概述 黃銅 如果是由二種以上的元素組成的多種合金就稱為特殊黃銅。如由鉛、錫、錳、鎳、鐵、硅組成的銅合金。特殊黃銅又叫特種黃銅,它強度高、硬度大、耐化學(xué)腐蝕性強。還有切削加工的機械性能也較突出。黃銅有較強的耐磨性能。由黃銅所拉成的無縫銅管,質(zhì)軟、耐磨性能強。黃銅無縫管可用于熱交換器和冷凝器、低溫管路、海底運輸管。制造板料、條材、棒材、管材,鑄造零件等。含銅在62%~68%,塑性強,制造耐壓設(shè)備等。 根據(jù)黃銅中所含合金元素種類的不同,黃銅分為普通黃銅和特殊黃銅兩種。壓力加工用的黃銅稱為變形黃銅。黃銅以鋅作主要添加元素的銅合金﹐具有美觀的黃色﹐統(tǒng)稱黃銅。銅鋅二元合金稱普通黃銅或稱簡單黃銅。三元以上的黃銅稱特殊黃銅或稱復(fù)雜黃銅。含鋅低於36%的黃銅合金由固溶體組成﹐具有良好的冷加工性能﹐如含鋅30%的黃銅常用來制作彈殼﹐俗稱彈 殼黃銅或七三黃銅。含鋅在36~42%之間的黃銅合金由和固溶體組成﹐其中常用的是含鋅40%的六四黃銅。為了改善普通黃銅的性能﹐常添加其他元素﹐如鋁﹑鎳﹑錳﹑錫﹑硅﹑鉛等。鋁能提高黃銅的強度﹑硬度和耐蝕性﹐但使塑性降低﹐適合作海輪冷凝管及其他耐蝕零件。錫能提高黃銅的強度和對海水的耐腐性﹐故稱海軍黃銅﹐用作船舶熱工設(shè)備和螺旋槳等。鉛能改善黃銅的切削性能﹔這種易切削黃銅常用作鐘表零件。黃銅鑄件常用來制作閥門和管道配件等。 編輯本段歷史 我國早用黃銅鑄錢開始于明嘉靖年間。 “黃銅”一詞早見于西漢東方朔所撰的《申異經(jīng)•中荒經(jīng)》:“西北有宮,黃銅為墻,題日地皇之宮?!?br> 這種“黃銅”指的是何種銅合金,待考?!缎绿茣?#8226;食貨志》又有‘青銅”、“黃銅”的稱謂,分別指礦石顏色和冶煉產(chǎn)品,坑有殊名,山多眾樸”,指的是火法煉制的純銅。 黃銅一詞專指銅鋅合金,則始于明代,其記載見于《明會典》:“嘉靖中則例,通寶錢六百萬文,合用二火黃銅四萬七千二百七十二斤……。”通過對明代銅錢成分的分析,發(fā)現(xiàn)《明會典》中所說的鑄錢種真正意義上的黃銅的出現(xiàn)較其它幾種銅合金晚很多,這是因為黃銅中金屬鋅的獲得比較困難。 氧化鋅在950℃一1000℃的高溫下才能較快地被還原成金屬鋅,而液態(tài)鋅在906℃時已經(jīng)沸騰,所以還原得到的金屬鋅以蒸氣狀存在。在冷卻時反應(yīng)逆轉(zhuǎn),蒸氣鋅為爐中的二氧化碳再氧化成氧化鋅,因此要得到金屬鋅必須有特殊的冷凝裝置。這是金屬鋅的使用比銅、鉛、錫、鐵的使用晚得多的原因,也是黃銅鑄幣出現(xiàn)較晚的原因之一。 但是,在姜寨仰韶文化遺址中曾出土有含鋅量超過20%的黃銅片和黃銅管,山東膠縣三里河龍山文化的地層中也曾出土兩種黃銅錐。顯而易見,這些黃銅器物的出現(xiàn)并不是說人們在史前就掌握了黃銅的冶煉技術(shù),而是人們在利用銅鋅共生礦時無意中獲得的。 商周時期銅器的含鋅量都很低,一般在10-z數(shù)量級。西漢、新莽的錢中有板個別的銅鋅甘金錢,其中有的錢幣中鋅的含量達到7%,但是這并不能說明黃銅鑄錢產(chǎn)生于西漢新莽之際。因為這些銅鋅合金是極個別現(xiàn)象,其含鋅量又普遍較真正意義上的黃銅含鋅量15%一40%要小得多。所以我們認為這些含鋅的銅錢是漢代在“即山鑄錢”中使用銅鋅共生礦時產(chǎn)生的。