在200～300℃条件下工作的要求较高强度的零件，如增压器的导风叶轮、静叶片等。ZAlRE5Cu3Si（ZL207）：以稀土为主要合金元素的铸造铝合金，它是铸造铝合金中耐热性最好的合金，具有优良的铸造工艺性能，适宜铸造在400℃以下长期使用的复杂零件。（2）Al-Cu系铸造铝合金46（3）Al-Mg系铸造铝合金性能特点：具有最小的密度和较高的强度，比其他铸造铝合金的抗蚀性好，且抗冲击和切削加工性良好，但流动性差，铸造性不好，耐热性较差。典型牌号：ZL301、ZL302用途：主要用于受冲击、耐海水或大气腐蚀、外形简单、承受较大负荷的零件，也可以用来代替某些耐酸钢及不锈钢零件，如船舶零件，氨用泵体等。（4）Al-Zn系铸造铝合金性能特点：最便宜的一类铸造铝合金，由于含有较多的锌，密度较大，耐蚀性差，但其工艺性能良好，在铸态下即具有较高的强度，可以在不经热处理的铸态下直接使用。典型牌号：ZL401、ZL402用途：机动车辆发动机零件及形状复杂的仪表零件。（3）Al-Mg系铸造铝合金47类别合金牌号代号主要元素（质量分数）（%）

SiCuMgZnMnTi铝硅合金ZAlSi7MgZL1016.5～7.5－0.25～0.45－－－ZAlSi12ZL10210.0～13.0－－－－－ZAlSi9MgZL1048.5～10.5－0.17～0.35－0.2～0.5－ZAlSi5Cu1MgZL1054.5～5.51.0～1.50.4～0.6－－－ZAlSi8Cu1MgZL1067.5～8.51.0～1.50.3～0.5－0.3～0.50.10～0.25ZAlSi7Cu4ZL1076.5～7.53.5～4.5－－－－ZAlSi2Cu2Mg1ZL10811.0～13.01.0～2.00.4～1.0－0.3～0.9－ZAlSi2Cu1Mg1Ni1ZL10911.0～13.00.5～1.50.8～1.3－－－ZAlSi5Cu6MgZL1104.0～6.05.0～8.00.2～0.5－－－铝铜合金ZAlCu5MnZL201－4.5～5.3－－0.6～1.00.15～0.35ZAlCu4ZL203－4.0～5.0－－－ZAlRE5Cu3SiZL2071.6～2.03.0～3.40.15～0.250.9～1.2－铝镁合金ZAlMg10ZL301－－9.5～11.0－－－ZAlMg5Si1ZL3030.8～1.3－4.5～5.5－0.1～0.4－ZAlMg8Zn1ZL305－－7.5～9.01.0～1.5－0.1～0.2铝锌合金ZAlZn11Si7ZL4016.0～8.0－0.1～0.39.0～13.0－－ZAlZn6MgZL402－－0.5～0.655.0～6.5－0.15～0.25铸造铝合金的牌号和化学成分（摘自GB/T1173—1995）

