導讀: 微量元素進入銅棒 黃銅棒是不可避免的，由于元素特性的不同，可以不固溶于銅棒 黃銅棒、微量固溶、大量固溶、無限互溶，固溶度隨溫度下降而激烈降低、固相下有復雜相變等，因此對銅棒 黃銅棒性能的影響千差萬別.現(xiàn)對各元素對銅棒 黃銅棒性能的影響分別加以介紹。氫氫在銅棒 黃銅棒中的行為是人們正在研究的課題，氫與銅棒 黃銅棒不形成氫化物，氫在液態(tài)和固態(tài)銅棒 黃銅棒中的溶解度隨著溫度升高而增大，特別是在液態(tài)銅棒 黃銅棒中有很大的溶解度，在凝固時，會在銅棒 黃銅棒中形成氣孔，從而導致銅棒 黃銅棒制品的脆性和表面起皮；在固態(tài)銅棒 黃銅棒中，氫以質子狀態(tài)存在，氫的電子填充銅棒 黃銅棒原子的S層軌道，形成質子型固溶體，氫對銅棒 黃銅棒的性能雖然影響甚微，但氫對銅棒 黃銅棒及銅棒 黃銅棒合金來說是有害的，含氧銅棒 黃銅棒在氫氣中退火時會產(chǎn)生裂紋，即“氫病”，原因是發(fā)生Cu2O＋H2 2Cu＋H2O反應，產(chǎn)生的水蒸氣會造成氣孔和裂紋；各種元素對氫在銅棒 黃銅棒中的溶解度影響不一，其中Ni、Mn等元素引起溶解度增加，P、Si等元素減少氫在銅棒 黃銅棒中的溶解度，可以通過減少熔煉時間，調整成分，控制爐料中氫氣含量，熔體表面采用木炭覆蓋等辦法減少銅棒 黃銅棒中氫的含量。氧氧在銅棒 黃銅棒的生產(chǎn)過程中是不可避免的，其影響也非常重要，氧很少固溶于銅棒 黃銅棒，1065℃時為0.06％,600℃時為0.002％（重量比）；氧在銅棒 黃銅棒中除極少易固溶外，均以Cu2O形式存在，銅棒 黃銅棒的氧化物不固溶于銅棒 黃銅棒，呈現(xiàn)Cu＋Cu2O共晶組織，分布于晶界，共晶反應為：L含氧0.39％ 1065℃ α含氧0.01％＋Cu2O,亞共晶銅棒 黃銅棒中的含氧量與共晶量成正比,可在顯微鏡下與標準圖片比較來測定銅棒 黃銅棒中的含氧量。氧對銅棒 黃銅棒及合金性能的影響是復雜的,微量氧對銅棒 黃銅棒的導電率和機械性能影響甚微,工業(yè)銅棒 黃銅棒具有很高的導電率,其原因是氧作為清潔劑,可以從銅棒 黃銅棒中掉許多有害雜質，以氧化物形式進入爐渣，特別是能夠砷、銻、鉍等元素，含有少量氧的銅棒 黃銅棒其導電率可以達到100-103％±ACS,高純銅棒 黃銅棒如6N銅棒 黃銅棒在深冷條件下電阻值是相當?shù)偷摹ｋ娬婵諛嫾勉~棒 黃銅棒應嚴格控制其中氧的含量，其原因是電真空器件需要在氫氣中密封，銅棒 黃銅棒中氧的存在會導致氫病發(fā)生，引起器件高真空環(huán)境破壞，因此電真空用銅棒 黃銅棒應該是無氧銅棒 黃銅棒，中國 標準中規(guī)定無氧銅棒 黃銅棒中含氧量小于20ppm，美國ASTM標準中規(guī)定為3ppm，為控制氧含量，在無氧銅棒 黃銅棒生產(chǎn)中都應選擇優(yōu)質電解銅棒 黃銅棒原料，在熔煉工藝中采取還原性氣氛，加強熔池表面覆蓋，一般使用木炭保護；銅棒 黃銅棒及銅棒 黃銅棒合金熔煉時，一般均應進行脫氧，脫氧劑有磷、硼、鎂等，以中間合金方式加入，磷是有效的脫氧劑，不過應嚴格控制磷的殘留量，因其能夠強烈降低銅棒 黃銅棒及合金的導電率。