发布时间：2020-11-20点击：7430
一、纯铜
1.氧
氧几乎不固溶于铜，，，， ， ，含氧铜凝固时，，，， ， ，氧以共晶体的形式析出，，，， ， ，分布于铜的晶界上。。。 。。 。。铸态含氧铜中含氧量极低时，，，， ， ，随着氧含量的升高依次出现含Cu2O的亚共晶体、共晶体与过共晶体。。。 。。 。。
氧与其他杂质共存时则影响极为复杂，，，， ， ，例如微量氧可氧化高纯铜中的痕量杂质Fe、Sn、P等，，，， ， ，提高铜的电导率，，，， ， ，若杂质含量较多，，，， ， ，氧的该作用则不明显。。。 。。 。。
氧能部分削弱Sb、Cd对铜导电性的影响，，，， ， ，但不改变As、S、Se、Te、Bi等对铜导电性的影响。。。 。。 。。
可采用P、Ca、Si、Li、Be、Al、Mg、Zn、Na、Sr、B等作为铜的脱氧剂，，，， ， ，其中P是***常用的。。。 。。 。。含P量达到0.1%时，，，， ， ，虽不影响铜的力学性能，，，， ， ，却严重降低铜的电导率，，，， ， ，对于高导铜，，，， ， ，磷含量不得大于0.001%。。。 。。 。。
某些情况下紫铜中特意保留一定量的氧，，，， ， ，一方面它对铜性能的影响不大，，，， ， ，另一方面Cu2O可与Bi、Sb、As等杂质起反应，，，， ， ，形成高熔点的球状质点分布于晶粒内，，，， ， ，消除了晶界脆性。。。 。。 。。
当氧含量为0.016%~0.036%之间时，，，， ， ，随着氧含量增加铜的抗拉强度增加，，，， ， ，但铜的塑性和疲劳极限会降低，，，， ， ，氧含量增加对铜的电导率影响不大。。。 。。 。。
当氧含量为0.003%~0.008%，，，， ， ，铁含量为0.06%~2.09%之间时，，，， ， ，随着两种元素含量的增加，，，， ， ，铜的电导率和伸长率均显著下降，，，， ， ，而抗拉强度和疲劳强度显著升高。。。 。。 。。
氧和砷共存时，，，， ， ，对铜的力学性能无明显影响，，，， ， ，但显著降低铜的电导率。。。 。。 。。
2.氢
氢在液固与固态铜中的溶解度均随着温度的升高而增加。。。 。。 。。氢在固态铜中形成间歇固溶体，，，， ， ，提高铜的硬度。。。 。。 。。
含氧铜在氢气中退火时，，，， ， ，氢可与铜中的Cu2O反应，，，， ， ，产生高压水蒸气，，，， ， ，使铜破裂，，，， ， ，俗称“氢病”。。。 。。 。。氢病的发生与危害程度与温度有关。。。 。。 。。150℃时，，，， ， ，因水蒸气处于凝聚状态，，，， ， ，不引发氢病！�。 。。 。。�，，， ， ，含氧铜在氢气中搁置10a也不破裂；；；；；；200℃时可放置1.5a，，，， ， ，在400℃氢气中只能停放70h。。。 。。 。。以Mg或B脱氧的铜不发生氢病。。。 。。 。。
3.硫
硫在室温铜中的溶解度为零，，，， ， ，硫在铜中以Cu2S的弥散质点存在，，，， ， ，降低铜的电导率与热导率，，，， ， ，但极大地降低铜的塑性，，，， ， ，显著改善铜的可切削性能。。。 。。 。。
4.硒
铜中的微量硒以Cu2Se化合物形式存在，，，， ， ，硒在固态铜中的溶解度极低，，，， ， ，对铜的电导率及热导率的影响很小！�。 。。 。。�，，， ， ，但显著降低铜的塑性，，，， ， ，并大幅度提高铜的可切削性能。。。 。。 。。
5.碲
碲在固态铜中的溶解度很小！�。 。。 。。�，，， ， ，以Cu2Te弥散质点存在，，，， ， ，对铜的电导率及热导率的影响很小！�。 。。 。。�，，， ， ，但能显著改善铜的可切削性能。。。 。。 。。
含0.06%~0.70%Te的铜在工业中获得了应用，，，， ， ，并在淬火和加工状态下应用，，，， ， ，不要回火，，，， ， ，以免Cu2Te沿晶界沉淀，，，， ， ，使材料变脆。。。 。。 。。
微量(0.003%)硒和碲(0.0005%~0.0030%)显著降低铜的可焊性能。。。 。。 。。
6.磷
磷在铜中的***大溶解度（714℃共晶温度时）为1.75%，，，， ， ，室温时几乎为零，，，， ， ，显著降低铜的电导率及热导率，，，， ， ，但对钢的力学性能与焊接性能有良好的影响。。。 。。 。。因此，，，， ， ，在以磷脱氧的铜中，，，， ， ，要求有一定量的残留磷。。。 。。 。。磷能提高铜熔体的流动性。。。 。。 。。
直接封装电真空用的无氧铜的含磷量***好不大于0.0003%，，，， ， ，否则硼化处理氧化膜易剥落，，，， ， ，可引起电子管泄漏。。。 。。 。。Si、Mg等也有与磷相似的影响。。。 。。 。。
7.砷
在共晶温度时，，，， ， ，砷在铜中的溶解度可达6.77%。。。 。。 。。少量砷可改善含氧铜的加工性能，，，， ， ，对力学性能的影响很小！�。 。。 。。�，，， ， ，显著提高铜的再结晶温度，，，， ， ，降低铜的导电、导热性能。。。 。。 。。
As可与铜中的Cu2O起反应形成高熔点的砷酸铜质点，，，， ， ，消除了晶界上的Cu+Cu2O共晶体，，，， ， ，从而提高了铜的塑性。。。 。。 。。
含0.15%~0.50%砷的铜可用于制造在高温还原气氛中工作的零部件、发电厂低压给水加热器。。。 。。 。。
8.锑