據(jù)對有關(guān)礦山進行調(diào)查后發(fā)現(xiàn),山東的昌濰、煙臺、臨沂及湖北等地都有資源豐富的銅鋅共生礦,這就使冶煉后的銅含有一小部分鋅。到了唐代,由于鑄錢材料的規(guī)范化,使所鑄行的錢幣中鋅的含量均為恒量。 從約公元 1230 年起,黃銅制品在歐洲流行了約 300 年之久,因為它們比大型的雕塑品便宜得多。始于 1231 年的威爾普大主教的銅像,是人們所知的用黃銅制作的早的銅像。鑄造黃銅制品的過程是這樣的:先把粉碎的鋅礦和木炭跟銅塊混合起來加熱,使鋅和銅結(jié)合在一起,再加熱使合金熔融,然后將銅液灌入鑄模。英國早的黃銅器是進口的,主要是從圖爾內(nèi)進口。委托人可以從圖爾內(nèi)訂購已經(jīng)裝在漂亮的底板或大理石底座里的完整的墓碑。制作銅制墓碑的辦法,是先鑄好銅像,通常還要鑄好周圍挑棚的剪影,再把它放在預(yù)制的石板里,用刀子在銅像上面刻出人的細部。有時銅像的手和面部要使用雪花石膏或其他鑲嵌材料。銅像安全做好后,用裝在鉛栓里的暗銷固定在石頭底座上。銅像本身放在一層瀝青上。很大的銅像就分段鑄造,然后接合起來。[1] 編輯本段化學(xué)成分 純度測量 測量黃銅的純度可以用阿基米德原理測量,測量出樣品的體積和質(zhì)量,再根據(jù)銅的密度和鋅的密度計算可以得出黃銅中所含銅的比例。 普通黃銅 它是由銅和鋅組成的合金。 當(dāng)含鋅量小于 39% 時,鋅能溶于銅內(nèi)形成單相 a ,稱單相黃銅 ,塑性好,適于冷熱加壓加工。 當(dāng)含鋅量大于 39% 時,有 a 單相還有以銅鋅為基的 b 固溶體,稱雙相黃銅, b 使塑性小而抗拉強度上升,只適于熱壓力加工 若繼續(xù)增加鋅的質(zhì)量分數(shù) ,則抗拉強度下降,無使用價值 代號用“ H +數(shù)字”表示, H 表示黃銅,數(shù)字表示銅的質(zhì)量分數(shù)。 如 H68 表示含銅量為 68% ,含鋅量為 32% ,的黃銅,鑄造黃銅則在代號前“ Z ”字,如 ZH62 如 Zcuzn38 表示含鋅量為 38% ,余量為銅的鑄造黃銅。 H90 、H80單相,金黃色,故有金色共稱之,稱為鍍層,裝飾品,獎?wù)碌取?br> H68、 H59 屬于雙相黃銅,廣泛用于電器上的結(jié)構(gòu)件,如螺栓,螺母,墊圈、彈簧等。 一般情況下,冷變形加工用單相黃銅 熱變形加工用雙相黃銅。 特殊黃銅 在普通黃銅中加入其它合金元素所組成的多元合金稱為黃銅。常加入的元素有鉛、錫、 鋁等,相應(yīng)地可稱為鉛黃銅 、錫黃銅、鋁黃銅。加合金元素的目的。主要是提高抗拉強度改善工藝性 代號:為“ H +主加元素符號(除鋅外)+銅的質(zhì)量分數(shù)+主加元素質(zhì)量分數(shù)+其它元素質(zhì)量分數(shù)”表示。 如: HPb59-1 表示銅的質(zhì)量分數(shù)為 59% ,含主加元素鉛的質(zhì)量分數(shù)為 1% ,余量為鋅的鉛黃銅。 性能用途 室溫組織 普通黃銅是銅鋅二元合金,其含鋅量變化范圍較大,因此其室溫組織也有很大不同。根據(jù)Cu-Zn二元狀態(tài)圖(圖6),黃銅的室溫組織有三種:含鋅量在35%以下的黃銅,室溫下的顯微組織由單相的α固溶體組成,稱為α黃銅;含鋅量在36%~46%范圍內(nèi)的黃銅,室溫下的顯微組織由(α+β)兩相組成,稱為(α+β)黃銅(兩相黃銅);含鋅量超過46%~50%的黃銅,室溫下的顯微組織僅由β相組成,稱為β黃銅。 