黄铜是由铜和锌所组成的合金。如果只是由铜、锌组成的黄铜就叫作普通黄铜。如果是由二种以上的元素组成的多种合金就称为特殊黄铜。如由铅、锡、锰、镍、铅、铁、硅组成的铜合金。黄铜有较强的耐磨性能。特殊黄铜又叫特种黄铜,它强度高、硬度大、耐化学腐蚀性强。还有切削加工的机械性能也较突出。
由黄铜所拉成的无缝铜管,质软、耐磨性能强。黄铜无缝管可用于热交换器和冷凝器、低温管路、海底运输管。制造板料、条材、棒材、管材,铸造零件等。含铜在62%~68%,塑性强,制造耐压设备等。
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(1)普通黄铜的室温组织 普通黄铜是铜锌二元合金,其含锌量变化范围较大,因此其室温组织也有很大不同。根据Cu-Zn二元状态图,黄铜的室温组织有三种:含锌量在35%以下的黄铜,室温下的显组织由单相的α固溶体组成,称为α黄铜;含锌量在36%~46%范围内的黄铜,室温下的显组织由(α+β)两相组成,称为(α+β)黄铜(两相黄铜);黄铜棒含锌量超过46%~50%的黄铜,室温下的显组织仅由β相组成,称为β黄铜。
(2)压力加工性能
α单相黄铜(从H96至H65)具有良好的塑性,能承受冷热加工,但α单相黄铜在锻造等热加工时易出现中温脆性,其具体温度范围随含Zn量不同而有所变化,黄铜棒一般在200~700℃之间。因此,热加工时温度应高于700℃。单相α黄铜中温脆性区产生的原因主要是在Cu-Zn合金系α相区内存在着Cu3Zn和Cu9Zn两个有序化合物,在中低温加热时发生有序转变,使合金变脆;另外,合金中存在量的铅、铋有害杂质与铜形成低熔点共晶薄膜分布在晶界上,热加工时产生晶间破裂。实践表明,加入量的铈可以有效地中温脆性。
铅易切削空心黄铜棒的其含量不得大于0. 002010。铋、碲、硫等元素对其他铜合金极为有害,出产中必需严格控制,防止原料、旧料、炉衬材料、辅助工具等的混用。空心黄铜棒具有较高的导电机能,并能防止开关粘结,进步其工作期限,确保运转。 Bi对铜的热导率与电导率的影响不大,真空开关触头铜可含0. 7%~1.0% Bi。一般在淬火和加工状态下应用,不需回火,以免Cu2 Te沿晶界沉淀,使材料变脆。
含0. 06%~0.7% Te的铜在产业中获得了实际应用。 Bi、Te等这些合金元素在铜中存在的特点、形式和铅相似,基本不溶于铜,以游离质点存在于晶界上,经后序加工弥散分布于铜基体,起润滑和减摩作用,使合金切屑易碎、易排,保证制品表面光洁。在某些特殊用途上,如要求高导电性的电触头等采用高铜合金系列。从加工机能方面来讲,此类合金的加工机能均不是很好,尤其是对高铜合金,其成分的控制及加工机能不易保证,而在无铅易切削黄铜棒中,锌的加入在一定程度上增大了其溶解度,并使其成分不乱性和加工机能得到改善。
量(0. 003 010)硒和碲(0.00050/0一0.003%)明显降低铜棒的可焊机能。 无铅易切削黄铜棒是易切削铅黄铜棒的替换产品,因为铅对人体危害较大,无铅易切削黄铜棒是以害第三合金元素来替换铅,目前已研制出的无铅黄铜棒合金体系有:Cu-Zn-Bi、Cu-Zn-Te、Cu-Zn-Bi-Te,同时在Cu-Bi、Cu-Te、Cu-C以及Cu-S等高铜合金体系上也有一定研究,但因为产品的可加工性、易切削性以及性价比等因素影响,目前有一定实际应用的主要为Cu-Zn-Bi无铅易切削黄铜棒。
碲在固态铜中的溶解度很小,以Cu2 Te弥散质点存在,对铜的电导率及热导率的影响很小,但能明显改善铜的切削机能。铋在270℃与铜形成共晶体,其中铋呈薄膜分布于铜晶界,严峻降低铜的加工机能。铋在铜中的溶解度很小,800℃时也只有0. 01%。
空心黄铜棒是有色金属加工棒材的一种,具有较好的加工性能,高导电性能。主要分为黄铜棒(铜锌合金,较便宜),紫铜棒(较高的铜含量)。
空心黄铜棒是用铜及锌的合金制造成的棒状物体,因色黄而得名。铜含量56%~68%的黄铜,其熔点为度。黄铜的机械性能和耐磨性能都很好,可用于制造精密仪器、船舶的零件、枪炮的弹壳等。含锌量不同,也会有不同的颜色,如含锌量为18%-20%会呈红黄色,而含锌量为20%-30%就会呈棕黄色。另外黄铜敲起来声音独特,因此东方的锣、钹、铃、号等乐器,还有西方的铜管乐器都是用黄铜制作的。
锡青铜是铸造收缩率小的有色金属合金,用来生产形状复杂、轮廓清晰、气密性要求不高的铸件,锡青铜在大气、海水、淡水和蒸汽中十分耐蚀,广泛用于蒸汽锅炉和海船零件。含磷锡青铜具有良好的力学性能,可用作高精密工作母机的耐磨零件和弹性零件。