銻、鉍、硫、碲、硒這些元素在銅棒 黃銅棒中固溶度極小，室溫下基本不溶于銅棒 黃銅棒，它們以金屬化合物形式存在，分布于晶界，對銅棒 黃銅棒的的導電、導熱影響不大，但是都嚴重的惡化了銅棒 黃銅棒及合金的塑性加工性能，應該嚴格控制其含量，各國標準中規(guī)定不應超出0.005％；由于含有這些元素的銅棒 黃銅棒，具有良好的切削性能，在工程技術界也有應用，比如鉍鉬，可以作為真空開關中斷路器的觸頭，在斷路時，防止開關觸頭的沾結，鉍銅棒 黃銅棒中含鉍量可高達0.5％-1.0％；含碲0.15-0.5％的碲銅棒 黃銅棒合金，可作為高導電、易切削無氧銅棒 黃銅棒使用，能夠加工成精密的電子原器件；作為特殊用途的銅棒 黃銅棒合金，可以加入這些元素，但其加工工藝是特殊的，可采用包套擠壓、冷擠、鑄造、粉末冶金等方法。砷、硼砷在銅棒 黃銅棒中有很大的固溶度，在α固溶體中的可達6.8-7.0％，砷在銅棒 黃銅棒中存在強烈的降低其導電率和導熱性能，一般作為變質劑加入，特別是對黃銅棒 黃銅棒冷凝器合金來說更為寶貴，近一百年來火電和艦船冷凝器管材使用實踐表明，含砷0.1-0.15％的黃銅棒 黃銅棒，能夠防止黃銅棒 黃銅棒脫鋅腐蝕，解決了黃銅棒 黃銅棒冷凝管早期泄漏的致命問題，所以各國材料標準中都規(guī)定必須加入砷，經(jīng)驗表明，不含砷的HSn70-1冷凝管，經(jīng)常在使用初期的2-3年內(nèi)發(fā)生泄漏事故，而加入砷之后，壽命可增至15-20年，被稱為銅棒 黃銅棒合金研究中重大的技術進步；砷之所以能夠防止黃銅棒 黃銅棒脫鋅腐蝕，許多研究表明，砷能夠降低銅棒 黃銅棒的電極電位，從而降低了電化學腐蝕傾向；由于砷的氧化物污染環(huán)境，對人體有害，所以熔煉合金的工廠都應有專門的環(huán)保和防護措施；砷應以中間合金方式加入，砷銅棒 黃銅棒中間合金中砷含量可達15-20％，一般由熔煉工廠自己制作。硼在銅棒 黃銅棒中固溶度不大，一般作為脫氧劑使用，殘余的硼可以細化晶粒，人們發(fā)現(xiàn)硼的變質作用十分顯著，在加砷黃銅棒 黃銅棒合金中同時加入0.01-0.04％硼，具有更好的防止黃銅棒 黃銅棒脫鋅腐蝕；硼的氧化物是銅棒 黃銅棒合金熔煉時優(yōu)良覆蓋劑，已經(jīng)被廣泛的使用；在銅棒 黃銅棒的焊接材料中也普遍的加入硼，可防止焊接金屬的氧化。磷銅棒 黃銅棒磷二元相固表明，在714℃時存在著共晶反應：L8.4％→α1.75％＋Cu3P，隨著溫度降低，磷在銅棒 黃銅棒中的固溶量迅速減少，300℃時為0.6％，200℃時為0.4％；固溶于銅棒 黃銅棒中的磷顯著的降低其導電率，含P0.014％的軟帶導電率為94％IACS，含P0.14％的導電率僅為45.2％；磷是有效、成本 的脫氧劑，微量磷的存在，可以提高熔體的流動性，改善銅棒 黃銅棒及合金的焊接性能、耐蝕性能、提高抗軟化程度，所以磷又是銅棒 黃銅棒及合金的寶貴添加元素，含P0.015-0.04％的磷銅棒 黃銅棒合金，廣泛用于生產(chǎn)建筑用水道管、制冷和空調器散熱管、艦船海水管路；低磷銅棒 黃銅棒合金板、帶材在電子和化工工業(yè)中廣泛應用，集成電路引線框架銅棒 黃銅棒帶也大量使用低磷銅棒 黃銅棒合金；共晶成份的磷銅棒 黃銅棒合金，是優(yōu)良的焊接材料，高磷銅棒 黃銅棒合金在580-620℃之間具有超塑性，可以熱擠成φ3-φ5毫米焊絲，是焊接銅棒 黃銅棒及銅棒 黃銅棒合金、鋼和銅棒 黃銅棒零件的重要材料。