壓力加工性能 α單相黃銅(從H96至H65)具有良好的塑性,能承受冷熱加工,但α單相黃銅在鍛造等熱加工時易出現(xiàn)中溫脆性,其具體溫度范圍隨含Zn量不同而有所變化,一般在200~700℃之間。因此,熱加工時溫度應(yīng)高于700℃。單相α黃銅中溫脆性區(qū)產(chǎn)生的原因主要是在Cu-Zn合金系α相區(qū)內(nèi)存在著Cu3Zn和Cu9Zn兩個有序化合物,在中低溫加熱時發(fā)生有序轉(zhuǎn)變,使合金變脆;另外,合金中存在微量的鉛、鉍有害雜質(zhì)與銅形成低熔點共晶薄膜分布在晶界上,熱加工時產(chǎn)生晶間破裂。實踐表明,加入微量的鈰可以有效地消除中溫脆性。 兩相黃銅(從H63至H59),合金組織中除了具有塑性良好的α相外,還出現(xiàn)了由電子化合物CuZn為基的β固溶體。β相在高溫下具有很高的塑性,而低溫下的β′相(有序固溶體)性質(zhì)硬脆。故(α+β)黃銅應(yīng)在熱態(tài)下進行鍛造。含鋅量大于46%~50%的β黃銅因性能硬脆,不能進行壓力加工。 力學(xué)性能 黃銅中由于含鋅量不同,機械性能也不一樣,圖7是黃銅的機械性能隨含鋅量不同而變化的曲線。對于α黃銅,隨著含鋅量的增多,σb和δ均不斷增高。對于(α+β)黃銅,當(dāng)含鋅量增加到約為45%之前,室溫強度不斷提高。若再進一步增加含鋅量,則由于合金組織中出現(xiàn)了脆性更大的r相(以Cu5Zn8化合物為基的固溶 黃銅 體),強度急劇降低。(α+β)黃銅的室溫塑性則始終隨含鋅量的增加而降低。所以含鋅量超過45%的銅鋅合金無實用價值。 普通黃銅的用途極為廣泛如水箱帶、供排水管、獎?wù)?、波紋管、蛇形管、冷凝管、彈殼及各種形狀復(fù)雜的沖制品、小五金件等。隨著鋅含量的增加從H63到H59,它們均能很好地承受熱態(tài)加工,多用于機械及電器的各種零件、沖壓件及樂器等處。 分類 為了提高黃銅的耐蝕性、強度、硬度和切削性等,在銅-鋅合金中加入少量(一般為1%~2%,少數(shù)達3%~4%,極個別的達5%~6%)錫、鋁、錳、鐵、硅、鎳、鉛等元素,構(gòu)成三元、四元、甚至五元合金,即為復(fù)雜黃銅,亦稱特殊黃銅。 鋅當(dāng)量系數(shù) 復(fù)雜黃銅的組織,可根據(jù)黃銅中加入元素的“鋅當(dāng)量系數(shù)”來推算。因為在銅鋅合金中加入少量其他合金元素,通常只是使Cu-Zn狀態(tài)圖中的α/(α+β)相區(qū)向左或向右移動。所以特殊黃銅的組織,通常相當(dāng)于普通黃銅中增加或減少了鋅含量的組織。例如,在Cu-Zn合金中加入1%硅后的組織,即相當(dāng)于在Cu-Zn合金中增加10%鋅的合金組織。所以硅的“鋅當(dāng)量”為10。硅的“鋅當(dāng)量系數(shù)”大,使Cu-Zn系中的α/(α+β)相界顯著移向銅側(cè),即強烈縮小α相區(qū)。鎳的“鋅當(dāng)量系數(shù)”為負值,即擴大α相區(qū)。 性能 特殊黃銅中的α相及β相是多元復(fù)雜固溶體,其強化效果較大,而普通黃銅中的α及β相是簡單的Cu-Zn固溶體,其強化效果較低。