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。铜的合金化原理类似于Al和Mg,主要是为了实现固溶强化、时效强化及过剩相强化。
用于铜合金固溶强化的元素主要有:Zn、Al、Sn、Mn、Ni等,它们在铜中的溶解度均>9.4%,有显著固溶强化效果。最大的固溶效果可使铜的bσ由240 MPa上升到650 MPa。
用于时效强化的元素有:Be、Ti、Zr、Cr等,它们的溶解度随温度的降低而剧烈减小,因而具有时效强化效果。
过剩相强化在铜合金中应用也很普遍,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。
铜合金按照生产方法可分为压力加工产品和铸造产品两类。按照化学成分,铜合金可以分为黄铜、青铜及白铜三大类。
黄铜是以Zn为主要合金元素的铜合金,按其余合金元素的种类可分为普通黄铜、特殊黄铜。加工普通黄铜的代号用“H”(“黄”字汉语拼音字头)+铜含量表示;加工特殊黄铜用“H”+主要添加合金元素符号+铜含量+“-”+添加元素含量表示。如 H62 表示平均Cu含量为62%,Zn为余量的加工黄铜;HMn58-2表示含Cu量为58%,含Mn量为2%,Zn为余量的加工黄铜。常用加工黄铜的牌号、化学成分、力学性能及应用见表8.7。(www.daowen.com)
表8.7 常用加工黄铜、青铜及白铜的牌号、成分、力学性能和应用(摘自GB/T 5231—2012等)
续表
白铜是以Ni为主要合金元素的铜合金,按其余合金元素的种类可分为普通白铜、特殊白铜。加工普通白铜的代号用“B”(“白”字汉语拼音字头)+镍含量表示;加工特殊白铜用“B”+主要添加合金元素符号+Ni 含量+“-”+添加元素含量表示。如 B30 表示平均 Ni含量为30%,Cu为余量的加工白铜;BMn40-1.5表示Ni含量为40%,含Mn量为1.5%,Cu为余量的加工白铜。各种加工白铜的牌号、化学成分、力学性能及应用见表8.7。
青铜是除Zn、Ni以外的其他元素为主要合金元素的铜合金。青铜按所含主要合金元素的种类分为锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜、锰青铜、锆青铜、铬青铜等。加工青铜的代号用“Q”(“青”字汉语拼音字头)+主要合金元素符号+主要合金元素含量+“-”+添加元素含量表示。如QSn4-3表示平均Sn含量为4%,Zn含量为3%,余量为Cu的加工锡青铜;QAl9-2表示Al含量为9%,含Mn量为2%,Cu为余量的加工铝青铜;QBe2表示Be含量为2%,余量为Cu的加工铍青铜。各种加工青铜的牌号、化学成分、力学性能及应用见表8.7。
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