类合金牌号代号主要元素（质量分数）（%）

SiCuMgZnM484.2铜及铜合金4.2.1纯铜（1）物理性能：铜是人类最早使用的金属之一。外观：紫红色，又称紫铜。在元素周期表中的位置：第Ⅳ周期、第Ⅰ副族。原子序数：29。常见化合价：+2价和+1价。晶体结构：面心立方，无同素异构转变。密度：8.93g/cm3，熔点：1084℃。电、热、磁性能：导电、导热性优良，仅次于金、银，居于第三位。无磁性，抗外磁场干扰能力强。纯铜管4.2铜及铜合金4.2.1纯铜纯铜管49（2）化学性质纯铜具有很高的化学稳定性，在大气、淡水和冷凝水中，有优良的耐腐蚀性。在大多数非氧化性的酸溶液（如氢氟酸、盐酸等）中几乎不被腐蚀。但在海水中的耐蚀性较差。在氧化性的HNO3、浓H2SO4以及各种盐溶液（如氨盐、氯化物、碳酸盐等）中耐腐蚀性差。在含有CO2的湿空气中会形成铜绿[CuCO3·Cu(OH)2或2CuCO3·Cu(OH)2]。100℃，会形成黑色的CuO。高于100℃，会形成红色的Cu2O。（2）化学性质50（3）力学性能：塑性极好，但强度较低。σb：230~240MPa，硬度：HB40~45，伸长率δ：可达50%断面收缩率ψ：达70%。具备优良的加工成形性，冷、热压力加工均可。冷加工后：σb：400~500MPa，硬度：HB100~120，伸长率δ：只有6%。强化方法：只能以冷作硬化的方式进行强化。热处理：只限于再结晶软化退火。实际退火温度一般为500-700℃。退火铜应在水中快速冷却，以使退火加热时形成的氧化皮爆脱，得到纯洁的表面。（3）力学性能：51（4）杂质对纯铜性能的影响铅和铋：造成热脆。微量的铅或铋均能与铜形成低熔点共晶组织（Cu+Pb）、（Cu+Bi），共晶温度分别为326℃、270℃。热加工时，分布在晶界上的低熔点共晶组织熔化，将使晶粒间的结合强度降低。消除铅、铋的有害影响：少量钙、铈或锆，与铅和铋形成高熔点化合物，分布于铜的晶粒内。氧和硫：能引起冷脆，与铜形成Cu2O和CuS，以粒状共晶体形式分布于铜晶粒内或晶界上。由于共晶温度高，对铜的热加工没有影响，但对铜的冷加工有不利影响。氢病：含氧铜，在含有氢气或一氧化碳等还原性气氛中加热时，氢及一氧化碳等气体会扩散渗入铜中与氧起反应，形成不溶于铜的水蒸汽或二氧化碳，在局部地区产生很大的压力，而造成显微裂纹，使铜在随后的加工和使用过程中发生破裂。故含氧铜的退火应在氧化气氛中进行加热。（4）杂质对纯铜性能的影响52（5）加工纯铜的牌号根据氧含量和生产方法的不同，加工纯铜分为工业纯铜、无氧铜、磷脱氧铜和银铜四类。工业纯铜：氧含量约为0.02～0.10%；“T”(铜)+顺序号。磷脱氧铜：含氧量小于0.01%；“TP”（铜+磷）+顺序号。无氧铜：含氧量极低，小于0.002%。“TU”(铜+无)+顺序号。银铜：“T”+“Ag”+银的含量。（5）加工纯铜的牌号53组别序号牌号化学成分%名称代号Cu+AgPAgBiSbAsPb

