銅和銅合金的化學(xué)成分及種類(lèi)牌號(hào)
一、純銅
純銅是玫瑰紅色金屬，表面形成氧化銅膜后呈紫色，故工業(yè)純銅常稱(chēng)紫銅或電解銅。密度為8-9g/cm3，熔點(diǎn)1083°C。純銅導(dǎo)電性很好，大量用于制造電線、電纜、電刷等；導(dǎo)熱性好，常用來(lái)制造須防磁性干擾的磁學(xué)儀器、儀表，如羅盤(pán)、航空儀表等；塑性極好，易于熱壓和冷壓力加工，可制成管、棒、線、條、帶、板、箔等銅材。純銅產(chǎn)品有冶煉品及加工品兩種。分別見(jiàn)表1和表2。
表1 冶煉銅的牌號(hào)、成分及用途
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牌號(hào) |
代號(hào) |
成分(%) |
用途 |
|
|
銅 |
雜質(zhì)總和 |
|||
|
一號(hào)銅 |
Cu-1 |
≥99.95 |
≤0.05 |
適用于電解銅,供溶鑄銅線錠、銅錠、銅棒和鑄造合金用 |
|
二號(hào)銅 |
Cu-2 |
≥99.90 |
≤0.10 |
適用于電工用銅線錠，供壓延導(dǎo)電線材、銅棒和型材用 |
表2 加工銅的組別、牌號(hào)及成分
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組成
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牌號(hào)
|
代號(hào)
|
化學(xué)成分(%) |
用途 |
||
|
銅+銀 |
其它 |
雜質(zhì)總和 |
|
|||
|
純銅 |
一號(hào)銅 |
T1 |
≥99.95 |
|
≤0.05 |
導(dǎo)電和高純度合金用 |
|
二號(hào)銅 |
T2 |
≥99.90 |
|
≤0.10 |
導(dǎo)電用 |
|
|
三號(hào)銅 |
T3 |
≥99.70 |
|
≤0.30 |
一般用 |
|
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無(wú)氧銅 |
一號(hào)無(wú)氧銅 |
TU1 |
≥99.97 |
|
≤0.03 |
電真空器件和儀器、儀表用 |
|
二號(hào)無(wú)氧銅 |
TU2 |
≥99.95 |
|
≤0.05 |
||
|
磷脫氧銅 |
一號(hào)脫氧銅 |
TP1 |
≥99.90 |
磷0.005-0.012 |
≤0.10 |
焊接等用 |
|
二號(hào)脫氧銅 |
TP2 |
≥99.98 |
磷0.013-0.050 |
≤0.15 |
||
|
銀銅 |
0.1銀銅 |
TAg0.1 |
銅≥99.95 |
銀0.06-0.12 |
≤0.30 |
|
二、銅合金 (1)黃銅
黃銅是銅與鋅的合金。最簡(jiǎn)單的黃銅是銅——鋅二元合金，稱(chēng)為簡(jiǎn)單黃銅或普通黃銅。改變黃銅中鋅的含量可以得到不同機(jī)械性能的黃銅。黃銅中鋅的含量越高，其強(qiáng)度也較高，塑性稍低。工業(yè)中采用的黃銅含鋅量不超過(guò)45%，含鋅量再高將會(huì)產(chǎn)生脆性，使合金性能變壞。
為了改善黃銅的某種性能，在一元黃銅的基礎(chǔ)上加入其它合金元素的黃銅稱(chēng)為特殊黃銅。常用的合金元素有硅、鋁、錫、鉛、錳、鐵與鎳等。在黃銅中加鋁能提高黃銅的屈服強(qiáng)度和抗腐蝕性，稍降低塑性。含鋁小于4%的黃銅具有良好的加工、鑄造等綜合性能。在黃銅中加1%的錫能顯著改善黃銅的抗海水和海洋大氣腐蝕的能力，因此稱(chēng)為“海軍黃銅”。錫還能改善黃銅的切削加工性能。黃銅加鉛的主要目的是改善切削加工性和提高耐磨性，鉛對(duì)黃銅的強(qiáng)度影響不大。錳黃銅具有良好的機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性和抗蝕性；在錳黃銅中加鋁，還可以改善它的性能，得到表面光潔的鑄件。黃銅可分為鑄造和壓力加工兩類(lèi)產(chǎn)品。常用加工黃銅的化學(xué)成分，見(jiàn)表3。
