假如是由二種以上的元素構成的多種合金就稱為分外黃銅。如由鉛、錫、錳、鎳、鐵、硅構成的銅合金。黃銅有較強的耐磨性質。分外黃銅又叫特種黃銅,它強度高、硬度大、耐化學腐化性強。另有切削加工的機器性質也較凸起。由黃銅所拉成的無縫銅管,質軟、耐磨性質強。黃銅無縫管可用于熱交換器和冷凝器、低溫管路、海底運輸管。制造板料、條材、棒材、管材,鍛造整機等。含銅在62%~68%,塑性強,制造耐壓裝備等。依據黃銅中所含合金元素品種的分歧,黃銅分為通俗黃銅和分外黃銅兩種。
壓力加工用的黃銅稱為變形黃銅。黃銅以鋅作重要增加元素的銅合金﹐具備雅觀的黃色﹐統稱黃銅。銅鋅二元合金稱通俗黃銅或稱簡略黃銅。三元以上的黃銅稱分外黃銅或稱繁雜黃銅。含鋅低於36%的黃銅合金由固溶體構成﹐具備良好的冷加工性質﹐如含鋅30%的黃銅罕用來制造彈殼﹐俗稱彈殼黃銅或七三黃銅。含鋅在36~42%之間的黃銅合金由和固溶體構成﹐此中罕用的是含鋅40%的六四黃銅。為了改良通俗黃銅的性質﹐常增加其余元素﹐如鋁﹑鎳﹑錳﹑錫﹑硅﹑鉛等。鋁能提高黃銅的強度﹑硬度和耐蝕性﹐但使塑性低落﹐適互助海輪冷凝管及其余耐蝕整機。錫能提高黃銅的強度和對咸水的耐腐性﹐故稱水師黃銅﹐用作船舶熱工裝備和螺旋槳等。鉛能改良黃銅的切削性質﹔這類易切削黃銅罕用作鐘表整機。黃銅鑄件罕用來制造閥門和管道配件等。
鉛易切削空心黃銅棒的其含量不得大于0. 002010。鉍、碲、硫等元素對其他銅合金極為有害,出產中必需嚴格控制,防止原料、舊料、爐襯材料、輔助工具等的混用。空心黃銅棒具有較高的導電機能,并能防止開關粘結,進步其工作期限,確保運轉。 Bi對銅的熱導率與電導率的影響不大,真空開關觸頭銅可含0. 7%~1.0% Bi。一般在淬火和加工狀態下應用,不需回火,以免Cu2 Te沿晶界沉淀,使材料變脆。
含0. 06%~0.7% Te的銅在產業中獲得了實際應用。 Bi、Te等這些合金元素在銅中存在的特點、形式和鉛相似,基本不溶于銅,以游離質點存在于晶界上,經后序加工彌散分布于銅基體,起潤滑和減摩作用,使合金切屑易碎、易排,保證制品表面光潔。在某些特殊用途上,如要求高導電性的電觸頭等采用高銅合金系列。從加工機能方面來講,此類合金的加工機能均不是很好,尤其是對高銅合金,其成分的控制及加工機能不易保證,而在無鉛易切削黃銅棒中,鋅的加入在一定程度上增大了其溶解度,并使其成分不亂性和加工機能得到改善。
量(0. 003 010)硒和碲(0.00050/0一0.003%)明顯降低銅棒的可焊機能。 無鉛易切削黃銅棒是易切削鉛黃銅棒的替換產品,因為鉛對人體危害較大,無鉛易切削黃銅棒是以害第三合金元素來替換鉛,目前已研制出的無鉛黃銅棒合金體系有:Cu-Zn-Bi、Cu-Zn-Te、Cu-Zn-Bi-Te,同時在Cu-Bi、Cu-Te、Cu-C以及Cu-S等高銅合金體系上也有一定研究,但因為產品的可加工性、易切削性以及性價比等因素影響,目前有一定實際應用的主要為Cu-Zn-Bi無鉛易切削黃銅棒。
碲在固態銅中的溶解度很小,以Cu2 Te彌散質點存在,對銅的電導率及熱導率的影響很小,但能明顯改善銅的切削機能。鉍在270℃與銅形成共晶體,其中鉍呈薄膜分布于銅晶界,嚴峻降低銅的加工機能。鉍在銅中的溶解度很小,800℃時也只有0. 01%。
(1)普通黃銅的室溫組織 普通黃銅是銅鋅二元合金,其含鋅量變化范圍較大,因此其室溫組織也有很大不同。根據Cu-Zn二元狀態圖,黃銅的室溫組織有三種:含鋅量在35%以下的黃銅,室溫下的顯組織由單相的α固溶體組成,稱為α黃銅;含鋅量在36%~46%范圍內的黃銅,室溫下的顯組織由(α+β)兩相組成,稱為(α+β)黃銅(兩相黃銅);黃銅棒含鋅量超過46%~50%的黃銅,室溫下的顯組織僅由β相組成,稱為β黃銅。
(2)壓力加工性能
α單相黃銅(從H96至H65)具有良好的塑性,能承受冷熱加工,但α單相黃銅在鍛造等熱加工時易出現中溫脆性,其具體溫度范圍隨含Zn量不同而有所變化,黃銅棒一般在200~700℃之間。因此,熱加工時溫度應高于700℃。單相α黃銅中溫脆性區產生的原因主要是在Cu-Zn合金系α相區內存在著Cu3Zn和Cu9Zn兩個有序化合物,在中低溫加熱時發生有序轉變,使合金變脆;另外,合金中存在量的鉛、鉍有害雜質與銅形成低熔點共晶薄膜分布在晶界上,熱加工時產生晶間破裂。實踐表明,加入量的鈰可以有效地中溫脆性。
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