在共晶温度645℃时，，，， ， ，锑在铜中的溶解量可达9.5%，，，， ， ，并随着温度的下降而急速减少。。。 。。 。。
锑降低铜的抗蚀性、电导率与热导率。。。 。。 。。电工铜含Sb量不得大于0.02%。。。 。。 。。锑可与含氧铜中的Cu2O反应形成高熔点的球状质点，，，， ， ，分布于晶粒内，，，， ， ，可消除晶界上的Cu+Cu2O共晶体，，，， ， ，提高铜的塑性。。。 。。 。。
9.铋
铋在铜中的溶解度可忽略不计，，，， ， ，即使在800℃时的溶解度也只不过0.01%。。。 。。 。。在270℃铋与铜形成共晶体，，，， ， ，其中的铋呈薄膜分布于晶界，，，， ， ，严重降低铜的加工性能。。。 。。 。。因此，，，， ， ，其含量不得大于0.002%。。。 。。 。。
Bi对铜的热导率与电导率的影响不大，，，， ， ，真空开关触头铜可含0.7%~1.0%Bi。。。 。。 。。因为它有高的电导率，，，， ， ，并能防止开关粘结，，，， ， ，提高其工作期限与确保运转安全。。。 。。 。。
10.铅
铅不固溶于铜，，，， ， ，呈黑色质点分布于易熔共晶体中，，，， ， ，存在于晶界上。。。 。。 。。
Pb对铜的电导率与热导率无显著影响，，，， ， ，还能大幅度提高铜的可切削性能。。。 。。 。。含1.0%Pb的铜合金用于加工高速切削零件。。。 。。 。。
Pb严重降低Cu的高温塑性，，，， ， ，即伸长率δ与面缩率ψ剧烈下降，，，， ， ，同时高温脆性区也随着铜含量的增加而扩大。。。 。。 。。
11.铁
1050℃时，，，， ， ，铁在铜中的溶解度可达3.5%，，，， ， ，635℃时的溶解量下降到0.15%。。。 。。 。。铁的有益作用是：细化铜晶粒，，，， ， ，延迟铜的再结晶过程，，，， ， ，提高其强度与硬度。。。 。。 。。
铁会降低铜的塑性、电导率与热导率。。。 。。 。。
如果铁在铜中呈独立的相，，，， ， ，则铜具有铁磁性。。。 。。 。。
含0.45%~4.5%Fe的铜合金既有高的强度又有良好的耐热性、导电性、可焊性好与加工成型性，，，， ， ，是一类获得应用的电工材料。。。 。。 。。
在组装某些电子器件时，，，， ， ，引线框架需能承受350℃的高温数分钟，，，， ， ，以及高达500℃的高温数秒钟。。。 。。 。。因此，，，， ， ，含铁的C19400及C19500合金被选为引线框架材料，，，， ， ，因为它们的电导率、强度与抗氧化能力好。。。 。。 。。
12.银
在共晶温度780℃时，，，， ， ，银在铜中的溶解度为7.9%，，，， ， ，但室温时的溶解度仅0.1%左右。。。 。。 。。尽管如此含0.5%Ag的铜合金在实际生产中仍可能为单一的固溶体。。。 。。 。。
银与可固溶Cu的元素不同，，，， ， ，含银量少时，，，， ， ，铜的电导率与热导率的下降不多，，，， ， ，对塑性的影响也甚微，，，， ， ，并显著提高铜的再结晶温度与蠕变强度。。。 。。 。。因此，，，， ， ，含0.03%~0.25%Ag高铜合金成为一类很有实用价值的电工材料，，，， ， ，如C11300、C11400、C11500、C11600、C15500等。。。 。。 。。含银的铜带是一种广为应用的汽车水箱材料。。。 。。 。。
含Ag的C15500合金（99.75Cu-0.11Ag-0.06P）是一种良好的引线框架材料，，，， ， ，既有高的电导率又有相当高的强度与抗软化能力。。。 。。 。。
13.铍
铍是铜的有效脱氧剂之一，，，， ， ，但由于铍的价格昂贵又不易添加，，，， ， ，故不用作脱氧剂，，，， ， ，而作为铍青铜的主要合金元素。。。 。。 。。作为杂质存在的微量铍固溶于铜中，，，， ， ，对铜的力学性能及工艺性能的影响甚微，，，， ， ，略使铜的电导率与热导率下降，，，， ， ，明显提高铜的抗高温氧化能力。。。 。。 。。
14.铝
作为杂质存在的微量铝固溶于铜，，，， ， ，对铜的力学性能与工艺性能无明显影响，，，， ， ，但降低铜的电导率、热导率、钎焊焊性能与镀锡性能等，，，， ， ，提高铜的抗氧能力。。。 。。 。。
15.镁
在共晶温度485℃时，，，， ， ，镁在铜中的固溶度为0.61%，，，， ， ，并随着温度的下降而急剧减少，，，， ， ，因而含镁量高的（2.5%~3.5%）合金有沉淀硬化作用。。。 。。 。。
实际应用的Cu-Mg合金的镁含量不到1%，，，， ， ，如含0.3%~1.0%Mg的铜合金用于加工导电线材。。。 。。 。。这些合金无时效作用，，，， ， ，只能通过冷加工强化。。。 。。 。。微量镁略使铜的电导率下降，，，， ， ，提高铜的抗高温氧化能力，，，， ， ，也对铜有脱氧作用。。。 。。 。。
16.锂、硼、锰、钙
这些元素对铜都有脱氧作用。。。 。。 。。作为杂质存在的锂可与铜中的杂质铋等生成高熔点化合物，，，， ， ，呈细化弥散状态分布于晶粒内，，，， ， ，提高铜的高温塑住！�。 。。 。。�，，， ， ，微量锂几乎不影响铜的电导率与热导率。。。 。。 。。
作为铜脱氧剂而残存的0.005%~0.015% B能细化铜晶粒，，，， ， ，提高铜的力学性能与工艺性能。。。 。。 。。
