铜合金的热处理课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,5-1,黄铜的热处理,5-2,锡青铜的热处理,5-3,铝青铜的热处理,5-4,铍青铜的热处理,5-5,白铜的热处理,5-6,铜及铜合金热处理的特点,第五章 铜合金的热处理,5-1黄铜的热处理第五章 铜合金的热处理,1,5-1,黄铜的热处理,以铜为基的铜与锌的合金称为黄铜。,可分两类：普通黄铜和特殊黄铜。,5-1黄铜的热处理以铜为基的铜与锌的合金称,2,一、普通黄铜,1.,牌号,H+xx,（,xx,表示铜的百分含量）,例如,H68,表示含,Cu68%,，含,Zn,约,32%,的黄铜。,若为铸造黄铜，则,ZH+xx,（,xx,表示铜的百分含量）,例如,ZH68,表示含,Cu68%,，含,Zn,约,32%,的铸造黄铜。,一、普通黄铜1.牌号H+xx（xx表示铜的百分含量）,3,2.,合金相,Cu-Zn,相图,Cu,基固溶体（,FCC,），黄铜基体相；,CuZn,基固溶体，电子弄得,2/3,，,bcc,；,Cu5Zn8,基固溶体，电子浓度,21/13,，复杂,bcc,。,2.合金相 Cu-Zn,4,3.,工业黄铜的性质与应用,一般处于,H96-H59,（如相图所示）,H96-H65,：,黄铜,H63-H59,：,+,黄铜,在,RT,情况下，,-Cu,的塑性高于,-CuZn,的塑性，强度低于,-CuZn,的强度；,在,HT,下，正好相反。因此，,+,黄铜热塑性好，而,黄铜冷塑性好。,与紫铜相比，黄铜的强度、塑性均优，工艺性好，抗蚀性好，且价格低。因此用途广、可作各种零件、日用品、管道、散热器、工艺品、炮弹等。,3.工业黄铜的性质与应用一般处于H96-H59（如相图所,5,二、特殊黄铜,加,Sn,、,Si,、,Al,、,Fe,、,Ni,、,As,、,Mn,、,Pb,等，形成特殊黄铜。,Si,、,Fe,、,Ni,、,Mn,改善力学性能,Sn,、,Si,、,Al,、,Fe,、,Ni,、,As,提高耐蚀性能,Pb,改善切削性能。,二、特殊黄铜加Sn、Si、Al、Fe、Ni、As、Mn、Pb,6,1.,牌号,（,1,）、,H+,第三组元元素符号,+xx,（,xx,表示铜含量的百分比）,-y,（第三组元含量）,-z,（第四组元含量）,例如：,HSn70-1,表示含,Cu70%,、含,Zn29%,、含,Sn,约,1%,的特殊黄铜,HFe59-1-1,表示含,Cu59%,、含,Zn39%,、含,Fe,约,1%,的特殊黄铜,（,2,）、若为铸造黄铜，则,ZH+,第三组元元素符号,+xx,（,xx,表示铜含量的百分比）,-y,（第三组元含量）,-z,（第四组元含量）,例如：,ZHSn70-1,表示含,Cu70%,、含,Zn29%,、含,Sn,约,1%,的铸造特殊黄铜。,1.牌号（1）、H+第三组元元素符号+xx（xx表示铜,7,一、锡青铜,早期青铜仅指锡青铜。现在青铜这个名词以成为除黄铜和白铜之外的铜合金的总称。,5-2,锡青铜的热处理,一、锡青铜 早期青铜仅指锡青铜。现在青铜这个名词以,8,1、牌号,QSn+x（x表示Sn含量）-y（第三组元含量）-z（第四组元含量）,例如QSn4-3表示含Sn约4%，其它元素约3%的青铜。,QH Sn4-3表示含Sn约4%，其它元素约3%的铸造青铜。