铜和铜合金的熔炼技术.docx
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铜和铜合金的熔炼技术
铜及铜合金的熔炼技术
东北大学成型0902王玙20211721
1：
概述
铜是人类最早使用的金属。
早在史前时代,人们就开场采掘露天铜矿,并用获取的铜制造武器、工具和其他器皿，铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。
铜存在于地壳和海洋中。
铜在地壳中的含量约为0.01％，在个别铜矿床中，铜的含量可以到达3－5％。
自然界中的铜，多数以化合物即铜矿物存在。
铜矿物与其他矿物聚合成铜矿石，开采出来的铜矿石，经过选矿而成为含铜品位较高的铜精矿。
铜矿石分为三类：
〔1〕硫化矿，如黄铜矿（CuFeS2）、斑铜矿（Cu5FeS4）和辉铜矿（Cu2S）等。
〔2〕氧化矿，如赤铜矿（Cu2O）、孔雀石[CuCO3Cu（OH）2]、蓝铜矿[2CuCO3Cu（OH）2]、硅孔雀石（CuSiO32H2O）等。
〔3〕自然铜。
铜矿石中铜的含量1％左右〔0.5％～3％〕便有开采价值，因为采用浮选法可以把矿石中一局部脉石等杂质除去，而得到含铜量较高〔8％～35％〕的精矿砂。
纯铜：
面心立方晶格，原子量63.54，密度8.9，熔点1083℃
电阻率0.01673欧姆mm2/m，线性膨胀数17.6×10-6/℃，导热率0-100℃399W/mk。
软态280MPA，延伸率≥40%
从铜矿中开采出来的铜矿石，经过选矿成为含铜品位较高的铜精矿或者说是铜矿砂，铜精矿需要经过冶炼提成,才能成为精铜及铜制品.
目前，世界上铜的冶炼方式主要有两种：
火法冶炼与湿法冶炼〕
1．火法:
通过熔融冶炼和电解精火炼消费出阴极铜，也即电解铜，一般适于高品位的硫化铜矿。
除了铜精矿之外,废铜做为精炼铜的主要原料之一，包括旧废铜和新废铜，旧废铜来自旧设备和旧机器，废弃的楼房和地下管道；新废铜来自加工厂弃掉的铜屑（铜材的产出比为50％左右）,一般废铜供给较稳定，废铜可以分为：
裸杂铜:
品位在90％以上；黄杂铜〔电线〕:
含铜物料〔旧马达、电路板〕；由废铜和其他类似材料消费出的铜，也称为再生铜。
2．湿法:
一船适于低品位的氧化铜，消费出的精铜称为电积铜。
2：
纯铜
工业纯铜的牌号及应用
纯铜含铜99.90-99.99%，加工铜国家标准有9个牌号：
3个纯铜牌号、3个无氧铜牌号、2个磷脱氧铜牌号、1个银铜牌号；高纯铜纯度可达99.99%—99.9999%，又称为4N、5N、6N铜。
工业纯铜的牌号用字母T加上序号表示，如T1，T2，T3等，数字增加表示纯度降低。
无氧铜用“T〞和“U〞加上序号表示，如TUl、TU2。
用磷和锰脱氧的无氧铜，在TU后面加脱氧剂化学元素符号表示，如TUP、TUMn。
纯铜的性能
导电导热性：
高的导电、导热性，仅次于银而居第二位。
工业纯金属的导电、导热性由高到低的顺序为：
银、铜、铝、镁、锌、镉、钴、铁、铂，锡、铅、锑。
20℃时铜的µΩ•cm，热导率为402W／m·K；
µΩ•cm，银为419W／m·K。
用处：
各种导线、电缆、导电牌、电器开关等导电器材和各种冷凝管、散热管、热交换器、真空电弧炉的结晶器等。