锰可作为铜的脱氧剂，，，， ， ，以锰脱氧的铜中一般含0.1%~0.3%Mn，，，， ， ，固溶于铜，，，， ， ，一方面提高铜的软化温度，，，， ， ，另一方面有益于铜的力学性能与工艺性能。。。 。。 。。
钙几乎不固溶于铜，，，， ， ，作为杂质存在的钙可与杂质Bi等形成高熔点化合物，，，， ， ，以质点形式均匀地分布于晶粒内，，，， ， ，提高铜的高温塑性。。。 。。 。。
17.稀土元素
稀土元素一般几乎不固溶于铜，，，， ， ，但少量的稀土金属不管是单独还是混合的形式加入，，，， ， ，都对铜的力学性能有益，，，， ， ，而对铜的电导率影响又不大。。。 。。 。。这类元素可与铜中的杂质铅、铋等形成高熔点化合物，，，， ， ，呈细小的球形质点均布于晶粒内，，，， ， ，细化晶粒，，，， ， ，提高钢的高温塑性。。。 。。 。。
向铜中添加0.008%混合稀土即可显著改善铜的工艺性能；；；；；；加入小于0.l%Y时，，，， ， ，铜的力学性能与工艺性能就有所改善；；；；；；含0.01%~0.15% La的铜合金的力学性能、电导率、抗软化温度均优于Cu-0.15Ag合金，，，， ， ，已在工业中获得应用。。。 。。 。。
18.难熔金属及其他金属
钨、钼、铌、铀、钚等元素几乎不固溶于铜，，，， ， ，钛、锆、铬、钴等元素少量固溶于铜，，，， ， ，但它们都不同程度地细化铜晶粒，，，， ， ，提高其再结晶温度，，，， ， ，中和一些易熔杂质的有害作用，，，， ， ，对改善高温塑性有益。。。 。。 。。
含少量锆（Cl5000、C15100、C18100)）、钴（C17110、C17500）、铬（C18400、C18200、C18500）的铜合金已在工业上获得应用，，，， ， ，成为良好的电工材料。。。 。。 。。
二、黄铜
1.铁
铁在固态铜中的熔解极微，，，， ， ，呈富铁相质点分布于α基体中，，，， ， ，有细化晶粒作用。。。 。。 。。H60黄铜添加0.3%~0.6%Fe，，，， ， ，有较强的晶粒细化作用，，，， ， ，但抗磁铜材的含铁量应小于0.3%。。。 。。 。。杂质铁对黄铜的力学性能无明显影响。。。 。。 。。
2.铅和铋
铅和铋对于一般黄铜中是有害杂质，，，， ， ，铋的危害比铅的大。。。 。。 。。
铅呈颗粒状存在于晶界上的易熔共晶体中，，，， ， ，α黄铜的含铅量若大于0.03%会出现热脆性，，，， ， ，对冷加工性能无明显影响。。。 。。 。。铅对双相黄铜的加工性能无大的影响，，，， ， ，其允许含量可稍高一些。。。 。。 。。
铋在黄铜中呈连续的脆性薄膜分布于晶界上，，，， ， ，使黄铜在冷、热加工时发脆。。。 。。 。。
含铅、铋量超过允许限度的冷轧黄铜在退火过程中若加热速度过快，，，， ， ，会产生“火裂”即突然爆裂。。。 。。 。。
含铅、铋的黄铜添加少量锆之类的元素，，，， ， ，使它们形成高熔点化合物，，，， ， ，可消除它们的危害。。。 。。 。。
3.锑
锑在铜中的溶解度随着温度的下降而急剧减小！�。 。。 。。�，，， ， ，在其含量还不到0.1%时，，，， ， ，就会形成Cu2Sb，，，， ， ，呈网状分布于晶界，，，， ， ，使黄铜的冷加工性能大幅度下降。。。 。。 。。
锑还使铜合金产生热脆性。。。 。。 。。
黄铜添加微量锂可形成高熔点化合物Li3Sb，，，， ， ，呈细小颗粒均布于晶粒内，，，， ， ，从而消除锑的不利影响。。。 。。 。。
由于锑在高温下在铜中的熔解度较大，，，， ， ，因而固溶处理可提高含锑黄铜的冷加工性能。。。 。。 。。
4.磷
磷在α铜中的固溶度很小！�。 。。 。。�，，， ， ，少量磷有晶粒细化作用，，，， ， ，提高黄铜的力学性能。。。 。。 。�；；；；；；仆辛缀看笥�0.05%时，，，， ， ，就会形成脆相的Cu3P，，，， ， ，降低黄铜的加工性能。。。 。。 。。
磷显著提高黄铜的再结晶温度，，，， ， ，使再结晶晶粒粗细不均匀。。。 。。 。。
5.砷
砷在室温黄铜中的溶解度小于0.01%，，，， ， ，含量较大时则形成脆相化合物Cu3As，，，， ， ，分布于晶界，，，， ， ，降低黄铜的加工性能。。。 。。 。。含0.02%~0.05%As的黄铜的抗腐蚀性能能得到提高，，，， ， ，不会产生脱锌现象。。。 。。 。。
三、青铜
1.锡青铜
（1）磷
锡青铜的磷含量一般不超过0.45%。。。 。。 。。当磷含量大于0.5%时在637℃左右会发生共晶-包晶反应L+α?β+Cu3P，，，， ， ，引起热脆。。。 。。 。。合金的磷含量大于0.3%时，，，， ， ，组织中会出现铜与铜的磷化物（Cu3P）组成的共晶体。。。 。。 。。
磷是铜合金的有效脱氧剂，，，， ， ，提高锡青铜的流动性。。。 。。 。。缺点是加大铸锭的逆偏析。。。 。。 。。
材料冷加工前的晶粒尺寸和加工后的低温退火（180~300℃）对锡-磷青铜的力学性能有较大的影响。。。 。。 。。晶粒细小时，，，， ， ，材料的强度、硬度、弹性模量、疲劳强度都比粗晶粒材料高，，，， ， ，但塑性却稍低一些。。。 。。 。。
冷加工锡-磷青铜在200~260℃退火1~2h后，，，， ， ，其强度、塑性、弹性极限与弹性模量均有所提高，，，， ， ，还能改善弹性稳定性。。。 。。 。。
（2）锌