,1、牌号,9,2、合金相,Cu-Sn相图,2、合金相 Cu-Sn,10,Cu基固溶体（FCC）青铜的基体相，存在退火栾晶；,Cu5Sn基固溶体，电子浓度3/2，bcc；,Cu3Sn基固溶体，电子浓度7/4，fcc；,Cu31Sn8基固溶体，电子浓度21/13，复杂立方；,Cu3Zn基固溶体，电子浓度7/4，密排六方；,注意：+（反应慢）一般不出现,所以：（1）一般合金RT组织通常为+（+）共晶组织,（2）Sn扩散慢，结晶范围宽，偏析严重；,（3）铸锭中易于出现分散缩孔和反偏析（锡汗）现象。,Cu基固溶体（FCC）青铜的基体相，存在退火栾晶；,11,3、性能,(1)不出现相时，Sn，强度和塑性都，出现相时，Sn，塑性，而强度。但是大量的相也会引起强度。,(2)具有良好的抗蚀性能，由于生成了Cu2O或2CuCO3Cu（OH）薄膜，故可作船舶零件，这也是青铜器可以长久保持的原因。,(3)铸造工艺性能不好（相对而言的），但因分散缩孔多，体积缩小，可铸造尺寸准确、花纹清晰的工艺。,(4)热轧难，挤压易，通常需要均匀化退火。,3、性能(1)不出现相时，Sn，强度和塑性都，出现相,12,5-3,铝青铜的热处理,当主要添加元素为铝时称为铝青铜。,铝青铜具有良好的机械性能、耐蚀性能和抗磨性能，是各种青铜中应用最广泛的一个。,5-3铝青铜的热处理当主要添加元素为铝时称,13,1,、牌号与上述锡青铜相同,QAl+x,（,x,表示,Al,含量）,-y,（第三组元含量）,-z,（第四组元含量）,例如,Qal4-3,表示含,Al,约,4%,，其它元素约,3%,的青铜。,1、牌号与上述锡青铜相同 QAl+x（x表示Al,14,2,、合金相,Cu-Al,合金相图,2、合金相,15,Cu,基固溶体（,FCC,），铝青铜的基体相，存在退火栾晶；,Cu3Al,基固溶体，电子弄得,3/2,，,bcc,；,2,Cu4Al9,基固溶体，电子浓度,21/13,复杂立方；,慢冷，在,565,，,+2,（自回火现象），导致合金脆化；,快冷，低铝者，,（马氏体）,高铝者，,1,或,（均为马氏体）,通常选择快冷，而且工业铝青铜,Al,13%,，属于低铝者，快冷组织为,马氏体，但实际铸造组织重也可能有,+2,组织存在。,Cu基固溶体（FCC），铝青铜的基体相，存在退火,16,3.,性能,（,1,）机械性能优于黄铜、锡青铜；,（,2,）大气、海水、大多数有机酸中耐蚀性好；,（,3,）耐磨、耐寒、冲击不产生火花（有油易燃时有利）,3.性能（1）机械性能优于黄铜、锡青铜；,17,4.,工业铝青铜,二元合金,QAl5,、,QAl7,（属于单相,组织，枝晶和栾晶，耐蚀、耐磨、弹性材料，如弹簧）,多元合金（通常加,Fe,、,Mn,、,Ni,等）,Qal9-4(Fe):Fe,加入，细化组织，,HB,，耐磨性，防止自回火，可热处理强化，用于船舶电器零件；,QAl9-2,（,Mn,）：,Mn,加入，耐蚀性，防止自回火，用于海轮上的零件；,QAl11-6-6,（,Fe,、,Ni,）：综合性能最佳，主要用于重要的重型零件，应用与机械，航空工业的高强耐磨齿轮，可用温度高达,500,。,4.工业铝青铜,18,5-4,铍青铜的热处理,铍青铜是硬度、强度最高的、也是综合性能（尤其是弹性模量高、抗疲劳强度高、耐磨耐蚀、导电导热性好，耐寒、无磁性、冲击不差产生火花等）最好的铜合金，,h1250-1500Mpa,，,HB350-400,，主要用于弹性零件和耐磨零件。