纯铜1一号铜T199.950.001－0.010.0020.0020.003

2二号铜T299.90－－0.0010.0020.0020.005

3三号铜T399.70－－0.002－－0.01

无氧铜4零号无氧铜TU0[C10100]Cu99.990.00030.00250.00010.00040.00050.0005

5一号无氧铜TU199.970.002－0.0010.0020.0020.003

6二号无氧铜TU299.950.002－0.0010.0020.0020.004

磷脱氧铜7一号脱氧铜TP199.900.004～0.012－－－－－

8二号脱氧铜TP299.90.015～0.040－－－－－

银铜90.1银铜TAg0.1Cu99.5－0.06～0.120.0020.0050.010.01

加工铜的牌号、化学成分（摘自GB/T5231－2001）

组别序号牌号化学成分%名称代号Cu+AgPAgBiS54（6）用途工业纯铜：一般用作导电、导热、耐蚀器材，如电线、电缆、散热器、冷凝器及各种管道等；无氧铜：主要用作电真空仪器仪表器件；磷脱氧铜：主要用作汽油或气体输送管、排水管、冷凝管等。银铜：主要用于耐热、导电器材。如：电机整流子片、发电机转子用导体、点焊电极、通信线。铜中加入少量的银，可显著↑再结晶温度和蠕变强度，而很少↓铜的导电、导热性和塑性。银铜一般采用冷作硬化来提高强度。它具有很好的耐磨性、电接触性和耐蚀性。（6）用途554.2.2铜合金1.铜的合金化：纯铜的强度不高，要满足制作结构件的要求，必须进行合金化，才能得到高强度铜合金。合金化原理：固溶强化、时效强化及过剩相强化。固溶强化的主要元素：Zn、Al、Sn、Mn、Ni等，在铜中的溶解度均>9.4%，有显著固溶强化效果。最大的固溶效果可使铜的σb由240MPa上升到650MPa。时效强化的元素：Be、Ti、Zr、Cr等，溶解度随温度的降低而剧烈减小，具有时效强化效果。过剩相强化相：如黄铜和青铜中的CuZn相、Cu31Sn3相、Cu9Al4相均有较高的过剩相强化作用。4.2.2铜合金1.铜的合金化：562.铜合金的分类及牌号

a、按成型方法分类：（1）变形铜合金（2）铸造铜合金b、按化学成份分类：

（1）黄铜：以Zn为主要合金元素。

①普通黄铜：H+铜含量；例：H62

，平均Cu含量62%，余量为Zn。

②特殊黄铜：H+主要合金元素符号+铜含量+－+添加元素含量。

例：HMn58-2、含Cu量为58%，含Mn量2%，余量为Zn。

（2）白铜：以Ni为主要合金元素。

①普通白铜：B+镍含量；例：B30，平均Ni含量30%，余量为Cu。

②特殊白铜：

B+主要添加合金元素符号+Ni含量+－+添加元素含量；

例：BMn40-1.5Ni40%Mn1.5%余量为Cu。2.铜合金的分类及牌号57组别牌号化学成分，%（余量Zn）名称代号普通黄铜80黄铜H80Cu79.0~81.068黄铜H68Cu67.0~70.062黄铜H62Cu60.5~63.5镍黄铜65-5镍黄铜HNi65-5Cu64.0~67.0,Ni5.0~6.556-3镍黄铜HNi56-3Cu54.0~58.0,Ni2.0~3.0,Fe0.15~0.5,Al0.3~0.5铁黄铜59-1-1铁黄铜HFe59-1-1Cu57.0~60.0,Fe0.6~1.2,Mn0.5~0.8,Sn0.3~0.7,Al0.1~0.558-1-1铁黄铜HFe58-1-1Cu56.0~58.0,Fe0.7~1.3,Pb0.7~1.3铅黄铜62-0.8铅黄铜HPb62-0.8Cu60.0~63.0,Pb0.5~1.261-1铅黄铜HPb61-1[C37100]Cu58.0~62.0,Pb0.6~1.2铝黄铜77-2铝黄铜HAl77-2[C68700]Cu76.0~79.0,Al1.8~2.559-3-2铝黄铜HAl59-3-2Cu57.0~60.0,Al2.5~3.5,Ni2.0~3.0锰黄铜58-2锰黄铜HMn58-2Cu57.0~60.0,Mn1.0~2.057-3-1锰黄铜HMn57-3-1Cu55.0~58.5,Mn2.5~3.5,Al0.5~1.5锡黄铜70-1锡黄铜HSn70-1Cu69.0~71.0,Sn0.8~1.3,As0.03~0.0660-1锡黄铜HSn60-1Cu59.0~61.0,Sn1.0~1.5加砷黄铜85A加砷黄铜H85ACu84.0~86.0,As0.02~0.0868A加砷黄铜H68ACu67.0~70.0,As0.03~0.06硅黄铜80-3硅黄铜HSi80-3Cu79.0~81.0,Si2.5~4.0