锌是锡青铜的合金元素之一，，，， ， ，锌在锡青铜α固溶体中的溶解度大。。。 。。 。。因此Cu-Sn-Zn加工青铜为单相α固溶体，，，， ， ，Zn提高合金的流动性、缩小结晶温度区间，，，， ， ，减轻逆偏析，，，， ， ，而对其组织与性能无大的影响。。。 。。 。。
Zn在加工锡青铜中的含量一般不大于5%。。。 。。 。。
（3）铅
Pb在锡青铜中的含量不超过5%，，，， ， ，它不固溶于α相，，，， ， ，以游离状态存在，，，， ， ，呈黑色质点分布于枝晶之间，，，， ， ，但分布不均匀。。。 。。 。。
Pb可降低锡青铜的摩擦系数，，，， ， ，改善耐磨性能，，，， ， ，提高可切削性能，，，， ， ，但略使合金的力学性能下降。。。 。。 。。
（4）铁
Fe是锡青铜的杂质，，，， ， ，其***大含量为0.05%，，，， ， ，有细化晶粒、延缓再结晶过程，，，， ， ，提高强度与硬度作用。。。 。。 。。但含量不得超过极限值，，，， ， ，否则会形成过多的富铁相，，，， ， ，降低合金的抗蚀性与工艺性能。。。 。。 。。
（5）锰
Mn是锡青铜的有害杂质之一，，，， ， ，对其含量应严加控制，，，， ， ，不得大于0.002%。。。 。。 。。
锰易氧化生成氧化物，，，， ， ，降低合金熔体流动性，，，， ， ，而在凝固后又分布于晶界上，，，， ， ，削弱晶间结合，，，， ， ，使强度下降。。。 。。 。。
（6）钛
Ti可与Sn形成化合物TiSn，，，， ， ，固溶于铜，，，， ， ，有沉淀强化作用，，，， ， ，并能提高加工锡青铜退火后的硬度和软化温度。。。 。。 。。含0.20%~0.75%Ti与、5%Sn的青铜合金，，，， ， ，在800℃固溶处理1h，，，， ， ，淬火后在450℃时效1h可达到峰值硬度。。。 。。 。。
（7）铍
Be可与Sn形成金属间化合物，，，， ， ，使合金的强度升高。。。 。。 。。
Cu-4.5%Sn-1.0%Be青铜淬火后在325℃时效具有***大硬度值。。。 。。 。。
（8）铝与镁
铝在Sn青铜中的含量不宜大于0.002%，，，， ， ，Mg的含量也应严加控制，，，， ， ，因为它们的氧化物会使合金的强度下降及熔体流动性降低。。。 。。 。。而国外已开发出一些含Al及含Mg的锡青铜，，，， ， ，不但有高的强度，，，， ， ，而且抗蚀性也好，，，， ， ，如Cu-5Sn-7Al合金有高的抗蚀性与强度，，，， ， ，又如Cu-5Sn-lMg锡青铜在时效处理后的强度可达900 MPa、30 HRC，，，， ， ，电导率为30%~35% IACS，，，， ， ，可用于制造具有高的强度、较高的抗蚀性、电导率好的元器件。。。 。。 。。
（9)硅
Si 是锡青铜的有害杂质之一，，，， ， ，微量Si可国溶于α相中，，，， ， ，对合金的力学性能有益，，，， ， ，但在高温下易形成SiO2，，，， ， ，会使熔体流动性下降。。。 。。 。。若残留于铸锭中，，，， ， ，又有损于其强度。。。 。。 。。Si的***大含量为0.002%。。。 。。 。。
(10)锑与铋
锑与铋都是锡青铜的有害杂质元素，，，， ， ，其允许***大含量为0.002%。。。 。。 。。它们都不固溶于α相。。。 。。 。。
(11)锆、铌、硼
三种元素几乎不固溶于α相中，，，， ， ，微量Zr、Nb、B有晶粒细化作用。。。 。。 。。因此对锡青铜的力学性能与压力加工性能有益。。。 。。 。。
2.铝青铜
(1)铁
少量Fe可固溶于Cu-Al合金的α固溶体中，，，， ， ， 若过量则会形成针状FeAl3，，，， ， ，使合金的力学性能与抗蚀性降低。。。 。。 。。因此，，，， ， ，合金中的Fe含量不应超过5%。。。 。。 。。
若合金中的Ni、Mn、Al 含量增多，，，， ， ，会进一步降低Fe在固溶体中的溶解度。。。 。。 。。铁可使铝青铜中的原子扩散速度减慢，，，， ， ，增加β相稳定性，，，， ， ，因而能抑制引起合金变脆的“自退火”现象，，，， ， ，使合金的脆性大大下降。。。 。。 。。
适量铁能细化铝青铜铸造与再结晶晶粒，，，， ， ，提高力学性能，，，， ， ，加0.5%~1.0%Fe就有明显的细化晶粒效果。。。 。。 。。
(2)镍
镍在Cu-Al合金中有一定的固溶度，，，， ， ，当Ni含量超过***大固溶度时会有K相NiAl相形成。。。 。。 。。Ni一方面提高铝青铜的共析转变温度，，，， ， ，另一方面又使共析点成分向升温方向移动，，，， ， ，还能改变α相的形态。。。 。。 。。Ni含量低时，，，， ， ，α相呈针状，，，， ， ，镍含量达3%时转变为片状。。。 。。 。。
在Cu-Al-Ni合金中添加Mn，，，， ， ，β相发生共析转变时有形成粒状组织的倾向。。。 。。 。。
Ni能显著提高铝青铜的强度、硬度、热稳定性与抗蚀性，，，， ， ，含有一定量Ni的的Cu-Al-Ni-Fe合金在热加工后不需要再固溶处理与淬火，，，， ， ，即可直接时效。。。 。。 。。
铝青铜中同时添加Ni和Fe，，，， ， ，可获得更佳的综合性能。。。 。。 。。在Cu-A1-Ni-Fe合金中，，，， ， ，κ相的析出形态对其力学性能的影响甚大。。。 。。 。。Ni与Fe的***佳含量比为0.9~1.1。。。 。。 。。