导电器材用量占铜材总量一半以上。
所有杂质和参加元素，不同程度降低铜的导电、导热性能。
固溶于铜的元素（除Ag、Cd外）对铜的导电、导热性降低较多，而呈第二相析出的元素那么对铜的导电、导热性降低较少。
Ti、P、Si、Fe、Co、As，Be、Mn、Al强烈降低Cu导电性。
冷变形对铜的导电性能影响不大，与其它强化方法（如固溶强化）相比冷加工后导电性的降低要小得多
A1203弥散强化可进步铜的强度而又不使其导电率明显下降。
耐蚀性：
铜的标准电极电位为，比氢高，在水溶液中不能置换氢，因此，铜在许多介质中化学稳定性好。
铜在大气中耐蚀性良好，暴露在大气中的铜能在外表生成难溶于水、并与基底严密结合的碱性硫酸铜（即铜绿，CuS04·3Cu（OH）2）或碱性碳酸铜（CuCO3·Cu（OH）2）薄膜，对铜有保护作用，可防止铜继续腐蚀。
铜在淡水及蒸汽中抗蚀性能也很好。
所以野外架设的大量导线、水管、冷凝管等，均可不另加保护。
／a；参加～％As能显著进步铜对海水的抗蚀性。
铜在非氧化性的酸（如盐酸）、碱、多种有机酸（如醋酸、柠檬酸、脂肪酸、乳酸、草酸）中有良好的耐蚀性。
但是，铜在氧化剂和氧化性的酸（如硝酸）中不耐蚀。
氨、氯化铵，氰化物，汞盐的水溶液和潮湿的卤素族元素等，均引起铜强烈的腐蚀。
铜在常温枯燥空气中几乎不氧化，但当温度超过100℃时开场氧化，并在其外表生成黑色的CuO薄膜。
在高温下，铜的氧化速度大为增加，并在外表上生成红色的Cu20薄膜。
磁性：
为逆磁性物质，磁化率为-0.085×10-6，常用来制造不受磁场干扰的磁学仪器，如罗盘、航空仪器。
铁磁性杂质（Fe、Co、Ni）在铜中呈不溶状态时，即显铁磁性。
用T1或T2铜来作磁性仪表的构造材料。
Fe是危害最大的杂质，应严格限制在％以下。
铜的机械性能
软态铜：
σb=200～240MPa，35～45HB，δ≈50％，ψ达75％。
硬态铜：
σb≥350～400MPa，110～130HB，延伸率δ=6％。
铜为面心立方晶格，滑移系多，变形易，退火态铜不经中间退火可压缩85～95％而不产生裂纹。
纯铜在500～600℃呈现“中温脆性〞，热加工需在高于脆性区温度下进展。
中温脆性是低熔点金属Pb、Bi与Cu生成低熔点共晶、分布在晶界上造成，因在中温区它以液体状态存在于晶界，造成热脆，而在较高温度时，由于Pb、Bi在Cu中的固溶度增大，微量Pb、Bi又固溶于铜的晶粒内，不造成危害，从而使塑性又升高。
杂质及微量元素对铜压力加工性能的影响
纯铜中的杂质分为三类：
⑴固溶于铜的杂质及微量元素；
⑵很少固溶于铜，并与铜形成易熔共晶的杂质及微量元素；
⑶几乎不固溶于铜，并与铜形成熔点较高的脆性化合物的杂质及微量元素。
杂质元素对铜塑性的影响，取决于铜与元素的互相作用。
当杂质元素固溶于铜时，影响不大；假设杂质元素与铜形成低熔点共晶时，那么会产生“热脆〞。
假设杂质元素与铜形成脆性化合物分布于晶界时，那么产生“冷脆〞。
磷：
固溶于铜的杂质磷熔点44℃，700℃时磷在铜中的溶解度为％，而200℃时那么只溶解％，温度下降磷在铜中的溶解度也下降。
磷显著降低铜的导电、导热性，但对铜的机械性能特别是对焊接性能有益。
