铜合金具有良好的力学性能、减摩性能、耐蚀性和其他特殊物理性能，而且具有悦目的色泽，因而在机器和仪器制造以及五金器具中获得广泛应用。根据颜色，铜及其合金可分为纯铜、黄铜、青铜和白铜。从化学成分上可分为铜-锌、铜-锡、铜-铝、铜-硅、铜-铍、铜-铅、铜-镍、铜-锰合金等。在各种简单铜合金中尚可加入一定量的其他合金元素，形成复杂的多元合金和获得更为优异的性能。
工业纯铜新鲜表面呈玫瑰红色，在大气中被氧化为Cu2O变成紫色。工业纯铜的导电性极好，延展性也很好，主要加工成线材和带材，作为导电材料（占铜用量的60%以上）。铜中的微量杂质都会降低其导电性能，影响最大的有P、Si、Fe、Co、Be、Al、Mn（递减），影响很小的有O、Ag、Cd、Cr、Ca、Zn（递增）。工业纯铜可分为含氧铜（又称韧铜）、无氧铜和脱氧铜三类。含氧铜中的其他杂质少、导电性好、冶炼过程简单，但在高温下于还原性气氛中易产生氢脆。在真空或还原气氛中冶炼的无氧铜导电性好，无氢脆倾向，广泛用于电真空仪器与玻璃封焊的导线。用P或Mn脱氧的脱氧铜无氢脆倾向，但P的质量分数必须控制在0.04%以下。
工业纯铜牌号和化学成分列于表16-1。铜的物理性能：相对原子质量63.34，室温下密度8.93g/cm3，熔点1084.88℃，沸点2595℃，室温比热容386J/（kg·K），线胀系数16.7μm/（m·K），电阻率16.73nΩ·m，电导率103.06%IACS（相对标准退火铜线电导率的百分比），热导率398W/（m·K），面心立方晶体。其室温力学性能：σb为209MPa，σ0.2为33.3MPa，δ为60%，硬度为37HBW，弹性模量E为128GPa。
黄铜是铜和锌的合金，其色呈淡黄或金黄色，故而得名。铜锌二元合金被称为简单黄铜，再添加其他元素后，要补加第三元素命名，如铅黄铜、锡黄铜、铝黄铜、铁黄铜、锰黄铜、硅黄铜、镍黄铜等。黄铜按制造加工方法又可分为变形黄铜和铸造黄铜两大类。
青铜是一种古老的合金，最初主要指铜锡合金，现在把除黄铜和白铜之外的铜合金都叫做青铜。按所含主要元素不同，分为锡青铜、硅青铜、铝青铜、铅青铜、铍青铜、铬青铜、锰青铜等。按制造加工方法又分为变形青铜和铸造青铜两类。
白铜是铜镍合金，也是依色泽而命名的。当w（Ni）<50%时称为简单白铜。除镍外，尚含铁、锰、铝或锌的白铜被称为复杂白铜。白铜亦可分为变形白铜和铸造白铜两类。
铜和铜合金的热处理应在保护气氛中加热，以避免氧化烧损，保持光亮表面。在700℃以下加热，最适宜的铜退火保护气是水蒸气。在700℃以上，水蒸气在Fe触媒作用下会分解成H2和O2，使铜氧化和变脆。纯铜在CO2中加热会轻微氧化。在CO中加热，表面氧化物会还原。在CO+CO2气氛中加热，当
时，可避免氧化。含硫气体会加重铜的氧化。
铝青铜在400℃以下和水蒸气无反应。Cu-Ni、Cu-Ag等合金可在纯H2中施行光亮热处理。
表16-1 纯铜牌号及化学成分
黄铜在含氧、含硫气体中加热容易氧化变色，但所形成的ZnO和ZnS在600℃以下非常致密，可保护内部金属不进一步氧化。黄铜在保护气氛和真空中加热伴随有脱锌现象。保护效果较好的保护气氛是纯氮。
表16-2所列为铜合金退火时的常用炉气类型。表16-3所列为一些变形铜合金去应力退火温度。纯铜管材、棒材、带材、线材的退火温度列于表16-4。
表16-2 铜合金退火时常用的炉气类型
表16-3 一些变形铜合金去应力退火温度
注：保温时间一般为1～2h（材料厚度约20mm），采用较高的去应力退火温度，可适当缩短保温时间。
表16-4 纯铜管材、棒材、带材、线材的退火温度
表16-5～表16-7所列为黄铜冷加工中间退火温度和各种类型材料的退火温度。锡青铜热处理工艺规范列于表16-8和表16-9。铝青铜的热处理工艺列于表16-10。图16-1所示为纯铜和黄铜的硬度和晶粒度关系。图16-2所示为退火温度和时间对黄铜硬度的影响。各种冷成形用退火铜合金的标准晶粒度列于表16-11。表16-12～表16-14所列为各种铍青铜的热处理规范和晶粒尺寸。图16-3所示为一种铍青铜固溶时效后的时效硬化。表16-15～表16-21所列为几种牌号铍青铜的热处理和力学性能。图16-4所示为三种铍青铜的时效硬化曲线。
表16-5 黄铜冷加工中间退火温度
注：δ—截面尺寸。
表16-6 黄铜管材、棒材再结晶退火温度
表16-7 黄铜线材的再结晶退火温度
表16-8 锡青铜中间退火温度
表16-9 锡青铜棒材及线材成品退火温度
图16-1 纯铜及黄铜（H68）晶粒大小
图16-2 退火温度与时间对黄铜（H68）硬度的影响
a）变形量30% b）变形量50%
表16-10 几种两相铝青铜的热处理工艺
表16-11 各种冷成形用退火铜合金的标准晶粒度
注：单相铜合金晶粒度测定方法可参阅GB/T 6394—2002。
表16-12 铍青铜的固溶处理温度及时效温度
表16-13 固溶处理后铍青铜材料的晶粒尺寸要求(www.xing528.com)
表16-14 铍青铜薄板、带材及厚度很小的工件固溶处理时的保温时间
表16-15 固溶处理温度（保温时间为25min）对0.85mm厚QBe1.9板材晶粒尺寸和力学性能的影响（未时效）
表16-16 固溶处理制度对QBe2及QBe1.9时效后力学性能的影响
表16-17 时效温度对QBe2①力学性能的影响
①试样厚度为0.3mm，780℃固溶25min水淬，时效2h。
图16-3 QBe1.9合金固溶处理（800℃、15min水淬）后在不同温度下时效硬化曲线
a）弹性模量 b）抗拉强度 c）硬度 d）变形30%下的硬度
表16-18 时效时间对QBe2力学性能的影响
表16-19 变形度及热处理对QBe2及QBe1.9条材力学性能的影响
（续）
表16-20 铍青铜硬态时效后的弹性后效特征值
注：1.表中数值为2～3个试样的平均值。
2.
表示10min正弹性后效变形值。
3.α表示弹性后效过程的可逆性，
，其中
Δε60为60min反后效变形值，Δε120为120min正后效变形值。
4.σ为弯曲应力。
图16-4 QBe1.9、QBe2.0及QBe2.5在320℃的时效硬化曲线
表16-21 四种铸造铍青铜时效温度与性能
①IACS—相对标准退火铜线电导率的百分比。
表16-22～表16-24所列为几种白铜的热处理温度。表16-25所列为各国铜合金牌号对照表。
表16-22 白铜均匀化退火规范
表16-23 白铜中间退火温度
注：δ—截面尺寸。
表16-24 白铜棒材及线材成品退火温度
表16-25 各国铜合金牌号对照表
（续）
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