鉛鉛不固溶于銅棒 黃銅棒，在銅棒 黃銅棒合金中固溶度也很小，與銅棒 黃銅棒形成易溶共晶組織，38。0-。。％范圍的鉛，液態(tài)下與銅棒 黃銅棒液互不混熔，凝固時形成偏晶組織；固態(tài)下，鉛在銅棒 黃銅棒中以單質狀態(tài)分布，可以分布在晶內(nèi)和晶介，含鉛的銅棒 黃銅棒合金，在發(fā)生相變或再結晶時，晶介的鉛可以轉移到晶內(nèi)；鉛對銅棒 黃銅棒及合金導電和導熱性能無顯著影響，但可以改善切削性能，鉛質點又是固相，正是軸承材料所希望的，所以含鉛銅棒 黃銅棒及合金是寶貴的易切削材料與軸承材料，因其成本低廉更為市場所歡迎，含鉛黃銅棒 黃銅棒使用極為廣泛，鉛的質點越細小，分布越均勻，性能越優(yōu)良，含鉛銅棒 黃銅棒及合金可以鑄態(tài)使用，也可以壓力加工，鉛黃銅棒 黃銅棒在高溫（500℃以上）為單相β，熱加工性能優(yōu)良，可以承受大的熱變形，而在常溫下F為α相和α＋β相區(qū)，冷變形時變形抗力大，塑性較差，過大的加工率會使合金材料產(chǎn)生裂紋；隨著科學技術的發(fā)展，常規(guī)使用的鉛黃銅棒 黃銅棒中含鉛量已由0.8-2.5％增加至5％以上,新型的含鉛紫銅棒 黃銅棒、黃銅棒 黃銅棒、青銅棒 黃銅棒、白銅棒 黃銅棒正不斷地被開發(fā)出來；特別應該指出的是，含鉛銅棒 黃銅棒合金對原料的適應性極強，可以直接使用再生銅棒 黃銅棒生產(chǎn)含鉛銅棒 黃銅棒合金，這對銅棒 黃銅棒加工企業(yè)非常重要。隨著技術進步發(fā)現(xiàn)，含鉛銅棒 黃銅棒及合金在使用中，有鉛的溶出，對環(huán)境造成污染，因此具有優(yōu)良切屑性能的無鉛銅棒 黃銅棒合金研究正在展開，特別是廣泛使用的鉛黃銅棒 黃銅棒材料的代用問題已經(jīng)提到日程，其中可以考慮的替代元素是鉍、硫、硅等。鐵、鋯、鉻、硅、銀、鈹、鎘這七種金屬元素的共同特點是：它們有限固溶于銅棒 黃銅棒，固溶度隨著溫度變化而激烈的變化，當溫度從合金結晶完成之后開始下降時，它們在銅棒 黃銅棒中的固溶度也開始降低，以金屬化合物或單質形態(tài)從固相中析出，當這些元素固溶于銅棒 黃銅棒中，能夠明顯地提高其強度，具有固溶強化效應，當它們從固相中析出時，又產(chǎn)生了彌散強化效果，導電和導熱性能得到了恢復，它們是典型的時效熱處理型銅棒 黃銅棒合金，通過淬火（950℃—980℃、淬水）和時效（450℃—550℃、2-4小時），可以獲得高強導電性能；其中微量銀，對銅棒 黃銅棒的導電率、導熱率降低不大，并能顯著提高再結晶溫度、抗蠕變性能和耐磨性能，廣泛用于電機整流子，近來又普遍用于制造高速列車的接觸導線，鎘銅棒 黃銅棒具有沖擊時不發(fā)生火花特性，是重要的航空儀表材料，由于鎘具有毒性，污染環(huán)境，用途日益縮小；鈹銅棒 