磷常作为铜的脱氧剂使用，并进步铜液的流动性。
过量的磷会生成Cu3P脆性化合物，造成“冷脆〞，所以过量的磷有害。
砷：
熔点613℃，在固态铜中可溶解％。
少量As对机械性能没明显影响，但显著降低铜的导电、导热性。
砷可进步铜的再结晶温度，进步铜的耐热性；此外，砷显著进步铜的耐蚀性，作冷凝管用的铜管中均参加少量的砷；还可改善含氧铜的加工性能。
锑：
熔点630℃，共晶温度〔645℃〕下锑在铜中的固溶度11％。
随温度降低，锑在铜中的溶解度急剧降低，并形成脆性Cu3Sb，分布在晶界上而造成“冷脆〞。
锑同时造成铜的导电性和导热性的严重降低，导电用铜的含锑量不允许超过％。
铅：
熔点327℃，根本上不溶解于铜，微量的铅与铜形成低熔点共晶组织（Cu＋Pb），共晶温度为326℃，共晶体最后结晶并集中在晶界上，铅呈黑色颗粒状分布在晶界上，热加工时，铅先熔化，使金属晶粒之间的结合力受到破坏，造成“热脆〞。
铅限制在～％。
铋：
熔点为271℃，不溶于Cu中，在270℃与Cu生成低熔点共晶（Cu+Bi）。
Bi在低熔点共晶中呈薄膜状分布在铜的晶界上，热加工时，薄膜熔化而造成“热脆〞。
Bi本身也是脆性相，使铜在冷态下也会变脆，所以Bi不但造成“热脆〞，也造成“冷脆〞，对铜危害严重。
铋的极限含量不大于％。
氧：
不固溶于铜，与铜形成高熔点脆性化合物Cu2O，含氧铜冷凝时，氧呈共晶体（Cu+Cu2O）析出，分布在晶界上。
共晶温度很高（1066℃），对热变形性能不产生影响，但Cu2O硬而脆，使冷变形产生困难，致使金属发生“冷脆"。
含氧铜在氢或复原性气氛中退火时，会出现“氢病〞。
“氢病〞的本质是由于退火时，氢或复原性气氛易于渗入铜中与CuO的氧化合而形成水蒸气或CO2。
100g含氧％的铜在氢气中退火，会形成140cm3的蒸汽。
生成的水蒸汽无法扩散，在铜中形成很高的压力，使铜遭到破坏。
含氧量达％的铜，即出现“氢病〞。
根据氧含量和消费方法，纯铜可分无氧铜、脱氧铜和纯铜三类，其中只有无氧铜才能在高温复原性气氛中加工使用。
硫：
形成共晶系相图，共晶温度较高，对铜热变形影响不明显，共晶体（α+Cu2S）集中在晶界上，Cu2S硬而脆，致使金属发生“冷脆〞。
硫的最大允许含量为0.005～0.01％。
硒，碲：
在固态铜中的溶解度极小，生成Cu2Se、Cu2Te脆性化合物，凝固时沿晶界析出，造成“冷脆〞。
铜中含0.003％硒和0.005～0.003％碲即可使其焊接性能恶化。
3：
合金——铜合金分类及强化方法
铜合金：
黄铜、白铜，青铜。
黄铜：
简单黄铜和复杂黄铜。
简单黄铜：
为Cu—Zn二元合金，以“H〞表示，H后面的数字表示合金的平均含铜量如H70表示含铜量为70％，其余为锌。
复杂黄铜：
在Cu-Zn会金中参加少量铅、锡、铝、锰等，组成多元合金。
第三组元为铅的称铅黄铜，为铝的称铝黄铜，如HSn70-1表示含70％Cu、1％Sn、余为锌的锡黄铜。
多元合金那么以第三种含量最多的元素相称，如：
HMn57-3－1：
57％Cu、3％Mn、1％Al、余为锌的锰黄铜；
HAl66-6－3－2：
66％Cu、6％Al、3％Fe、2％Mn、余Zn的铝黄铜
白铜：
铜为基、镍为主要合金元素的铜合金。