最大问题是,Be,贵，而且有毒，限制了它的应用。,5-4铍青铜的热处理 铍青铜是硬度、强度最高,19,1,、牌号与成分,牌号与锡青铜相同。,铍青铜中的,Be,通常处于,1.5-2.5%,，虽然少但作用大，溶解度从高温,Max2.7,室温,0.2,，变化大，而且脱溶有强烈的时效强化效果。,1、牌号与成分 牌号与锡青铜相同。,20,2,、合金相,Cu-Be,相图,Cu,基固溶体（,FCC,），铍青铜的基体相，存在退 火栾晶；,1Cu2Be,，,bcc,；,2Cu2Be,，有序,bcc,（时效强化原因）；,2、合金相 Cu-Be相图 Cu基固溶体（FCC）,21,3,、时效特点,（,1,）脱溶序列,过饱和的,-,固溶体,（片状,GP,区）,2,其中,（片状,GP,区）,发展时强度最高；,（,2,）为了达到最高强度，时效温度应不超过,330,，否则会发生晶界反应，即发生不连续脱溶，不利于性能。,3、时效特点,22,5-5,白铜的热处理,以,Ni,为主要合金元素的铜基合金称为白铜。,白铜可分为两类：,普通白铜,Cu-Ni,二元合金,复杂白铜,Cu-Ni-X,多元合金，（,X=Ni,、,Fe,、,Mn,、,Al,、,Zn,、,Pb,等）,5-5 白铜的热处理,23,1,、牌号,（,1,）普通白铜：,B+xx,（,xx,表示,Ni,含量的百分比）,例如：,B19,表示含,Ni,约,19%,、含,Cu,约,81%,的,Cu-Ni,二元合金（白铜）,（,2,）复杂白铜：,B+,第三组元元素符号,+x,（,Ni,的含量）,-y(,第三组元含量,)-z,（第四组元含量）,例如：,BZn15-20,表示含,Ni,约,15%,、含,Zn,约,20%,、含,Cu,约,65%,的复杂白铜,1、牌号,24,2、合金元素的作用与复杂白铜,Ni：与铜形成完全固溶体，Ni，电阻，抗蚀性，热电势，普通白铜,Fe：细化晶粒，Fe，抗蚀性（抗海水冲击腐蚀明显增强），铁白铜,Mn：电阻率，电阻温度系数，锰白铜,Al：生成Ni3Al、Ni2Al，热处理可强化，铝白铜,Zn：耐蚀性，颜色银白，锌白铜（亦称中国银、德国银）,Pb：易切削,2、合金元素的作用与复杂白铜,25,3、主要应用,（1）结构用白铜：除B0.6，锰白铜等常作补偿导线、标准电阻、热电偶等电器电工材料外，其余白铜均可作结构件；,（2）锰白铜：精密电工仪表材料,BMn3-12（锰铜）标准电阻（电桥、电位计）,BMn40-1.5（康铜）电热体、热电偶,BMn43-0.5（考铜）变阻器、热电偶、补偿导线 等等,3、主要应用,26,5-6,铜及铜合金热处理的特点,一、类型,铜及铜合金的热处理包括均匀化退火、回复与再结晶退火、淬火时效等等，但在具体应用中不同合金，采用不同的类型。,铝青铜、锆青铜、铬青铜、铍青铜都是热处理可强化合金，淬火时效在铍青铜中很普遍，但其他则不一定。,5-6 铜及铜合金热处理的特点一、类型,27,二、存在的问题,1,、低温退火硬化现象,2,、光亮退火,目的：防止氧化、吸气，提高表面质量,在保护性气氛中或真空中退火，保证表面十分漂亮,保护性气氛：水蒸气、分解氨、不完全燃烧的脱水氨、氮气、干燥氢、不完全燃烧的煤气或其他可燃气体，但具体选择，与合金本性、种类和退火要求有关。,二、存在的问题,28,铜合金的热处理课件,29,