不同型号的铜合金的性能差异

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01  铜及铜合金的特性

1.良好的导电性和导热性：铜及其合金的导电性和导热性极佳，因此被广泛应用于电子、电气、通讯等领域。

2.良好的可塑性和加工性：铜合金具有良好的可塑性，可用于制造各种形状和尺寸的零部件。

3.良好的耐腐蚀性：铜合金在各种恶劣的环境下能保持稳定性。

4.良好的强度和硬度：铜合金具有较高的强度和硬度，可用于制造需要强度和硬度的零部件。

5.良好的耐热性和耐磨性：铜合金在高温、高压、高速等工作条件下的性能稳定，适用于制造相应的零部件。尤其是含Sn的多元铜合金耐磨零件、轴套、轴瓦、涡轮等。

6.良好的抗菌性能：铜合金具有一定的抗菌性能，可以用于制造医疗器械、食品加工设备等。在水介质中释放铜离子，Cu离子具有抑制细菌生长和水生物生长的作用，因此用于饮水输送管道、洗衣机内筒、船只的螺旋桨。

7.良好的电磁屏蔽性能：铜及某些铜合金可以阻挡电磁波的传播。磁化率极低，用在罗盘、雷达等抗外磁场环境。

8.环保材料：某些铜合金具有无毒性，可用于制造与食品接触的零件。

9.经济性：铜合金价格相对较低，适合大规模应用。


02  铜及铜合金的分类

1.纯铜又称紫铜，因紫铜含铜量最高，纯度大于99.5%，具有良好的延展性和柔韧性，所以在真空密封中经常用于管道的静密封。

2.铜合金分为黄铜（普通黄铜、特殊黄铜）、青铜（锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜、铅青铜）、白铜（普通白铜、特殊白铜）。

03 紫铜的特性（纯铜）
纯铜按含其他元素的多少分为普通纯铜、脱氧铜、无氧铜及特种铜。具有优异的导热性，导电性，无磁性，塑性。在大气、淡水中有良好的耐蚀性，海水中较差。

​普通纯铜：含氧量高，不能在还原性介质中加热，以免发生氢脆，主要用于导电导热元件。

脱氧铜：残留一定的脱氧剂元素（P，Mn），严重降低铜的导电性，只宜作为结构材料使用。

无氧铜：氧和杂质含量极低，主要用于电真空器件。

特种铜：含有不同的微量特定元素，如含As、Ag、Te和弥散铜，主要用于导电结构件。

04 黄铜的特性

黄铜分为普通黄铜、特殊黄铜。

普通黄铜：一般只含二种元素，如Cu-Zn二元合金。如H68表示含Cu68%的铜锌合金。

发生腐蚀时由锌被腐蚀（镀锌），因此具有良好的耐蚀性，锌含量越高越便宜，最高可达46%；

锌含量越高，应力腐蚀破裂的风险越大。然而，加入Si和As可以降低这种破裂的风险。

七三黄铜，也被称为弹壳黄铜，由H70制成，常用于制造弹壳。

二一黄铜含有约65%的铜，可用于制造铜杆、铜线、铜片、铜管、木螺钉、弹簧等。

六四黄铜含有约60%的铜，常用于制造暖气管、铜片、铜线、铜杆等。

非标设计常用的黄铜型号有H57、H59、H62、H65、H68等，它们各自具有不同的特点：

H57黄铜：具有良好的塑性和耐腐蚀性，适用于制作薄壁零件和复杂形状的产品。

H59黄铜：强度高，耐腐蚀性好，适用于制作需要一定强度和耐腐蚀性的零件或产品。

H62黄铜：具有较高的强度和硬度，耐磨性好，适用于制作需要承受较大载荷的零件或产品。

H65黄铜：具有良好的耐腐蚀性和强度，同时具有一定的韧性，适用于制作需要承受一定冲击和振动的零件或产品。

H68黄铜：具有较高的强度和硬度，同时具有较好的耐腐蚀性和韧性，适用于制作需要承受较大载荷和承受一定冲击、振动的零件或产品。

特殊黄铜：由二种以上的元素组成的多种合金。

铝黄铜：铝元素可以提高黄铜的强度、硬度和耐蚀性，但同时也会降低其塑性，因此适合应用于需要耐蚀性的海轮冷凝管和其他零件。

锡黄铜：锡元素可以提高黄铜的强度和对海水的耐腐性，常用于制造船舶热工设备和螺旋桨等。但需要注意的是，锡黄铜中的含锡量通常在0.5%~1.5%范围内，过多的锡会不利于合金的塑性变形。常用的锡黄铜有HSn70-1、HSn62-1和HSn60-1等。

