銅合金的熱處理

1、教學(xué)章節(jié)：5.1教學(xué)內(nèi)容：黃銅的熱處理教學(xué)要求：1、了解黃銅的牌號(hào)；2、掌握銅鋅合金相圖。重點(diǎn)難點(diǎn)：銅鋅合金相圖。教學(xué)過(guò)程（板書(shū)設(shè)計(jì)）：以銅為基的銅與鋅的合金稱為黃銅?？煞謨深悾浩胀S銅和特殊黃銅。一、普通黃銅1、牌號(hào)H+xx（xx表示銅的百分含量）例如H68表示含Cu68%含Zn約32%勺黃銅。若為鑄造黃銅，則ZH+xx（xx表示銅的百分含量）例如ZH68表示含Cu68%含Zn約32%勺鑄造黃銅。2、合金相如Cu-Zn相圖所示%Cu基固溶體（FCC,黃銅基體相（3CuZn基固溶體，電子弄得2/3,bcc;丫一CuZte基固溶體，電子濃度21/13,復(fù)雜bcc。黃銅中Zn含量小于50%Cu合金

2、中相主要為、（3、丫。%Cu基固溶體為黃銅基體相。工業(yè)黃銅退火多為%、+（3、B組織。3、工業(yè)黃銅的性質(zhì)與應(yīng)用一般處于H96-H59（如相圖所示）H96-H65:%黃銅H63-H59%+B黃銅在RT情況下，0c-Cu的塑性高于（3-CuZn的塑性，強(qiáng)度低于（3-CuZn的強(qiáng)度；在HT下，正好相反。因此，+（3黃銅熱塑性好，而黃銅冷塑性好。與紫銅相比，黃銅的強(qiáng)度、塑性均優(yōu)，工藝性好，抗蝕性好，且價(jià)格低。因此用途廣、可作各種零件、日用品、管道、散熱器、工藝品、炮彈等。二、特殊黃銅力口Sn、Si、Al、Fe、Ni、As、MnPb等，形成特殊黃銅。Si、Fe、Ni、Mn-改善力學(xué)性能Sn、Si、Al、

3、Fe、Ni、Al提高耐蝕性能PA改善切削性能。1、牌號(hào)（1）、H福三組元元素符號(hào)+xx（xx表示銅含量的百分比）-y（第三組元含量）-z（第四組元含量）例如：HSn70-1表示含Cu70%含Zn29%含Sn約1%勺特殊黃銅HFe59-1-1表示含Cu59%含Zn39%含F(xiàn)e約1%勺特殊黃銅（2）、若為鑄造黃銅，則ZH+I三組元元素符號(hào)+xx（xx表示銅含量的百分比）-y（第三組元含量）-z（第四組元含量）例如：ZHSn70-1表示含Cu70%含Zn29%含Sn約1%勺鑄造特殊黃銅。課后習(xí)題：1、黃銅的熱處理有和兩種。2、簡(jiǎn)述黃銅的熱處理教學(xué)章節(jié)：5.2教學(xué)內(nèi)容：錫青銅的熱處理教學(xué)要求：1、了解

4、錫青銅的牌號(hào)；2、掌握銅錫合金相圖。重點(diǎn)難點(diǎn)：銅錫合金相圖。教學(xué)過(guò)程（板書(shū)設(shè)計(jì)）：早期青銅僅指錫青銅。現(xiàn)在青銅這個(gè)名詞以成為除黃銅和白銅之外的銅合金的總稱。一、錫青銅銅與錫的合金稱為錫青銅。1、牌號(hào)QSn+x（x表示Sn含量）-y（第三組元含量）-z（第四組元含量）例如QSn4-3表示含Sn約4%其它元素約3%勺青銅。QHSn4-3表示含Sn約4%其它元素約3%勺鑄造青銅。2、合金相如下圖Cu-Sn相圖所示：JUCb“3，2SaC wt . 1v3%Cu基固溶體(FCC青銅的基體相，存在退火欒晶;(3CuSn基固溶體，電子濃度3/2,bcc;丫一CuSn基固溶體，電子濃度7/4,fcc;SC5