加工黄铜的牌号和化学成分（摘自GB/T5231－2001）

组别牌号化学成分，%（余量Zn）名称代号普通80黄铜H858组别牌号化学成分，%名称代号普通白铜0.6白铜B0.6Ni+Co0.57~0.63,余量Cu19白铜B192)Ni+Co18.0~20.0,余量Cu25白铜B25Ni+Co24.0~26.0,余量Cu30白铜B30Ni+Co29~33,余量Cu铁白铜5-1.5-0.5铁白铜BFe5-1.5-0.5[C70400]Ni+Co4.8~6.2,Fe1.3~1.7,Mn0.30~0.8,余量Cu10-1-1铁白铜BFe10-1-1Ni+Co9.0~11.0,Fe1.0~1.5,Mn0.5~1.0,余量Cu30-1-1铁白铜BFe30-1-1Ni+Co29.0~32.0,Fe0.5~1.0,Mn0.5~1.2,余量Cu锰白铜40-1.5锰白铜BMn40-1.53)Ni+Co39.0~41.0,Mn1.0~2.0,余量Cu43-0.5锰白铜BMn43-0.53)Ni+Co42.0~44.0,Mn0.10~1.0,余量Cu锌白铜18-18锌白铜BZn18-18[C75200]Ni+Co16.5~19.5,Cu63.5~66.5,余量Zn15-20锌白铜BZn15-20Ni+Co13.5~16.5,Cu62.0~65.0,余量Zn铝白铜13-3铝白铜BAl13-3Ni+Co12.0~15.0,Al2.3~3.0,余量Cu6-1.5铝白铜BAl16-1.5Ni+Co5.5~6.5,Al1.2~1.8,余量Cu加工白铜的牌号及化学成分（摘自GB/T5231－2001）组别牌号化学成分，%名称代号普通白铜0.6白铜B0.6N59（3）青铜：除Zn、Ni以外的其它元素为主要合金元素的铜合金。按所含主要合金元素的种类分：锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜、锰青铜、锆青铜、铬青铜等。加工青铜的代号：Q+主要合金元素符号+主要合金元素含量－+添加元素含量。例：QSn4-3：平均Sn含量为4%，Zn含量为3%，余量为Cu的加工锡青铜；QAl9-2：Al含量为9%，含Mn量为2%，Cu为余量的加工铝青铜。QBe2：Be含量为2%，余量为Cu的加工铍青铜。（3）青铜：除Zn、Ni以外的其它元素为主要合金元素的铜60组别牌号化学成分，%（余量Cu）名称代号锡青铜1.5-0.2锡青铜QSn1.5-0.2[C50500]Sn1.0~1.7,P0.03~0.358-0.3锡青铜QSn8-0.3[C52100]Sn7.0~9.0,P0.03~0.35铝青铜5铝青铜QA15Al4.0~6.09-5-1-1铝青铜QA19-5-1-1Al8.0~10.0,Ni4.0~6.0,Mn0.5~1.5,Fe0.5~1.5铍青铜2铍青铜QBe2Be1.80~2.1,Ni0.2~0.51.9铍青铜QBe1.9Be1.85~2.1,Ni0.2~0.4,Ti0.10~0.25硅青铜3-1硅青铜Qsi3-1Si2.7~3.5,Mn1.0~1.51-3硅青铜QSi1-3Si0.6~1.1,Ni2.4~3.4,Mn0.1~0.4锰青铜1.5锰青铜QMn1.5Mn1.20~1.805锰青铜QMn5Mn4.5~5.5锆青铜0.2锆青铜QZr0.2Zr0.15~0.300.4锆青铜QZr0.4Zr0.30~0.50铬青铜0.5铬青铜QCr0.5Cr0.4~1.11铬青铜QCrl[C18200]Cr0.6~1.2镉青铜1镉青铜QCdl[C16200]Cd0.7~1.2镁青铜0.8镁青铜QMg0.8Mg0.70~0.85铁青铜2.5铁青铜QFe2.5[C19400]Fe2.1~2.6,Zn0.05~0.20,P0.015~0.15碲青铜0.5碲青铜QTe0.5[C14500]Te0.40~0.7加工青铜的牌号和化学成分（摘自GB/T5231－2001）组别牌号化学成分，%（余量Cu）名称代号锡青铜1.5-0614.2.3黄铜以Zn为主要合金元素的铜合金，铜中加入Zn后，颜色由紫红色→黄色，随Zn含量的增加，黄铜的颜色由黄红色→淡黄色。特性：具有良好的力学性能，易加工成形，对大气、海水有相当好的耐蚀性。还具有价格低廉，色泽美丽等优点，是应用最广的重要有色金属材料。黄铜制品4.2.3黄铜黄铜制品621.普通黄铜Cu–Zn二元合金。工业上使用的黄铜的Zn含量均在50%以下。室温组织：α和β＇相。α相：Zn溶解于铜中的固溶体，晶格类型与纯铜相同，为面心立方晶格。α相的性能：抗蚀性、塑性均与纯铜接近。β相：以CuZn（电子化合物）为基的固溶体，电子浓度为3/2，呈体心立方晶格。β相的性能：高温下：β相为无序固溶体，塑性极高，适于热压力加工。低温下：β相为有序固溶体，又称β相＇相，塑性差，脆性大，冷加工困难。1.普通黄铜63随Zn含量的增加，黄铜的导电、导热性降低。力学性能与Zn含量的关系：当Zn含量＜32%时，Zn完全溶于α固溶体中，起固溶强化作用，使黄铜的强度和塑性随Zn含量的↑而↑。当Zn含量＞32%时，由于组织中出现脆性的β‘相，使塑性↓，而强度继续↑。当Zn含量达45～47%时，由于组织中几乎全部由β‘相组成，其强度和塑性急剧↓，没有使用价值。