(3)锰
Mn在Cu-Al合金α固溶体中有较大的溶解度，，，， ， ，却又降低铝在α中的固溶度。。。 。。 。。锰对β相分解起稳定作用，，，， ， ，降低相变开始温度，，，， ， ，推迟共析转变。。。 。。 。。
铝青铜中的含Mn量不超过***大溶解度极限，，，， ， ，对合金的力学性能与抗蚀性有益，，，， ， ，它们有良好的加工成形性能。。。 。。 。。
含0.3%~0.5%Mn的二元铝青铜有相当好的热加工性能，，，， ， ，热轧时的开裂倾向显著减少。。。 。。 。。
含Mn的铝青铜添加一定量Fe，，，， ， ，合金的性能得到进一步攻善，，，， ， ，因为Fe能细化晶粒，，，， ， ，不过铁会减弱Mn对β相的稳定作用。。。 。。 。。
(4)锡与铬
铝青铜添加≤0.2%Sn，，，， ， ，能提高合金在蒸汽和微酸性气氛中抵抗应力腐蚀开裂的能力。。。 。。 。。
铬可提高二元Cu-Al合金的力学性能，，，， ， ，抑制合金退火时的晶粒长大，，，， ， ，提高退火材料的硬度。。。 。。 。。
(5)锌与硅
锌在Cu-Al合金α中有限溶解，，，， ， ，扩大α相区。。。 。。 。。但Zn会减少Cu-Al-Ni-Fe合金的富铁相质点，，，， ， ，使耐磨性下降。。。 。。 。。加工铝青铜的杂质锌的***大含量为1.0%。。。 。。 。。
硅是铝青铜的杂质，，，， ， ，其含量不得越过0.2%，，，， ， ，对大多数铝青铜不得大于0.1%，，，， ， ，否则会降低合金的力学性能与工艺性能，，，， ， ，但能改善合金的可切削性能。。。 。。 。。
(6)磷、硫、砷、锑、铋
以上元素均为铝青铜的有害杂质，，，， ， ，降低合金的力学性能、工艺性能及其他性能，，，， ， ，须严格控制在标准范围内。。。 。。 。。
3.硅青铜
(1)锰
适量Mn对硅青铜的力学性能、抗蚀性能与工艺性能有益。。。 。。 。。含量小于3%Si、1%Mn的合金在高温下为单一的α固溶体，，，， ， ，当冷却到450℃以下时，，，， ， ，会析出脆性相Mn2Si，，，， ， ，但几乎无强化效果。。。 。。 。。
合金的Si含量越高，，，， ， ，沉淀的Mn2Si也越多，，，， ， ，发生自裂倾向也越大。。。 。。 。。把硅含量控制在3%以下对材料进行低温退火可消除自裂现象。。。 。。 。。
(2)镍
含Ni的硅青铜有良好的力学性能、抗蚀性和导电性。。。 。。 。。
Ni与Si可形成化合物Ni2Si，，，， ， ，Ni在共晶温度1025℃在α固溶体中的固溶度溶度可达9%，，，， ， ，而室温时的固溶度几乎为零。。。 。。 。。因此，，，， ， ，当合金中的Ni、Si含量比为4:1时，，，， ， ，可全部形成Ni2Si，，，， ， ，有较强的时效硬化作用，，，， ， ，使合金具有良好的综合性能。。。 。。 。。
合金中的Ni/Si比值小于4时，，，， ， ，虽有高的强度与硬度，，，， ， ，但其电导率与塑性会降低，，，， ， ，不利于压力加工。。。 。。 。。Cu-Si-Ni合金添加少量（0.1%~0.4%）Mn，，，， ， ，可改善合金的性能，，，， ， ，因为Mn既有脱氧作用又有固溶强化效果。。。 。。 。。
(3)铬
Cr与Ni的作用相似，，，， ， ，能形成固溶于α的硅化铬，，，， ， ，但没有时效硬化效果，，，， ， ，是硅青铜的有害杂质之一。。。 。。 。。
(4)钴
钴与硅可形成能固溶于α中的Co2Si，，，， ， ，并且其溶解度随着温度的下降而减少，，，， ， ，有一定的时效强化效果。。。 。。 。。淬火温度为1000~1050℃，，，， ， ，时效温度500~550℃。。。 。。 。。含少量钴的合金已得到应用。。。 。。 。。如C66400等。。。 。。 。。
(5)锌
锌可较多地固溶于Cu-Si合金的α中，，，， ， ，提高合金的强度与硬度，，，， ， ，缩小合金的凝固温度范围，，，， ， ，提高合金的流动性，，，， ， ，改善其铸造性能。。。 。。 。。Cu-3.5Si-3Zn-1.5Fe青铜用于制造高温轴套。。。 。。 。。
(6)铁
虽然Fe在α固溶体中的溶解度随着温度的降低而显著减少，，，， ， ，室温溶解度几乎为零。。。 。。 。。时效强化效果甚微。。。 。。 。。Cu-Si合金中的Fe含量不得大于0.3%。。。 。。 。。否则形成单独的相，，，， ， ，大大降低合金的抗蚀性。。。 。。 。。
(7)钛
Ti对硅青铜有晶粒细化效果，，，， ， ，并能增强Cu-Si合金的时效硬化效果，，，， ， ，提高材料的强度与硬度。。。 。。 。。
(8)铅、铝、铋、砷、锑、硫、磷
以上元素都是硅青铜中的有害杂质，，，， ， ，须严加控制。。。 。。 。。Pb虽提高合金的抗磨性和可切削性能，，，， ， ，但会引起热裂。。。 。。 。。铝对硅青铜的强度和硬度有益，，，， ， ，但使焊接性能变差。。。 。。 。。
4.锰青铜
加工锰青铜为Cu-Mn二元合金，，，， ， ，有相当高的力学性能，，，， ， ，抗腐蚀、耐热、可进行冷、热压力加工，，，， ， ，多用于制造在高温下工作的零件。。。 。。 。。
