黃銅是由銅和鋅所組成的合金。如果只是由銅、鋅組成的黃銅就叫作普通黃銅。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、鉛、鐵、硅組成的銅合金。黃銅有較強
的耐磨性能。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。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。含在36~
42%之間的黃銅合金由和固溶體組成﹐其中的是含鋅40%的黃銅。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。
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
(1)普通黃銅的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,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。
(2)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。
(3)機械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。
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