Zn含量对黄铜力学性能的影响随Zn含量的增加，黄铜的导电、导热性降低。Zn含量对黄铜力64有色金属及其合金课件65实际生产中使用的黄铜，按其组织分为：

α单相黄铜：含Zn量＜32%，为α单相组织。抗蚀性好，室温下的塑性好，但强度低，适于冷压力加工。

α+β＇两相黄铜：含Zn量在32～45%范围内，为α+β＇两相组织。适于热压力加工，热加工温度应选择在该合金所处的β相区。(a)单相黄铜α

Cu-Zn合金的显微组织(b)双相黄铜α+β’实际生产中使用的黄铜，按其组织分为：(a)单66黄铜的耐蚀性：在干燥大气及一般介质中，耐蚀性比铁及钢好。黄铜的“自裂”（季裂）：在潮湿的大气中，含Zn量大于7%（尤其是大于20%）经过冷加工的黄铜，特别是在含有氨的情况下，会产生自动破裂的现象。黄铜自裂的实质：经冷加工变形的黄铜制品残留有内应力，在周围介质的作用下，产生了应力腐蚀，又称“应力破裂”。防止方法：在260～300℃的低温下，进行1～3小时的去应力退火，以降低或消除内应力。黄铜的耐蚀性：67工业上应用较多的普通黄铜为H62、H68、H80。H62：被誉为“商业黄铜”，广泛用于制作水管、油管、散热器垫片及螺钉等。H68：强度较高，塑性特别好，适于经冷冲压或深冲拉伸制造各种形状复杂的零件，大量用作枪弹壳和炮弹筒，故有“弹壳黄铜”之称。H80：色泽美观，故多用于装饰品。工业上应用较多的普通黄铜为H62、H68、H80。682.特殊黄铜特殊黄铜：在普通黄铜的基础上，再加入铝、锰、硅、铅等元素的黄铜。镍黄铜：镍―↑力学性能和耐蚀性。铁黄铜：铁―细化晶粒和↑力学性能。铅黄铜：铅―在黄铜中不溶解，而呈独立相存在于组织中，↑耐磨性和切削加工性能。铝黄铜：铝―↑强度、硬度和耐蚀性。锰黄铜：锰―↑力学性能和耐热性，同时↑在海水、氯化物和过热蒸汽中的耐蚀性。锡黄铜：锡―↑耐蚀性，广泛用于船舶零件。硅黄铜：硅―↑力学性能和耐磨性，同时↑铸造流动性和耐蚀性。2.特殊黄铜694.2.4青铜1.锡青铜Cu-Sn合金，青灰色，是人类历史上最早应用的合金。Cu-Sn合金的力学性能与Sn含量和组织之间的关系：Sn含量在＜6%时，Sn溶于铜中形成α单相固溶体，α相呈面心立方晶格，具有良好冷、热变形能力，合金的强度随Sn含量的的↑而↑。Sn含量＞6%后，合金组织中出现了硬脆相δ（Cu31Sn8），塑性急剧↓。但一定量的δ相可以起过剩相强化作用，强度继续↑。含Sn量达到25%左右时，合金中含有的δ相数量过多，强度急剧↓因此工业上所用的锡青铜含锡量大多在3～12%范围内。压力加工锡青铜含Sn量＜9%；