Mn可大量固溶于铜，，，， ， ，有较高的固溶强化作用，，，， ， ，Mn能提高铜的再结晶温度（150~200℃）。。。 。。 。。含16.3 at.%Mn的铜合金在400℃形成面心立方晶格的有序相Cu5Mn。。。 。。 。。含25.0 at.%Mn的铜合金于450℃形成面心立方晶格的有序相Cu3Mn。。。 。。 。。
Mn提高合金的硬度与强度，，，， ， ，伸长率开始阶段随Mn含量的提高而上升，，，， ， ，于4%~5%Mn时达到***大值，，，， ， ，然而后下降，，，， ， ，但变化不大。。。 。。 。。
(1)锌
Zn在Cu-Mn合金中的固溶度很大，，，， ， ，有一定的固溶强化作用。。。 。。 。。
(2)镍
Ni可固溶于Cu-Mn合金的α固溶体中，，，， ， ，有固溶强化作用，，，， ， ，同时提高合金的抗蚀性。。。 。。 。。Cu-20Mn-20Ni合金是一种时效硬化型铜合金，，，， ， ，其硬状态材料的力学性能为抗拉强度1200MPa~1300MPa，，，， ， ，屈服强度1150MPa~1250MPa，，，， ， ，伸长率1%~4%，，，， ， ，维氏硬度370~410，，，， ， ，弹性模量157GPa。。。 。。 。。
(3)锡
Sn是锰青铜中的杂质元素之一，，，， ， ，其***大含量为0.1%，，，， ， ，溶于Cu-Mn固溶体α中，，，， ， ，Sn扩大锰青铜的凝固温度范围。。。 。。 。。
(4)铝、砷、硅、锑、铅、磷、硫、铁、铋
以上元素都是锰青铜的杂质，，，， ， ，含量应控制在标准规定的范围，，，， ， ，含2%Al的56Cu-42Mn合金是一种可热处理强化的合金，，，， ， ，经固溶处理与时效后，，，， ， ，其强度几乎与结构钢相当，，，， ， ，并且与很强的吸震能力，，，， ， ，比灰铸铁的还高30%左右，，，， ， ，是一种既可以压力加工又可以铸造的合金，，，， ， ，还有良好的可焊性，，，， ， ，已用于制造垫片、齿轮、锯片之类的消震零件。。。 。。 。。
(5)铬青铜及镉青铜
Cr及Cd均可与铜形成固溶体，，，， ， ，而且其固溶度随着温度的下降而显著减少，，，， ， ，因此它们都有沉淀硬化作用。。。 。。 。。这两类青铜由高的强度和硬度，，，， ， ，抗磨、耐热、电导率与热导率高，，，， ， ，加工成型性能好，，，， ， ，是制造导电、耐磨零件的优选材料。。。 。。 。。
镉是一种对人体有害的元素，，，， ， ，在熔炼时应注意防护其蒸气对人的危害。。。 。。 。。镉含量低的Cu-Cd合金时效硬化效果很小！�。 。。 。。�，，， ， ，没有实际生产意义。。。 。。 。。
(6)铝及镁
Al与Mg可作为铬青铜的合金元素，，，， ， ，它们可在Cu-Cr合金表面形成一层薄而致密的与基体金属结合牢靠的氧化物膜，，，， ， ，提高合金的高温抗氧化性能与耐热性。。。 。。 。。不过Al及Mg在合金中的含量通常各不大于0.3%。。。 。。 。。
(7)锡及钛
铬青铜中添加一定量的Sn和Ti，，，， ， ，可形成有时效硬化作用的TiSn金属间化合物，，，， ， ，对合金强度、硬度和耐热性有益。。。 。。 。。含0.3%~0.5%Cr、0.15%~0.25%Sn、0.05%~0.12%Ti是一种可在250℃下长期使用的导电材料。。。 。。 。。
(8)锆
Cr与Zr形成固溶于Cu的化合物Cr2Zr，，，， ， ，而且其溶解度随着温度的降低而明显减少，，，， ， ，使合金的强度、硬度、耐热性有所提高，，，， ， ，同时对合金电导率的影响很小。。。 。。 。。
(9)铪
铪在这类青铜中的作用与Zr相似，，，， ， ，可与Cu 形成有一定时效强化作用的铜铪化合物。。。 。。 。。Cu-0.6Cr合金在时效后的强度随铪含量的上升而提高，，，， ， ，但其电导率则随铪含量的增加而下降。。。 。。 。。含0.6%Cr与0.2%~0.6%Hf的青铜于400~450℃时效3~20h后，，，， ， ，既有高的力学性能又有良好的电导率，，，， ， ，其抗拉强度≥600 MPa，，，， ， ，电导率达80% IACS。。。 。。 。。
(10)锌与银
锌可溶于铬青铜的α固溶体中，，，， ， ，能提高合金的强度性能，，，， ， ，而对其电导率的影响不大。。。 。。 。。铬青铜添加约0.2%Ag，，，， ， ，一方面能显著提高合金的软化温度，，，， ， ，另一方面又不降低合金的电导率。。。 。。 。。
(11)铬
铬是镉青铜的一种有益的微量元素，，，， ， ，少量铬（0.35%~0.65%）对其时效强化效果有较明显的有益影响。。。 。。 。。
(12)铁、铅、铋、砷、磷
以上元素都是这两类青铜的有害杂质，，，， ， ，应严加控制，，，， ， ，不得超过标准的***大值。。。 。。 。。
5.锆青铜
在共晶温度966℃时，，，， ， ，锆在铜中的极限溶解度只有0.15%，，，， ， ，但随着温度的下降而急剧减少。。。 。。 。。因此锆青铜有时效强化作用，，，， ， ，强化相为β(Cu5Zr或Cu3Zr)。。。 。。 。。锆青铜有高的导电性、导热性与耐热性，，，， ， ，并有良好的抗蠕变性能。。。 。。 。。在400℃以下，，，， ， ，锆青铜的强度虽与锆青铜的相当，，，， ， ，但前者电导率与塑性却比后者高。。。 。。 。。锆显著提高铜合金的再结晶温度，，，， ， ，其效果比其它元素的都大。。。 。。 。。
