铜及铜合金的材料及焊接性.docx
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1、一、铜及铜合金的种类、牌号及性能铜及铜合金以它独特而优越的综合性能,得到广泛的应用。铜具有优良的导电性能、导热性能、抗腐蚀性能以及非常好的加工成型性能,某些铜合金还兼有较高的强度和耐磨性能。因此,铜及铜合金在电气、电子、化工、机械、造船、制氧、酿造、动力、交通及航空、航天、兵器等工业中都得到了广泛的应用。根据表面颜色及化学成分,铜及其合金可以分为紫铜、黄铜、青铜及白铜四大类;按照使用时的状态或成型的方法,铜及铜合金又可分为铸造铜和加工铜两大类,而且除了合金含量较高的高锡青铜、高硅青铜和高铅青铜外,大部分铜及铜合金都是既可作为铸造铜,又可作为加工铜来使用。(1)紫铜。紫铜即纯铜,是铜含量不低于9
2、9.5%的工业纯铜,因表面颜色为紫红色而得名。它具有极好的导电性和导热性,良好的常温和低温性能,对大气、海水及某些化学药品都具有良好的耐腐蚀性。紫铜的强度和硬度较低,冷变形对紫铜力学性能影响很大,可以提高其强度和硬度,但塑性会明显下降。用550600退火可以消除冷加工硬化,恢复塑性。紫铜在400700的高温下,强度和塑性都会显著降低,因此在热加工时应引起足够的重视。紫铜的性能与其所含杂质的成分和数量有关,杂质是在纯铜冶炼过程中带入的,所有的杂质都会在一定程度上降低铜的导电性,其中以磷最为显著,但磷却是铜及铜合金的一个良好的脱氧元素,用磷脱氧的纯铜称为磷脱氧铜,可用于制造重要的焊接结构。杂质中的
3、硫、氧、铅、铋等元素还能与铜形成各种脆性化合物和低熔点共晶,增大紫铜的冷脆性和焊接接头产生热裂纹的倾向。所以要求工业纯铜的杂质含量不得超过一定数量,纯铜等级的划分就是取决于杂质元素的含量。根据纯铜中氧含量的不同,可将纯铜分为普通工业纯铜(T1、T4)和无氧铜(磷脱氧铜TUP、TUPn和无氧铜TU1、TU2)。普通工业纯铜的氧含量在0.02%0.1%之间,磷脱氧铜(以磷、锰、硅等元素作为脱氧剂)的氧含量在0.01%以下,用高纯度纯铜经真空熔炼后而得到的无氧纯铜,其氧含量在0.003%以下。紫铜的牌号、成分及性能见表1-3、表1-4。(2)黄铜。黄铜是由铜和锌组成的二元铜合金,它的颜色随含锌量的增
4、加由红黄色变成淡黄色。黄铜的强度、硬度、耐腐蚀性能和铸造性能都比紫铜高,并能进行冷、热加工,价格也比紫铜便宜,因此作为结构材料在工业上得到更广泛的应用。在普通黄铜中加入少量的锡、锰、铅、硅、铝、镍、铁等元素,构成特殊黄铜,如锡黄铜、锰黄铜、铅黄铜、硅黄铜、铝黄铜、镍黄铜和铁黄铜等,可以使力学性能、耐腐蚀性能和工艺性能进一步提高。经过冷加工(如冲压、弯曲)或焊接后的黄铜,必须进行退火,以消除应力,防止产生应力腐蚀裂纹。一般退火温度为300400。黄铜根据工艺性能、力学性能和用途不同,可分为压力加工黄铜和铸造黄铜两大类。常用加工黄铜、铸造黄铜的牌号及成分见表1-5,几种黄铜的性能见表1-6。(3)
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