铸造锡青铜含Sn量＜12%。锡含量对锡青铜力学性能的影响4.2.4青铜含Sn量达到25%左右时70锡青铜的耐蚀性：比纯铜和黄铜都高。在潮湿大气、蒸汽、淡水、海水中都具有良好的耐蚀性。广泛用于制作蒸汽锅炉、海船的零件。锡青铜中还可以加入其他合金元素以改善性能。Zn，改善流动性，并可通过固溶强化作用↑合金的强度；Pb，改善耐磨性和切削加工性能；P，改善流动性，提高强度、疲劳极限、弹性极限和耐磨性，用作轴承、轴套、齿轮等耐磨零件和弹性零件等。锡青铜的耐蚀性：比纯铜和黄铜都高。在潮湿大气、蒸汽、淡水、海712.铝青铜铝青铜：铜与铝形成的合金。铝含量对铝青铜力学性能的影响：Al含量在4～5%以下：随Al含量↑，强度和塑性明显↑；Al含量＞4～5%时，塑性开始↓，但强度继续↑；Al含量＞

10～11%时，合金中出现含有脆性相的共析体，不仅塑性很低，而且强度也↓。所以工业用铝青铜的铝含量均不超过12%。铝含量对铝青铜力学性能的影响2.铝青铜铝含量对铝青铜力学性能的影响72特性：与黄铜和锡青铜比较，具有更高的强度、硬度，在大气、海水、碳酸以及大多数有机酸中的耐腐蚀性也高于黄铜和锡青铜，但在过热蒸汽中不稳定。同时，具有耐磨性好，在冲击下不产生火花等特点。用途：无锡青铜中用途最广的一种。主要用于制造耐磨、耐蚀和弹性零件，如齿轮、蜗轮、轴套、摩擦片、弹簧以及船舶制造中的特殊设备等。缺点：塑性较差，具有“自发退火”现象，即在生产条件下，冷却较慢时有脆性相析出。特性：与黄铜和锡青铜比较，具有更高的强度、硬度，在大气、海水73加入其他合金元素可以改善性能。Fe，可以减小自发退火倾向，更能细化晶粒，↑再结晶温度，还能↑强度、硬度和耐磨性；Mn，能↑强度而不↓塑性，具有良好的冷、热加工工艺性和优良的耐蚀性；Ni，不仅能↑室温强度，而且能↑热强性，并具有优良的耐磨性和耐蚀性。同时加入Ni、Fe或Mn，能发挥这些元素的综合作用，获得优良的综合性能。加入其他合金元素可以改善性能。743.铍青铜Cu-Be合金称为铍青铜。工业用铍青铜的铍含量一般在0.2～2.1%之间。Be在固态铜中的溶解度随温度↓而急剧↓，室温时仅能溶解0.16%，铍青铜是典型的时效硬化型合金。特性：经淬火时效处理后，具有很高的强度、硬度，接近中强度钢的水平，同时弹性极限、疲劳极限也高。铍青铜的耐磨性、耐蚀性、导电导热性能优良，无磁性，受冲击时不产生火花。用途：在工业中被广泛用作各种重要的弹性元件、耐磨零件及防爆电器、工具等。热处理：在保护气氛或真空中加热到780～800℃，保温8～25分钟，水冷，320℃时效，要求硬度和耐磨性为主的零件，时效时间1～2小时，对于弹性元件，时效时间2～3小时。3.铍青铜754.2.5白铜白铜：含Ni低于50%的铜镍合金。Cu与Ni无限互溶，各种Cu-Ni合金均为单相组织，不能热处理强化，只能固溶强化和加工硬化。Ni含量对合金力学性能和物理性能的影响：随着Ni含量的↑，合金的硬度、抗拉强度、热电势和电阻率均↑，合金的伸长率和电阻温度系数↓。镍含量对铜镍合金力学性能的影响