5、Sn8基固溶體，電子濃度21/13,復(fù)雜立方；eCuiZn基固溶體，電子濃度7/4,密排六方；注意：S-%+e(反應(yīng)慢)一般不出現(xiàn)所以：(1)一般合金RT組織通常為+(%+S)共晶組織；(2) Sn擴(kuò)散慢，結(jié)晶范圍寬，偏析嚴(yán)重；(3)鑄錠中易于出現(xiàn)分散縮孔和反偏析(錫汗)現(xiàn)象。3、性能、不出現(xiàn)S相時(shí)，SnT,強(qiáng)度和塑性都J,出現(xiàn)S相時(shí)，SnT,塑性；,而強(qiáng)度T。但是大量的5相也會(huì)引起強(qiáng)度(2)、具有良好的抗蝕性能，由于生成了CuO或2CuCO-Cu(OH薄膜，故可作船舶零件，這也是青銅器可以長(zhǎng)久保持的原因。(3) 、鑄造工藝性能不好(相對(duì)而言的)，但因分散縮孔多，體積縮小，可鑄造尺寸準(zhǔn)確、花紋

6、清晰的工藝品。(4) 、熱軋難，擠壓易，通常需要均勻化退火。4、工業(yè)錫青銅二元合金少，通常加P、Pb、Zn等元素課后習(xí)題1、簡(jiǎn)述錫青銅的熱處理教學(xué)章節(jié)：5.3教學(xué)內(nèi)容：鋁青銅的熱處理教學(xué)要求：1、了解鋁青銅的牌號(hào)；2、掌握銅鋁合金相圖。重點(diǎn)難點(diǎn)：銅鋁合金相圖。教學(xué)過(guò)程（板書(shū)設(shè)計(jì)）：當(dāng)主要添加元素為鋁時(shí)稱為鋁青銅。鋁青銅具有良好的機(jī)械性能、耐蝕性能和抗磨性能，是各種青銅中應(yīng)用最廣泛的一個(gè)。1、牌號(hào)與上述錫青銅相同QAl+x（x表示Al含量）-y（第三組元含量）-z（第四組元含量）例如Qal4-3表示含Al約4%其它元素約3%勺青銅。2、合金相如下圖Cu-Al合金相圖所示：%Cu基固溶體（FCC,

7、鋁青銅的基體相，存在退火欒晶；（3CuAl基固溶體，電子弄得3/2,bcc;丫2CuAL基固溶體，電子濃度21/13，復(fù)雜立方；慢冷，在565C,B-%+1（自回火現(xiàn)象），導(dǎo)致合金脆化;快冷，低鋁者，（3-B（馬氏體）高鋁者，（3-B1-B或丫（均為馬氏體）通常選擇快冷，而且工業(yè)鋁青銅Al13%屬于低鋁者，快冷組織為r馬氏體，但實(shí)際鑄造組織重也可能有+丫2組織存在。3、性能（1）機(jī)械性能優(yōu)于黃銅、錫青銅；（2）大氣、海水、大多數(shù)有機(jī)酸中耐蝕性好；（3）耐磨、耐寒、沖擊不產(chǎn)生火花（有油易燃時(shí)有利）4、工業(yè)鋁青銅二元合金QA15,、QA17（屬于單相組織，枝晶和欒晶，耐蝕、耐磨、彈性材料，如彈簧）

8、多元合金（通常加Fe、Mn、Ni等）Qal9-4（Fe）:Fe加入，細(xì)化組織，HBT,耐磨性T,防止自回火，可熱處理強(qiáng)化，用于船舶電器零件；QA19-2（M,:Mn加入，耐蝕性T,防止自回火，用于海輪上的零件；QAl11-6-6（Fe、Ni）：綜合性能最佳，主要用于重要的重型零件，應(yīng)用與機(jī)械，航空工業(yè)的高強(qiáng)耐磨齒輪，可用溫度高達(dá)500.課后習(xí)題：1、簡(jiǎn)述鋁青銅的熱處理教學(xué)章節(jié)：5.4教學(xué)內(nèi)容：鉞青銅的熱處理教學(xué)要求：1、了解鉞青銅的牌號(hào)和成分；2、掌握銅鉞合金相圖。重點(diǎn)難點(diǎn)：銅鉞合金相圖。教學(xué)過(guò)程（板書(shū)設(shè)計(jì)）：鉞青銅是硬度、強(qiáng)度最高的、也是綜合性能（尤其是彈性模量高、抗疲勞強(qiáng)度高、耐磨耐蝕、導(dǎo)

9、電導(dǎo)熱性好，耐寒、無(wú)磁性、沖擊不差產(chǎn)生火花等）最好的銅合金，oh1250-1500MpaHB350-400,主要用于彈性零件和耐磨零件。最大問(wèn)題是Be貴，而且有毒，限制了它的應(yīng)用。1、牌號(hào)與成分牌號(hào)與錫青銅相同。鉞青銅中的Be通常處于1.5-2.5%,雖然少但作用大，溶解度從高溫Max2.7一室溫0.2,變化大，而且脫溶有強(qiáng)烈的時(shí)效強(qiáng)化效果。2、合金相如Cu-Be相圖所示：%Cu基固溶體（FCC,鉞青銅的基體相，存在退火欒晶;丫LCuBe,bcc;丫2CuBe,有序bcc（時(shí)效強(qiáng)化原因）；時(shí)效時(shí)，丫17%+丫2因此最終相組成：+Y2組織組成：+（%+丫2）3、時(shí)效特點(diǎn)（1）脫溶序列過(guò)飽和的-固