在含有少量Cr的锆青铜中，，，， ， ，会出现可固溶于α相中的化合物Cr2Zr，，，， ， ，在高温下为密集六方晶格，，，， ， ，低温时为面心立方晶格。。。 。。 。。Cu-0.3Zr-0.34Cr合金有较明显的时效强化作用，，，， ， ，因为它含有约0.64%Cr2Zr。。。 。。 。。Cu-Zr-Cr合金因Zr、Cr含量的不同，，，， ， ，而从固溶体中单独析出Cr2Zr或同时析出β相与Cr2Zr，，，， ， ，起合金强化作用。。。 。。 。。砷可与Zr形成Zr-As化合物。。。 。。 。。
As可把Cu-Zr合金的共晶温度提高到1000~1020℃，，，， ， ，增加锆在该温度的溶解度而降低它在低温下的溶解度，，，， ， ，细化铅青铜的晶粒，，，， ， ，抑制合金在加热时的晶粒长大。。。 。。 。。
锑、锡、铅、硫、铁、铋、镍等元素都是锆青铜的有害杂质，，，， ， ，不得超出标准规定的极限值。。。 。。 。。
6.铍青铜
加工铍青铜的正常铍含量为0.20%~2.00%，，，， ， ，一般还0.2%~2.7%Co或小于2.2%Ni。。。 。。 。。铍青铜又分为两类：①高强度合金，，，， ， ，如C17200、C17000；；；；；；②高导性合金，，，， ， ，其铍含量较低，，，， ， ，通常不大于0.7%，，，， ， ，如C17500、C17510、C17410。。。 。。 。。铍含量接近12 at.%的高强度合金呈金黄色，，，， ， ，而铍含量较低的高导铍青铜为淡红色或珊珊金黄色。。。 。。 。。
(1)镍和钴
镍和钴是铍青铜的合金化元素，，，， ， ， Ni与Be可形成有序体心立方晶格的化合物NiBe，，，， ， ，NiBe硬度高达610 MPa。。。 。。 。。NiBe可溶于α固溶体，，，， ， ，在共温度1030℃的***大溶解度为3.25%（0.42%Be、2.83%Ni），，，， ， ，NiBe的溶解度随着温度的下降而显著减少，，，， ， ，故此类合金有明显的时效硬化效果。。。 。。 。。
Cu-Be合金中加人0.2%~0.5%Ni能延缓再结晶过程、阻碍晶粒长大、大大减慢冷却时的相变过程、抑制时效时的晶界反应，，，， ， ，因此少量Ni能进一步提高铍青铜在时效后的力学性能。。。 。。 。。
不过工业铍青铜含有少量Ni时会出现硬而脆的γ1相，，，， ， ，降低合金的疲劳强度、弹性滞后和弹性稳定性。。。 。。 。。因此，，，， ， ，既要控制γ1相的数量又要控制其分布形态。。。 。。 。。
高电导率镀青铜常含有一定的Co。。。 。。 。。它可与形成化合物CoBe及Co5Be21。。。 。。 。。CoBe属于体心立方晶格，，，， ， ，其显微硬度高达443 MPa。。。 。。 。。CoBe在α固溶体中的固溶量随着温度的下降而减少，，，， ， ，在共晶温度1011℃的***大溶解度为2.7%，，，， ， ，因而当合金含有一定量Co，，，， ， ，可通过固溶与时效处理提高镀青铜的强度性能。。。 。。 。。
少量Co（0.2%~0.5%）能阻碍铍青铜在加热过程中的晶粒长大、延缓固溶体分解、抑制晶界反应、避免晶界附近由于过时效而形成的组织不均匀性，，，， ， ，从而提高合金的沉淀硬化效果。。。 。。 。。
(2)钛
钛可与铍形成固溶于α固溶体的金属化合物TiBe2，，，， ， ，在共晶温度825℃时的***大固溶度为3.7%，，，， ， ，温度下降时，，，， ， ，其固溶度会急剧减少，，，， ， ，因而TiBe2有沉淀硬化作用。。。 。。 。。含少量Ti的Cu-Be-Ni合金中有时会出现富钛的化合物，，，， ， ，如果呈条状分布，，，， ， ，会使合金在加工过程中出现层状开裂。。。 。。 。。
含少量Ni的Cu-Be合金添加0.10%~0.25%Ti可使其硬脆γ1相的量减到***低限度，，，， ， ，使合金组织均匀，，，， ， ，一方面能改善合金的加工性能与提高疲劳强度，，，， ， ，另一方面使时效后的材料有好的弹性稳定性和低的弹性滞后；；；；；；少量钛既能细化铸锭的晶粒又能细化退火材料的晶粒，，，， ， ，降低铍的扩散速度，，，， ， ，减弱晶界反应，，，， ， ，阻碍脱溶相优先在晶界沉淀，，，， ， ，使合金沉淀相分布均匀，，，， ， ，提高材料的力学性能。。。 。。 。。
(3)镁
镁降低铍在固态铜中的溶解度。。。 。。 。。含2%Be的镀青铜添加0.2%~0.5%Mg，，，， ， ，在合金晶界上会出现低熔点共晶体Cu2Mg+Cu，，，， ， ，其熔点约730℃，，，， ， ，使材料在热加工过程中易开裂。。。 。。 。。向QBe1.9和QBe2合金添加0.02%~0.15%Mg，，，， ， ，不但能细化晶粒，，，， ， ，而且会使γ1相质点既细小又均匀地分布，，，， ， ，提高材料的力学性能及其稳定性。。。 。。 。。少量镁对铍青铜的可焊性与抗蚀性无影响。。。 。。 。。
(4)铁
一般铍青铜的含Fe量应小于0.1%。。。 。。 。。铁含量过多，，，， ， ，不但会形成含铁的相，，，， ， ，增加合金的组织不均匀，，，， ， ，降低其抗蚀性，，，， ， ，而且会减少Be在α固溶体中的过饱和度，，，， ， ，即降低合金的沉淀硬化效果。。。 。。 。。