表3 常用加工黃銅的化學(xué)成分
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組別 |
代號(hào) |
主要化學(xué)成分(%) |
雜質(zhì)總和(%) |
||
|
銅 |
鋅 |
其它合金元素 |
|||
|
普通黃銅 |
H96 |
95.0-97.0 |
余量 |
|
≤0.2 |
|
H90 |
88.0-91.0 |
余量 |
|
≤0.2 |
|
|
H80 |
79.0-81.0 |
余量 |
|
≤0.3 |
|
|
H68 |
67.0-70.0 |
余量 |
|
≤0.3 |
|
|
H62 |
60.5-63.5 |
余量 |
|
≤0.5 |
|
|
H59 |
57.0-60.0 |
余量 |
|
≤1.0 |
|
|
鉛黃銅 |
HPb63-3 |
62.0-65.0 |
余量 |
鉛2.4-3.0 |
≤0.75 |
|
HPb59-1 |
57.0-60.0 |
余量 |
鉛0.8-1.9 |
≤1.0 |
|
|
錫黃銅 |
HSn62-1 |
61.0-63.0 |
余量 |
錫0.7-1.1 |
≤0.3 |
|
砷黃銅 |
HSn70-1 |
69.0-71.0 |
余量 |
錫0.8-1.3,砷0.03-0.06 |
≤0.3 |
|
鋁黃銅 |
HAl60-1-1 |
58.0-61.0 |
余量 |
鋁0.7-1.5,砷0.1-0.6,鐵0.7-1.5 |
≤0.7 |
|
鐵黃銅 |
HFe59-1-1 |
57.0-60.0 |
余量 |
鐵0.6-1.2,鋁0.1-0.5, |
≤0.3 |
|
HFe58-1-1 |
56.0-58.0 |
余量 |
錳0.5-0.8,錫0.3-0.7 |
≤0.5 |
|
|
錳黃銅 |
HMn58-2 |
57.0-60.0 |
余量 |
錳1.0-2.0 |
≤1.2 |
|
鎳黃銅 |
HNi65-5 |
64.0-67.0 |
余量 |
鎳5.0-6.5 |
≤0.3 |
|
硅黃銅 |
HSi80-3 |
79.0-81.0 |
余量 |
硅2.5-4.0 |
≤1.5 |
青銅是歷史上應(yīng)用最早的一種合金，原指銅錫合金，因顏色呈青灰色，故稱(chēng)青銅。為了改善合金的工藝性能和機(jī)械性能，大部分青銅內(nèi)還加入其它合金元素，如鉛、鋅、磷等。由于錫是一種稀缺元素，所以工業(yè)上還使用許多不含錫的無(wú)錫青銅，它們不僅價(jià)格便宜，還具有所需要的特種性能。無(wú)錫青銅主要有鋁青銅、鈹青銅、錳青銅、硅青銅等。此外還有成份較為復(fù)雜的三元或四元青銅?，F(xiàn)在除黃銅和白銅(銅鎳合金)以外的銅合金均稱(chēng)為青銅。
錫青銅有較高的機(jī)械性能，較好的耐蝕性、減摩性和好的鑄造性能；對(duì)過(guò)熱和氣體的敏感性小，焊接性能好，無(wú)鐵磁性，收縮系數(shù)小。錫青銅在大氣、海水、淡水和蒸汽中的抗蝕性都比黃銅高。鋁青銅有比錫青銅高的機(jī)械性能和耐磨、耐蝕、耐寒、耐熱、無(wú)鐵磁性，有良好的流動(dòng)性，無(wú)偏析傾向，可得到致密的鑄件。在鋁青銅中加入鐵、鎳和錳等元素，可進(jìn)一步改善合金的各種性能。
青銅也分為壓力加工和鑄造產(chǎn)品兩大類(lèi)。常用加工青銅的化學(xué)成分見(jiàn)表4。
表4 常用加工青銅的化學(xué)成分
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組別 |
代號(hào) |
主要化學(xué)成分(%) |
雜質(zhì)總和(%) |
|||
|
錫 |
鋁 |
錳 |
其它 |
|||
|
錫青銅 |
QSn4-3 |
2.5-4.5 |
|
|
鋅2.7-3.3 |
≤0.3 |
|
QSn4-4-2.5 |