以B表示。
如：
BlO为10％Ni、余为铜；B30为30%Ni、余Cu的铜镍合金。
青铜：
除黄铜、白铜之外的铜合金。
按主加元素（如Sn、Al，Be等）命名为锡青铜、铝青铜、铍青铜，并以Q＋主添元素化学符号及百分含量表示，如QSn6.5-0.1为6.5％Sn、0.1％P、余为铜的锡磷青铜。
QA15为5％A1、余为铜的铝青铜。
QBe2为2%Be、余下为铜的铍青铜。
普通黄铜的相组成及各相的特性Cu-Zn二元系相图中，固态下有α、β、γ、δ、ε、η六个相。
α相是以铜为基的固溶体，其晶格常数随锌含量的增加而增大，锌在铜中的溶解度与一般合金相反，随温度降低而增加，在456℃时固溶度达最大值（39％Zn）；之后，锌在铜中的溶解度随温度的降低而减少。
含锌量为25％左右的α相区，存在Cu3Zn化合物的两种有序化转变，采用X射线、电阻、差热分析等方法测定发现：
在450℃左右α无序固溶体转变为αl有序固溶体，在217℃左右，αl有序固溶体转变为α2有序固溶体。
α固溶体具有良好的塑性，可进展冷热加工，并有良好的焊接性能。
铜合金——黄铜
β相：
以电子化合物CuZn为基的体心立方晶格固溶体。
冷却过程中，在468～456℃温度范围，无序相β转变成有序相β´。
β´相塑性低，硬而脆，冷加工困难，所以含有β´相的合金不适宜冷加工。
但加热到有序化温度以上，β´→β后，又具有良好塑性。
β相高温塑性好，可进展热加工。
γ相是以电子化合物Cu5Zn8为基的复杂立方晶格固溶体，硬而脆，难以压力加工，工业上不采用。
所以，工业用黄铜的锌含量均小于46％，不含γ相。
工业用黄铜，按其退火组织可分为α黄铜和α+β两相黄铜。
β黄铜只用作焊料。
WZn＜36％的α黄铜：
H96～H65为单相α黄铜，α黄铜的铸态组织中存在树枝状偏析，枝轴局部含铜较高，不易腐蚀；呈亮色，枝间局部含锌较多，易腐蚀，故呈暗色。
变形及再结晶退火后，得到等轴的α晶粒，而且出现很多退火孪晶，这是铜合金形变后退火组织的特点。
α+β两相黄铜含36～46％Zn，H62至H59均属于此。
凝固时发生包晶反响形成β相，凝固完毕，合金为单相β组织，当冷至α+β两相区时，α相自β相析出，残留的β相冷至有序转变温度时（456℃），β无序相转变为β´有序相，室温下合金为α+β´两相组织。
铸态α+β´黄铜，α相呈亮色（因含锌少，腐蚀浅）,β´相呈黑色（因含锌多，腐蚀深）。
经变形和再结晶退火后，α相具有挛晶特征，β´相那么没有。
普通黄铜性能变化与锌含量的关系
物理性能：
二元黄铜的密度随锌含量的增加而下降，而线膨胀系数那么随锌含量的增加而上升。
电导率、热导率在α区随锌含量的增加而下降，但锌含量在39％以上，合金出现β时，电导率又上升，锌含量达50％时达峰值。
力学性能：
WZn<30％时，随锌含量的增加，σb和δ同时增大，对固溶强化的合金来说，这种情况是极少有的，锌含量在30～32%范围时，δ达最大值。
之后，随β´相的出现和增多，塑性急剧下降。
而σb那么一直增长到锌含量45％附近，当锌含量为45％时，σb值最大。
锌含量超过45％，由于α相全部消失，而为硬脆的β´相所取代，导致σb急剧下降。
变形和退火后的性能：
