铜及铜合金分类及特性分析

铜及铜合金包括纯铜、黄铜、青铜和白铜，后三者又称为杂铜，生产成本比纯铜低。

（1）纯铜 纯铜就是铜含量最高的铜。纯铜是玫瑰红色金属，表面形成氧化铜膜后呈紫色。纯铜分为普通纯铜、无氧铜、磷脱氧铜、银铜四类。

（2）黄铜 向纯铜中加入锌，就会使铜的颜色变黄，这种铜合金称为黄铜，所以黄铜的主要成分是铜和锌。黄铜的力学性能和耐磨性能都很好，可用于制造精密仪器、船舶的零件、枪炮的弹壳等。黄铜敲起来声音好听，因此锣、钹、铃、号等乐器都是用黄铜制作的。

黄铜根据其化学成分特点又分为普通黄铜和特殊黄铜，按生产工艺可分为加工黄铜和铸造黄铜。

普通黄铜中加入少量其他元素，如铝、铁、硅、锰、铅、锡、镍等元素就构成了特殊黄铜。通常情况下，加入某种金属元素，就叫做某黄铜，如镍黄铜、铅黄铜就是分别添加了镍、铅。这些元素的加入除可不同程度地提高黄铜的强度和硬度外，其中铝、锡、锰、镍等元素还可以提高合金的耐蚀性和耐磨性，锰用于提高耐热性，硅可改善合金的铸造性能，铅则改善了材料的可加工性和润滑性等。

特殊黄铜的强度、耐蚀性比普通黄铜好，铸造性能有所改善。生产中特殊黄铜常用于制造螺旋桨，紧压螺母等船用重要零件和其他耐蚀零件。

黄铜的主要用途见表1-9。

表1-9 黄铜的主要用途

（3）白铜 向纯铜中加入镍，就会使铜的颜色变白，这种铜合金称为白铜，所以白铜的主要成分是铜和镍。白铜色泽和银一样，不易生锈。镍含量越高，颜色越白。但是，毕竟是与铜融合，只要镍的质量分数不超过70%，肉眼都会看到铜的黄色，通常白铜中镍的质量分数为25%。纯铜加镍能显著提高强度、耐蚀性、硬度、电阻和热电性，并降低电阻温度系数。因此，白铜比其他铜合金的力学性能、物理性能都好，且硬度高，色泽美观，耐蚀性好，常用于制造硬币、电器、仪表和装饰品。

白铜按化学成分可分为普通白铜和特殊白铜。

普通白铜只含有铜、镍两种元素，具有较高的耐蚀性、抗腐蚀疲劳性能及优良的冷热加工性能，用于制造在蒸汽和海水环境下工作的精密机械、仪表零件及冷凝器、蒸馏器、热交换器等。(www.xing528.com)

普通白铜中加入少量其他元素，如铁、锌、锰、铝等辅助合金元素，就构成了特殊白铜。通常情况下，加入某种金属元素，就叫做某白铜，如铝白铜、锰白铜就是分别添加了铝、锌。特殊白铜的耐蚀性、强度和塑性高，成本低，用于制造精密机械、仪表零件及医疗器械等。

（4）青铜 向纯铜中加入锡，就会使铜的颜色变青，这种铜合金称为青铜，所以青铜最初的主要成分是铜和锡。现在除黄铜、白铜以外的铜合金均称为青铜，并常在青铜名字前冠以另外添加元素的名称。常用青铜有锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜、铅青铜等。其中，工业用量最大的为锡青铜和铝青铜，强度最高的为铍青铜。

青铜一般具有较好的耐蚀性、耐磨性、铸造性和优良的力学性能，常用于制造精密轴承、高压轴承、船舶上抗海水腐蚀的机械零件以及各种板材、管材、棒材等。由于青铜的熔点比较低（约为800℃），硬度高（为纯铜或锡的两倍多），所以容易熔化和铸造成形。青铜还有一个反常的特性——“热缩冷胀”，常用来铸造艺术品，冷却后膨胀，可以使花纹更清楚。

1）锡青铜是以锡为主加元素的铜合金，锡的质量分数一般为3%～14%。锡青铜的锡含量是决定其性能的关键，含锡质量分数为5%～7%的锡青铜塑性最好，适用于冷热加工；而含锡质量分数大于10%时，合金强度升高，但塑性却很低，只适于铸造用。锡青铜耐蚀性良好，在大气、海水和无机盐类溶液中耐蚀性比纯铜和黄铜好，但在氨水、盐酸和硫酸中耐蚀性较差。锡青铜主要用于耐蚀承载件，如弹簧、轴承、齿轮轴、蜗轮、垫圈等。

2）铝青铜是以铝为主加元素的铜合金，铝的质量分数为5%～11%。其强度、硬度、耐磨性、耐热性及耐蚀性高于黄铜和锡青铜，铸造性能好，但焊接性能差。工业上压力加工用铝青铜的含铝质量分数一般低于7%；含铝质量分数10%左右的合金强度高，可用于热加工或铸造。

铝青铜强度高、韧性好、疲劳强度高、受冲击不产生火花，且在大气、海水、碳酸及多数有机酸中的耐蚀性都高于黄铜和锡青铜。因此，铝青铜在结构件上应用极广，主要用于制造船舶、飞机及仪器中在复杂条件下工作的要求高强度、高耐磨性、高耐蚀性零件和弹性零件，如齿轮、轴承、摩擦片、蜗轮、轴套、弹簧、螺旋桨等。

3）铍青铜是指以铍为主加元素的铜合金，铍的质量分数为1.7%～2.5%。铍青铜具有高的强度、硬度、疲劳强度和弹性极限，弹性稳定，弹性滞后小，耐磨性、耐蚀性高，具有良好的导电导热性，无磁性，冷热加工及铸造性能好，但其生产工艺复杂，价格高。铍青铜广泛地用于制造精密仪器仪表的重要弹性元件、耐磨耐蚀零件、航海罗盘仪中零件和防爆工具等。

铜分为铸造铜和加工铜两大类，常用加工铜及铜合金的分类见表1-10。

表1-10 常用加工铜及铜合金的分类