雖然鋅當(dāng)量相當(dāng),多元固溶體與簡單二元固溶體的性質(zhì)是不一樣的。所以,少量多元強化是提高合金性能的一種途徑。 鉛黃銅 鉛實際不溶于黃銅內(nèi),呈游離質(zhì)點狀態(tài)分布在晶界上。鉛黃銅按其組織有α和(α+β)兩種。α鉛黃銅由于鉛的有害作用較大,高溫塑性很低,故只能進行冷變形或熱擠壓。(α+β)鉛黃銅在高溫下具有較好的塑性,可進行鍛造。 錫黃銅 錫黃銅 黃銅中加入錫,可明顯提高合金的耐熱性,特別是提高抗海水腐蝕的能力,故錫黃銅有“海軍黃銅”之稱。 錫能溶入銅基固溶體中,起固溶強化作用。但是隨著含錫量的增加,合金中會出現(xiàn)脆性的r相(CuZnSn化合物),不利于合金的塑性變形,故錫黃銅的含錫量一般在0.5%~1.5%范圍內(nèi)。 常用的錫黃銅有HSn70-1,HSn62-1,HSn60-1等。前者是α合金,具有較高的塑性,可進行冷、熱壓力加工。后兩種牌號的合金具有(α+β)兩相組織,并常出現(xiàn)少量的r相,室溫塑性不高,只能在熱態(tài)下變形。 錳黃銅 錳黃銅 錳在固態(tài)黃銅中有較大的溶解度。黃銅中加入1%~4%的錳,可顯著提高合金的強度和耐蝕性,而不降低其塑性。 錳黃銅具有(α+β)組織,常用的有HMn58-2,冷、熱態(tài)下的壓力加工性能相當(dāng)好。 鐵黃銅 鐵黃銅中,鐵以富鐵相的微粒析出,作為晶核而細化晶粒,并能阻止再結(jié)晶晶粒長大,從而提高合金的機械性能和工藝性能。鐵黃銅中的鐵含量通常在1.5%以下,其組織為(α+β),具有高的強度和韌性,高溫下塑性很好,冷態(tài)下也可變形。常用的牌號為Hfe59-1-1。 鎳黃銅 鎳黃銅 鎳與銅能形成連續(xù)固溶體,顯著擴大α相區(qū)。黃銅中加入鎳可顯著提高黃銅在大氣和海水中的耐蝕性。鎳還能提高黃銅的再結(jié)晶溫度,促使形成更細的晶粒。 HNi65-5鎳黃銅具有單相的α組織,室溫下具有很好的塑性,也可在熱態(tài)下變形,但是對雜質(zhì)鉛的含量必須嚴格控制,否制會嚴重惡化合金的熱加工性能。 熱處理規(guī)范 熱加工溫度750~830℃;退火溫度520~650℃;消除內(nèi)應(yīng)力的低溫退火溫度260~270℃。 環(huán)保黃銅 C26000 C2600 塑性優(yōu)良,強度較高,切削加工性好,焊接,耐蝕性好,熱交換器,造紙用管,機械,電子零件。 規(guī)格(mm):規(guī)格:厚度:0.01-2.0mm,寬度:2-600mm; 硬度:O、1/2H、3/4H、H、EH、SH等; 適用標(biāo)準(zhǔn):GB、JISH、DIN、ASTM、EN; 特長:優(yōu)良切削性能 適用于自動車床 數(shù)控車床加工的高精度零部件。[2] 黃銅的表示方法 根據(jù)中國《有色金屬及合金產(chǎn)品牌號表示方法》的規(guī)定,黃銅采用代號(漢語拼音字母)“H“表示。普通黃銅用”H“加基本元素銅的含量表示,如:68銅表示為H68,65銅表示為H65,H62同理。 上海勁勵實業(yè)有限公司銷售:黃銅、紫銅、磷青銅、鈹青銅、白銅等歡迎大家來電咨詢: 電話: / |
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