10、溶體一丫（片狀GP-）一丫一丫2其中丫（片狀GP-）一丫發(fā)展時(shí)強(qiáng)度最高；（2）為了達(dá)到最高強(qiáng)度，時(shí)效溫度應(yīng)不超過(guò)330C,否則會(huì)發(fā)生晶界反應(yīng)，即發(fā)生不連續(xù)脫溶，不利于性能。4、工業(yè)鉞銅二元合金QBe1.5QBe2等課后習(xí)題：1、鉞青銅的熱處理分、退火三類。2、簡(jiǎn)述鉞青銅和硅青銅的熱處理。教學(xué)章節(jié)：5.5教學(xué)內(nèi)容：白銅的熱處理教學(xué)要求：1、了解白銅的牌號(hào)；2、掌握銅鎳合金相圖。重點(diǎn)難點(diǎn)：銅鎳合金相圖。教學(xué)過(guò)程（板書(shū)設(shè)計(jì)）：以Ni為主要合金元素的銅基合金稱為白銅。白銅可分為兩類：普通白銅Cu-Ni二元合金復(fù)雜白銅一Cu-Ni-X多元合金，（X=Ni、Fe、MnAl、Zn、Pb等）1、牌號(hào)（1）普通

11、白銅：B+xx（xx表示Ni含量的百分比）例如：B19表示含Ni約19%含Cu約81%勺Cu-Ni二元合金（白銅）（2）復(fù)雜白銅：B璃三組元元素符號(hào)+x（Ni的含量）-y（第三組元含量）-z（第四組元含量）例如：BZn15-20表示含Ni約15%含Zn約20%含Cu約65%勺復(fù)雜白銅2、合金元素的作用與復(fù)復(fù)白銅Ni:與銅形成完全固溶體，NiT,6T,電阻T,抗蝕性T,熱電勢(shì)T,普通白銅Fe：細(xì)化晶粒，F(xiàn)eT,6T,抗蝕性6T（抗海水沖擊腐蝕明顯增強(qiáng)），鐵白銅Mn電阻率T,電阻溫度系數(shù)鎰白銅Al:生成Ni3Al、NizAl,oT,熱處理可強(qiáng)化，鋁白銅Zn：耐蝕性T,顏色銀白，鋅白銅（亦稱中國(guó)銀、

12、德國(guó)銀）Pb：易切削3、主要應(yīng)用（1）結(jié)構(gòu)用白銅：除B0.6，錳白銅等常作補(bǔ)償導(dǎo)線、標(biāo)準(zhǔn)電阻、熱電偶等電器電工材料外，其余白銅均可作結(jié)構(gòu)件；（2）錳白銅：精密電工儀表材料BMn3-12（錳銅）標(biāo)準(zhǔn)電阻（電橋、電位計(jì)）BMn40-1.5（康銅）電熱體、熱電偶BMn43-0.5（考銅）變阻器、熱電偶、補(bǔ)償導(dǎo)線等等教學(xué)章節(jié)：5.6教學(xué)內(nèi)容：銅及銅合金熱處理的特點(diǎn)教學(xué)要求：1、了解光亮退火。重點(diǎn)難點(diǎn)：光亮退火。教學(xué)過(guò)程（板書(shū)設(shè)計(jì)）：一、類型銅及銅合金的熱處理包括均勻化退火、回復(fù)與再結(jié)晶退火、淬火時(shí)效等等，但在具體應(yīng)用中不同合金，采用不同的類型。鋁青銅、鋯青銅、鉻青銅、鈹青銅都是熱處理可強(qiáng)化合金，淬火時(shí)效在鈹青銅中很普遍，但其他則不一定。二、存在的問(wèn)題1、低溫退火硬化現(xiàn)象2、光亮退火目的：防止氧化、吸氣，提高表面質(zhì)量在保護(hù)性氣氛中或真空中退火，保證表面十分漂亮保護(hù)性氣氛：水蒸氣、分解氨、不完全燃燒的脫水氨、氮?dú)?、干燥氫、不完全燃燒的煤氣或其他可燃?xì)怏w，但具體選擇，與合金本性、種