理论教育 黄铜的力学性能受Zn含量影响的研究及实际应用

黄铜的力学性能受Zn含量影响的研究及实际应用

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:当Zn含量小于32%时,Zn完全溶于α固溶体中,起固溶强化作用,使黄铜的强度和塑性随Zn含量的增加而提高。图8.4Zn含量对黄铜力学性能的影响实际生产中使用的黄铜,按其组织分为α单相黄铜和α+β两相黄铜。含Zn量小于32%时,为α单相组织,含Zn量为32%~45%时,为α+β两相黄铜。其中H62被誉为“商业黄铜”,广泛用于制作水管、油管、散热器垫片及螺钉等。

黄铜的力学性能受Zn含量影响的研究及实际应用

黄铜是以Zn为主要合金元素的铜合金,铜中加入Zn后,颜色由紫红色变成黄色,随着Zn含量的增加,黄铜的颜色由黄红色变为淡黄色。黄铜具有良好的力学性能,易加工成型,并且对大气、海水有相当好的耐蚀性。另外,黄铜还具有价格低廉、色泽美丽等优点,是应用最广的重要有色金属材料

工业上使用的黄铜的Zn含量均在50%以下,合金的室温组织为α和β′相。

α相是Zn溶解于铜中的固溶体,晶格类型与纯铜相同,为面心立方晶格。α相的抗蚀性、塑性均与纯铜接近。β相是以CuZn(电子化合物)为基的固溶体,电子浓度为3/2,呈体心立方晶格。高温下的β相为无序固溶体,塑性极高,适于热压力加工。低温下的β相为有序固溶体,又称β′相,塑性差,脆性大,冷加工困难。

随着Zn含量的增加,黄铜的导电、导热性降低。黄铜的力学性能与Zn含量的关系如图8.4所示。当Zn含量小于32%时,Zn完全溶于α固溶体中,起固溶强化作用,使黄铜的强度和塑性随Zn含量的增加而提高。当Zn含量超过 32%时,由于组织中出现脆性的β′相,使塑性降低,而强度继续提高。当Zn含量达45%~47%时,由于组织中几乎全部由β′相组成,其强度和塑性急剧降低,没有使用价值。

图8.4 Zn含量对黄铜力学性能的影响(www.daowen.com)

实际生产中使用的黄铜,按其组织分为α单相黄铜和α+β两相黄铜。含Zn量小于32%时,为α单相组织,含Zn量为32%~45%时,为α+β两相黄铜。

单相黄铜的抗蚀性比两相黄铜好,室温下的塑性较后者好,但强度低。单相黄铜适于冷压力加工。两相黄铜适于热压力加工,热加工温度应选择在该合金所处的β相区。

黄铜在干燥大气及一般介质中,耐蚀性比铁及钢好。但含Zn量大于7%(尤其是大于20%)经过冷加工的黄铜,在潮湿的大气中,特别是在含有氨的情况下,会产生自动破裂,这种现象称为黄铜的“自裂”。黄铜自裂现象的实质是经冷加工变形的黄铜制品残留有内应力,在周围介质的作用下,产生了应力腐蚀,又称“应力破裂”。防止应力破裂的方法是在260~300 °C的低温下,进行1~3 h的去应力退火,以降低或消除内应力

工业上应用较多的普通黄铜为H62、H68、H80。其中H62被誉为“商业黄铜”,广泛用于制作水管、油管、散热器垫片及螺钉等。H68强度较高,塑性特别好,适于经冷冲压或深冲拉伸制造各种形状复杂的零件,大量用作枪弹壳和炮弹筒,故有“弹壳黄铜”之称。H80因色泽美观,故多用于装饰品。

在普通黄铜的基础上,再加入铝、锰、硅、铅等元素的黄铜,称为特殊黄铜。这些合金元素加入量较少时,一般不与铜形成新的组织,而是同Zn一样,只影响α相和β相的量比,即相当于代替一部分Zn的作用。只有Fe和Pb由于在铜中的溶解度极小,因而常呈铁相和铅粒,独立存在于黄铜的显微组织中。它们加入的目的,主要是提高黄铜的某些性能,如力学性能、耐蚀性能、耐磨性能等。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