α相随锌含量的增加其强度、塑性均增加。
当锌含量为30％时，塑性最好，适于深冲压和冷拉，大量用于制造炮弹壳，所以H70黄铜有“炮弹黄铜〞之称。
β相强度更高，但室温下呈有序状态，塑性很低。
γ相在室温下那么更硬而脆。
α黄铜具有良好的塑性，适于冷、热加工。
所有黄铜在200～600℃温度范围内均存在中温低塑性区，这主要是微量杂质（铅、锑、铋等）的影响，它们与铜生成低熔点共晶而最后凝聚在晶界上，形成低熔点共晶薄膜，从而造成热加工过程的“热脆〞。
然而黄铜的塑性会随温度升高而重新显著增长，说明这些杂质在高温时的溶解度明显增加。
脆性区温度范围与锌含量有关，详细温度要看含锌量而言，如H90、H80，HPb59－1等的低塑性区。
参加微量混合稀土或锂。
钙、锆、铈等能与杂质形成高熔点化合物的元素，均能有效减轻或消除杂质的有害影响，从而消除热脆性。
如加铈能与铅和铋形成Pb2Ce及Bi2Ce等高熔点化合物。
黄铜的热加工一般应在高于脆性区的温度进展，α+β黄铜室温塑性较低，只能热变形、要加热到β相区热轧，但温度不能太高，因β相长大得快，以保存少量α相为宜，利用残留α相限制β晶粒长大。
所以，热变形温度通常选择在（α+β）／β相变温度附近。
黄铜在大气、淡水或蒸汽中有很好的耐蚀性，腐蚀速度约为～，在海水中的腐蚀速度略有增加，约为～／a。
脱锌和应力腐蚀破坏（季裂）是黄铜最常见的两种腐蚀形式。
脱锌：
出如今含锌较高的α黄铜、特别是α+β黄铜中。
锌电极电位远低于铜，电极电位低的锌在中性盐水溶液中首先被溶解，铜那么呈多孔薄膜残留在外表，并与外表下的黄铜组成微电池，使黄铜成为阳极而被加速腐蚀。
加～％As可防止脱锌。
应力腐蚀：
即“季裂〞或“自裂〞，指黄铜产品存放期间产生自动破裂的现象。
这种现象是产品内的剩余应力与腐蚀介质氨、SO2及潮湿空气的结合作用产生的。
黄铜含Zn量越高，越容易自裂。
为防止黄铜自裂，所有黄铜冷加工制品或半制品，均需进展低温（260～300℃）退火～％As或～％Si也能明显降低其自裂倾向。
普通黄铜中杂质：
铅、铋、锑、磷砷和铁等。
铅：
在α单相黄铜中是有害杂质，由于它熔点低，几乎不溶于黄铜中，所以它主要分布在晶界上。
铅含量大于％时，黄铜在热加工时出现热脆；但对冷加工性能无明显影响。
在α+β两相黄铜中，铅的容许含量可比α黄铜高一些，因为两相黄铜在加热和冷却过程中，会发生固态相变，使铅大局部转入晶内，减轻有害影响。
少量铅可进步两相黄铜的切屑性能，使加工件外表获得高的光洁度。
铋：
呈连续脆性薄膜分布在黄铜晶界上，既产生热脆性，又产生冷脆性，对黄铜的危害性远比铅为大，在α及α+β黄铜中要求≯％Bi。
减轻Pb和Bi有害影响的有效途径是参加能与这些杂质形成弥散的高熔点金属化合物的元素，如Zr可分别与Pb、Bi形成高熔点稳定化合物ZrxPby（2000℃）和ZrxBiy。
（熔点2200℃）。
锑：
随温度下降，锑在α黄铜中溶解度急剧减小；在锑含量小于0.1％时，就会析出脆性化合物Cu2Sb，呈网状分布在晶界上，严重损害黄铜的冷加工性能。
锑还促使黄铜产生热脆性，因锑在固态铜中的共晶温度为645℃，所以，锑是黄铜中的有害杂质。
参加微量锂可与锑形成高熔点的Li3Sb（熔点1145℃），从而减轻锑对黄铜塑性的有害影响。