镍含量对铜镍合金物理性能的影响4.2.5白铜镍含量对铜镍合金力学性能的影响76简单白铜：Cu-Ni二元合金。特性：高的抗腐蚀疲劳性，高的抗海水冲蚀性和抗有机酸的腐蚀性。优良的冷、热加工性能。用途：广泛地用来制造在蒸汽、淡水和海水中工作的精密仪器、仪表零件和冷凝器以及热交换器管等。B19

，含19%Ni的普通白铜，做船舶仪器零件等。特殊白铜：Cu-Ni二元合金+其他合金元素的铜基合金。锰白铜：具有极高的电阻，非常小的电阻温度系数，被广泛用于制造电阻器、热电偶、热电偶补偿导线以及变阻器、加热器等。BMn40-1.5又称“康铜”，BMn43-0.5又名“考铜”，具有良好的耐热性和耐蚀性，与Cu、Fe和Ag等配偶时，有高的热电势，制造工作温度低于500～600℃的热电偶和工作温度低于500℃变阻器及加热器。锌白铜：锌有固溶强化作用，并能提高耐蚀性。锌含量为13～30%，其中以BZn15-20锌白铜应用最广，呈银白色，有相当好的耐蚀性和力学性能，且密度小，成本低。简单白铜：Cu-Ni二元合金。774.2.6铸造铜合金部分青铜和黄铜可以在铸态下使用，其牌号表示方法为：ZCu+主要合金元素符号+主要合金元素名义百分含量（+辅助合金元素符号+辅助合金元素名义百分含量）合金元素名义百分含量，以1%为一个单位，合金元素含量小于1%时，一般不标注。铸造锡青铜：含锡量、含铅量可较加工青铜高，耐磨、耐腐蚀性较高，主要用于同时需要耐磨和耐蚀的零件。铸造铅青铜：自润滑性好，常用作滑动轴承零件。如ZCuZn38，含38%Zn

。ZCuSn10Zn2，含Sn10%，Zn2%。4.2.6铸造铜合金78合金名称牌号化学成分，%3-8-6-1锡青铜ZCuSn3Zn8Pb6Ni1Sn2.0~4.0,Zn6.0~9.0,Pb4.0~7.0,Ni0.5~1.5,余量Cu10-2锡青铜ZCuSn10Zn2Sn9.0~11.0,Zn1.0~3.0,余量Cu10-10铅青铜ZCuPb10Sn10Pb8.0~11.0,Sn9.0~11.0,余量Cu30铅青铜ZCuPb30Pb27.0~33.0,余量Cu8-13-3铝青铜ZCuAl8Mn13Fe3Al7.0~9.0,Mn12.0~14.5,Fe2.0~4.0,余量Cu9-4-4-2铝青铜ZCuAl9Fe4Ni4Mn2Al8.5~10.0,F