3.0-5.0 |
|
鉛1.5-3.5 |
鋅3.0-5.0 |
≤0.2 |
|
|
QSn6.5-0.1 |
6.0-7.0 |
|
|
磷0.10-0.25 |
≤0.1 |
|
|
QSn6.5-0.4 |
6.0-7.0 |
|
|
磷0.26-0.40 |
≤0.1 |
|
|
鋁青銅 |
QA15 |
|
4.0-6.0 |
|
|
≤1.6 |
|
QA17 |
|
6.0-8.0 |
|
|
≤1.6 |
|
|
QA19-2 |
|
8.0-10.0 |
1.5-2.5 |
|
≤1.7 |
|
|
QA19-4 |
|
8.0-10.0 |
|
|
≤1.7 |
|
|
QA110-3-1.5 |
|
8.5-10.0 |
1.0-2.0 |
鐵2.0-4.0 |
≤1.7 |
|
|
錳青銅 |
QMn1.5 |
|
|
1.2-1.8 |
|
≤0.3 |
|
QMn5 |
|
|
4.5-5.5 |
|
≤0.9 |
|
|
硅青銅 |
QSi1-3 |
硅0.6-1.1 |
|
0.1-0.4 |
|
≤0.5 |
|
QSi3-1 |
硅2.7-3.5 |
|
1.0-1.5 |
|
≤1.1 |
|
|
鈹青銅 |
QBe2 |
鈹1.80-2.10 |
|
|
鎳0.2-0.5 |
≤0.5 |
以鎳為主要添加元素的銅基合金呈銀白色,稱(chēng)為白銅。銅鎳二元合金稱(chēng)普通白銅，加錳、鐵、鋅和鋁等元素的銅鎳合金稱(chēng)為復(fù)雜白銅，純銅加鎳能顯著提高強(qiáng)度、耐蝕性、電阻和熱電性。工業(yè)用白銅根據(jù)性能特點(diǎn)和用途不同分為結(jié)構(gòu)用白銅和電工用白銅兩種，分別滿足各種耐蝕和特殊的電、熱性能。白銅多經(jīng)壓力加工成白銅材，常用加工白銅的組別、化學(xué)成份見(jiàn)表5。
表5 加工白銅的組別和成分
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組別 |
代號(hào) |
主要化學(xué)成分(%) |
雜質(zhì)總和(%) |
|||||
|
鎳+鈷 |
鐵 |
錳 |
鋁 |
鋅 |
銅 |
|||
|
普通白銅 |
B0.6 |
0.57-0.63 |
|
|
|
|
余量 |
≤0.1 |
|
B5 |
4.4-5.0 |
|
|
|
|
余量 |
≤0.5 |
|
|
B19 |
18-20 |
|
|
|
|
余量 |
≤1.3 |
|
|
B25 |
24-26 |
|
|
|
|
余量 |
≤1.8 |
|
|
鐵白銅 |
BFe10-1-1 |
9-11 |
1-1.5 |
0.5-1 |
|
|
余量 |
≤0.7 |
|
BFe30-1-1 |
29-32 |
0.5-1 |
0.5-1.2 |
|
|
余量 |
≤0.7 |
|
|
錳白銅 |
BMn3-12 |
2-3.5 |
0.2-0.5 |
11.5-13.5 |
硅0.1-0.3 |
|
余量 |
≤0.5 |
|
BMn40-1.5 |
39-41 |
1-2 |
|
余量 |
≤0.9 |
|||
|
BMN43-0.5 |
42-44 |
0.1-1 |
|
余量 |
≤0.6 |
|||
|
鋅白銅 |
BZn15-20 |
113.5-16.5 |
|
|
|
余量 |
62-65 |
≤0.9 |
|
BZn15-21-1.8 |
14-16 |
鉛1.5-2 |
|
|
余量 |
60-63 |
≤0.9 |
|
|
BZn15-24-1.5 |
12.5-15.5 |
鉛1.4-1.7 |
0.05-0.5 |
|
余量 |
58-60 |
≤0.75 |
|
|
鋁白銅 |
BAl13-3 |
12-15 |
|
|
|
|
|
≤1.9 |
|
BA16-1.5 |
5.6-6.5 |
|
|
|
|
|
≤1.1 |
|
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