铁能细化晶粒，，，， ， ，而且固溶的Fe能延迟过饱和固溶体分解与抑制晶界反应。。。 。。 。。
(5)锡
少量锡能固溶于铍青铜的α固溶体，，，， ， ，延迟过饱和固溶体分解，，，， ， ，显著抑制晶界的不连续沉淀，，，， ， ，防止过时效，，，， ， ，故可用锡代替部分铍，，，， ， ，例如含1.30%Be、0.25%Co、3%Sn、1.0%Zn的铜合金的力学性能与QBe 2青铜的相当，，，， ， ，且有很高的可切削性能。。。 。。 。。
(6)锰
锰可与铍形成溶于α固熔体中的化合物MnBe2，，，， ， ，在共晶温度782℃时的***大溶解度为7.3%，，，， ， ，而且会随着温度的下降而显著减小！�。 。。 。。�，，， ， ，因而合金有明显沉淀硬化效果。。。 。。 。。Mn对含Be量高的铍青铜的力学性能没有显著影响，，，， ， ，但对含Be量低的合金却有积极的作用。。。 。。 。。
(7)银
含0.25%~0.50%Be、1.1%~1.7%Co的铍青铜加入0.9%~1.1%Ag，，，， ， ，既能提高合金时效后的室温强度，，，， ， ，又使合金保持有高的电导率（50%~55%）。。。 。。 。。这种合金是制造焊接电极的良好材料。。。 。。 。。
(8)硅
合金中同时含有Co与Si时，，，， ， ，可形成CoSi、Co2Si、Co3Si5以及CoSi2等化合物，，，， ， ，提高合金的强度。。。 。。 。。硅含量足够大时，，，， ， ，可与铍形成又硬、又脆的共晶体，，，， ， ，使材料的韧性大幅度下降。。。 。。 。。
(9)铝
少量（0.4%~0.8%）铝略使Cu-2%Be合金的力学性能上升。。。 。。 。。
(10)磷
磷促使Cu-Be合金晶粒在加热过程中长大，，，， ， ，加速固溶体分解，，，， ， ，生成分布于晶界的易熔物，，，， ， ，降低合金的热硬性，，，， ， ，提高其可切削加工性能。。。 。。 。。
(10)砷
铍青铜中添加0.1%~0.2%As促进其晶界反应和过时效软化过程。。。 。。 。。
(11)铅
铍青铜添加0.2%~0.3%Pb，，，， ， ，通� ？ ？？？？？？上灾岣咂淇汕邢餍阅埽�，，， ， ，如C17300合金。。。 。。 。。另外，，，， ， ，含1.8%~2.0%Be、0.20%~0.25%Pb的铍青铜是制造手表齿轮的良好材料。。。 。。 。。Pb加速铍青铜的晶界反应，，，， ， ，促进软化。。。 。。 。。
四、白铜
Cu与Ni形成无限固溶的连续固溶体，，，， ， ，面心立方晶格，，，， ， ，温度低于322℃时，，，， ， ，存在一个亚稳分解的相当宽的成分-温度区域，，，， ， ，向Cu-Ni合金添加第三元素诸如Fe、Cr、Sn、Ti、Co、Si、Al等，，，， ， ，可改变亚稳分解的成分-温度区域范围和位置。。。 。。 。。同时也可改善合金的某些性能。。。 。。 。。白铜除是良好的结构材料外，，，， ， ，还是一类重要的高电阻和热电偶合金。。。 。。 。。
（1）锌
锌在Cu-Ni固溶体中的溶解度相当大，，，， ， ，有较大的固溶作用。。。 。。 。。
当Ni含量一定时，，，， ， ，提高合金的锌含量会增强合金抗大气腐蚀的能力。。。 。。 。。
一般锌白铜含5%~18%Ni和43%~72%Cu，，，， ， ，其余为Zn，，，， ， ，其抗蚀性、弹性与强度均高。。。 。。 。。
（2）铁
Fe在Cu-Ni合金中的固溶度较小！�。 。。 。。�，，， ， ，950℃时可固溶1.8%。。。 。。 。。300℃时则剧降到0.1%。。。 。。 。。铁可提高Cu-Ni合金的在抗蚀性与力学性能，，，， ， ，特别能大幅度提高Cu-Ni合金抗海水冲击腐蚀的能力。。。 。。 。。一般Cu-Ni-Fe合金的Fe含量不大于2%，，，， ， ，否则合金有应力腐蚀开裂倾向，，，， ， ，若超过1%则腐蚀加剧。。。 。。 。。
（3）铝
Al在Cu-Ni合金中的固溶度较低，，，， ， ，并随着温度的下降而减小。。。 。。 。。
Cu-Ni-Al合金中会产生Ni3Al化合物，，，， ， ，有明显的沉淀硬化作用，，，， ， ，提高合金的强度和硬度。。。 。。 。。
铝显著提高白铜的强度与抗蚀性。。。 。。 。。但材料的冷成形性下降。。。 。。 。。合金的Ni/Al比为8~10时，，，， ， ，具有***佳的综合性能。。。 。。 。。
（4）锰
白铜中的锰含量一般不超过14%。。。 。。 。。
在Cu-Ni-Mn合金中可形成MnNi化合物，，，， ， ，具有沉淀硬化作用，，，， ， ，Mn提高合金的强度、抗蚀性与弹性，，，， ， ，还能提高Cu-Ni合金抗湍流冲击腐蚀的能力，，，， ， ，不过会略使B19合金的抗应力腐蚀开裂的能力下降，，，， ， ，但比Al、Si、Sn、Cr、Be等元素的影响小。。。 。。 。。
Mn能消除Cu-Ni合金中过量碳的不良影响，，，， ， ，改善其工艺性能。。。 。。 。。Cu-Ni-Zn合金添加少量Mn，，，， ， ，也有一定的有益作用。。。 。。 。。
（5）锡、铍、钛、硅、碳、铬、锆、碳、硼
以上元素及S、P、As、Sb、Bi等都是白铜的杂质元素，，，， ， ，应控制在标准规定范围之内。。。 。。 。。
来源：《铜合金及其加工手册》