铅黄铜：铅元素可以改善黄铜的切削性能，因此常用于制造钟表等需要精密加工的零件。

锰黄铜：锰元素在固态黄铜中的溶解度较大。当向黄铜中加入1%~4%的锰时，可以显著提高合金的强度和耐蚀性，同时不会降低其塑性。

铁黄铜：铁元素可以提高黄铜的机械性能和工艺性能。常用的铁黄铜牌号为Hfe59-1-1，其中铁含量通常在1.5%以下，具有高强度和高韧性。

镍黄铜：镍元素可以显著提高黄铜在大气和海水中的耐蚀性。

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青铜的特性

青铜是一种古老的金属合金，根据成分的不同，它可以分为锡青铜（常用）、铝青铜、铍青铜、磷青铜、硅青铜等多种类型。

锡青铜在我们的生活中应用非常广泛，它含有3-14%的锡，随着锡含量的增加，合金的强度和硬度也会相应提升。这种合金的体积收缩率小，耐腐蚀性比紫铜和黄铜都要好。

锡含量小于6%时，适合冷变形加工；

锡含量在6-7%之间时，适合热加工；

锡含量在10-14%之间时，适合铸造合金。

多元锡青铜是指在锡青铜中加入锌、磷、铅、镍等元素，这些元素的加入可以有效提高合金的机械性能，尤其是弹性极限和疲劳极限，因此常用于制作弹簧。

常用锡青铜如QSn4-3、QSn6.5-0.4、ZCuSn10Pb1等，因为具有良好的机械性能和耐腐蚀性，常被用于制造弹性元件、耐磨零件、抗磁及耐蚀零件，如弹簧、轴承、齿轮、涡轮、垫圈等。

机械锡青铜又被称为炮铜，含有10%的锡，常被用于制作齿轮、阀、螺旋桨等耐蚀耐磨器件。

轴承锡青铜含有12-15%的锡，常用于制作铁路车轴等低速度重负荷轴承。

硬币锡青铜含有4-10%的锡，延展性好，铸造性优异，常用于制作硬币。

钟用锡青铜含有20-32%的锡，杂质越少，声音越清脆悦耳。

青铜器是一种古老的铜制品，主要由铜和锡组成，有时还会加入锌、铅等元素。铜像及家饰用的青铜则加入了少量的镍和砷，以提高溶液流动性，使铸件表面纹路清晰。

古代以铜制镜，称为镜铜，由三分之二的铜和三分之一的锡组成。

铝青铜的铝含量小于11.5%。由于锡价格高于铝，人们经常用铝青铜代替部分锡青铜。

铸造性能方面，铝青铜的流动性良好，但体积收缩率较大，并且存在氧化铝夹杂，因此容易开裂。

在机械性能方面，铝青铜不会产生火花。随着铝含量的增加，强度和硬度会提升，但塑性会下降。

当铝含量在5-8%时，冷加工和热加工都可以进行；当铝含量在8-11%时，流动性较差，因此常被用作铸造合金。

耐蚀性方面，铝青铜表面会形成致密的氧化膜，因此其抗蚀性优于锡青铜。

多元铝青铜是指在铝青铜中加入铁、镍、锰等元素。这些元素的加入可以细化晶粒，避免自发回火脆性，提高强度并避免回火脆性。同时，镍还可以提高耐热性和耐蚀性。

铍青铜是一种非常珍贵的金属材料，它的价格比银还要高。这种金属材料具备了高强度、高硬度以及出色的疲劳极限和弹性极限。它还具有出色的耐腐蚀、耐磨和耐寒性能，并且在酸碱环境下也不会发生反应。此外，铍青铜还具有良好的导电和导热性能。

铍青铜常被用作高级精密弹性元件以及特殊耐磨元件。它也经常被应用于矿山、炼油厂等冲击无火花场合。为了进一步提高铍青铜的性能，通常会加入少量的Ni，这样可以提高弹性、强度、耐磨耐蚀性。

在制作铍青铜时，还需要控制杂质元素P、Pb的含量，以避免对材料性能的影响。

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白铜的特性

根据化学成分，白铜可以分为普通白铜和特殊白铜。

普通白铜仅由铜和镍组成。

特殊白铜中，除了铜和镍，还加入了锌、锰、铝、铁、铅等元素，因此被称为锌白铜、锰白铜、铝白铜、铁白铜和铅白铜。

白铜可以根据用途分为结构白铜和电工白铜。

结构白铜是指具有高强度和高耐腐蚀性的Cu-Ni合金，通常含有3-30%的Ni，常常被用作高压、低温下的结构材料。

电工白铜则具有优良的导电性和伸长率，适合制作跨距长、强度高的输电线和电车架空电线等。

特殊白铜则是在结构白铜的基础上加入了其他元素，以提高其性能。

例如，铝白铜具有优良的高温性能，适合用于内燃机的高温零件；

硅白铜具有优良的伸长率和导电性，适合用于高强度跨距输电线、电车架空电线等；

锌白铜则具有优良的耐热、耐蚀、耐疲劳性能，电阻温度系数小，适合用于制作弹簧或热电材料。

结构白铜包括普通白铜、铁白铜、锌白铜、铝白铜，具有良好的耐腐蚀性、加工性能。用于制作冷凝器、热交换器、医疗器械、耐蚀零件、艺术品等。

电工白铜包括普通白铜、锰白铜，具有高电阻高热电势低电阻温度系数，用于补偿导线，热电偶，电阻仪器和加热器等。