黃銅棒是的彈性材料，鈹對銅棒 黃銅棒的強化為顯著，熱處理后的鈹銅棒 黃銅棒強度，可達純銅棒 黃銅棒的4-5倍；鐵可以細化晶粒，改善銅棒 黃銅棒及合金性能，在要求抗磁的環(huán)境下，應嚴格控制鐵的含量，一般應控制在0.003％以下；鋯、鉻銅棒 黃銅棒合金具有很高的導電率，在航天發(fā)動機中有重要的應用；硅青銅棒 黃銅棒具有高的強度和耐磨性能,鐵、鋯、鉻青銅棒 黃銅棒是的高強高導銅棒 黃銅棒合金，在電極制造中有重要應用；鐵、硅、鋯、鉻銅棒 黃銅棒合金成了集成電路引線框架銅棒 黃銅棒合金的基礎，其合金成分、性能的研究非常活躍。鋅、錫、鋁、鎳這四個元素的共同特點是在銅棒 黃銅棒中固溶度很大，分別為39.9％、15.8％9.4％，鎳則無限互溶，它們與銅棒 黃銅棒形成連續(xù)固溶體，具有寬闊的單相區(qū)，它們能夠明顯地提高銅棒 黃銅棒的機械性能、耐蝕性能，但都使銅棒 黃銅棒的導電、導熱性能降低，與其它金屬材料相比較，仍屬于優(yōu)良的導電和導熱材料，它們與銅棒 黃銅棒形成寶貴的合金，可分為黃銅棒 黃銅棒、青銅棒 黃銅棒、白銅棒 黃銅棒合金，構筑了龐大合金系的基礎，這些合金具有的綜合性能，比如，黃銅棒 黃銅棒具有高強、耐磨、耐蝕、高導熱、低成本；青銅棒 黃銅棒具有高強、耐磨、耐蝕；白銅棒 黃銅棒具有極為的耐惡劣水質和海水腐蝕性能，所有這些優(yōu)點都是其它金屬材料不能代替的。難熔金屬鎢、鉬、鉭、鈮不固溶于銅棒 黃銅棒，微量存在可以作為結晶核心細化晶粒、提高再結晶溫度，粉末法生產(chǎn)的鎢銅棒 黃銅棒、鉬銅棒 黃銅棒具有很高的耐熱性能，比容很大，導熱性優(yōu)于難熔合金，是重要的熱沉材料，用于電子工業(yè)中的固體器件。 稀貴金屬中金、鈀、鉑、銠與銅棒 黃銅棒無限互溶，是寶貴的焊料合金，用于電子元器件的封裝和各種觸點；其它稀有、稀散和阿系元素微量存在于銅棒 黃銅棒中，或與銅棒 黃銅棒形成合金，在特殊環(huán)境中有著重要應用，許多元素在銅棒 黃銅棒中行為的研究正不斷深化。其它金屬元素對銅棒 黃銅棒的影響鎂、鋰、鈣有限固溶于銅棒 黃銅棒，錳與銅棒 黃銅棒無限互溶，這四個元素都可作為銅棒 黃銅棒的脫氧劑；錳可以提高銅棒 黃銅棒的強度，低錳銅棒 黃銅棒合金具有高強和耐蝕性能，在化學工程中有所應用，錳銅棒 黃銅棒電阻溫度系很少，是優(yōu)良的電阻合金；由于有同素異晶轉變，使銅棒 黃銅棒錳合金固態(tài)下相變十分復雜，固相下具有調幅分解，變晶轉變等過程，具有減振降噪性能，是的阻尼合材料。以鈰為代表的稀土元素幾乎不固溶于銅棒 黃銅棒，它們在銅棒 黃銅棒中的作用是變質和凈化，可以脫硫與脫氧，并能與低熔點雜質形成高熔點化合物，有害作用，提高銅棒 黃銅棒及合金的塑性，在上引鑄造線坯中加入稀土元素，能夠改善塑性，減少冷加工的裂紋。（網(wǎng)絡） [轉載需保留出處 – 長江有色網(wǎng)] 【標題】一文讀懂元素對銅棒 黃銅棒性能的影響 鏈接：https://www.ccmn.cn/yszs/120555 著作權歸本公司所有,轉載請注明出處。