砷：
室温时砷在黄铜中的溶解度<0.1％，过量的砷那么产生脆性化合物Cu3As，分布在晶界上，降低黄铜塑性。
黄铜中参加0.02～0.05％As，可防止黄铜脱锌。
砷使黄铜制品外表形成巩固的保护膜，进步黄铜对海水的耐蚀性。
普通黄铜的成分、性能和用处
二元黄铜性能变化规律：
其导电、导热性随Zn含量的增加而下降，而机械性能（抗拉强度、硬度）那么随Zn含量的增加而上升；二元黄铜在工业上的应用，主要根据其性能来选择。
H96、H90和H85：
良好的电导率、热导率和耐蚀性，有足够的强度和良好的冷、热加工性能，被大量采用来制作冷凝管、散热管、散热片、冷却设备及导电零件等。
H70、H68：
高的塑性和较高的强度，冷成型性能特别好，适于用冷冲压或深拉法制造各种形状复杂的零件。
H62：
α+β黄铜，高的强度，在热态下塑性良好；冷态下塑性也比拟好，切削加工性好，耐蚀，易焊接，以板材，棒材、管材、线材等供工业大量使用，应用广，有“商业黄铜〞之称。
H59：
强度高；含锌量高，能承受热态压力加工，有一般的耐蚀性，多以棒材和型材应用于机械制造业。
复杂黄铜
铜锌合金中参加少量（一般为1～2％，少数达3～4％，极个别的到5～6％）锡、铝、锰、铁、硅、镍、铅等元素，构成三元、四元、甚至五元合金，即为复杂黄铜。
铜锌合金中参加少量其它合金元素，使铜锌系中的α／（α+β）相界向左挪动（缩小α区）或向右挪动（扩大α区）。
所以，复杂黄铜的组织即相当于简单黄铜中增加或减少锌含量的合金组织。
铜锌合金中参加1％硅后的组织，即相当于铜锌合金中增加10％锌的组织，即称硅的“锌当量系数〞为10。
硅的锌当量系数为正值，急剧缩小α区。
假设在铜锌合金中参加1％镍，那么合金的组织相当于合金中减少％锌的合金组织，故镍的“锌当量系数〞为－，镍的锌当量系数是负值，使α区扩大。
铜锌合金参加其它元素后产生的相区变化，可根据“虚拟锌含量〞来推算。
如：
HAl66-6-3-2（66％Cu-6％Al-3％Fe－2％Mn，余为锌）的“虚拟锌含量〞为％，％Zn的合金具有单相β组织。
复杂黄铜的性能
复杂黄铜中的α相及β相是多元复杂固溶体，其强化效果较大，而普通黄铜中的α及β相是简单的Cu-Zn固溶体，其强化效果较低。
锌当量一样，多元固溶体与简单二元固溶体的性质不同。
⑴铅的作用及铅黄铜：
铅进步黄铜的切削性能，使零件获得高的光洁度，同时进步合金的耐磨性。
（α+β）两相铅黄铜可热轧、热挤，而单相α铅黄铜通常只能冷轧或热挤。
为了改善热脆性，在HPb59-1中参加％稀土，可细化晶粒，使Pb分布均匀，或参加％Al，均可显著改善热脆性，进步热轧温度上限，使铅黄铜可在720～750℃进展热轧。
铅黄铜有极好的切削性能，耐磨、高强、耐蚀、导电性好，它以棒材，扁材、带材等广泛供给汽车、拖拉机、钟表、电器等工业，用以制作各种螺丝、螺母、电器插座、钟表零件等。
⑵锡的作用及锡黄铜：
锡抑制黄铜脱锌，进步黄铜的耐蚀性。
锡黄铜在淡水及海水中均耐蚀，故称“海军黄铜〞。
参加～％As可进一步进步耐蚀性。
锡还能进步合金的强度和硬度，常用锡黄铜含1％Sn，含锡量过多会降低合金的塑性。
锡黄铜能较好地承受热、冷压力加工。
但HSn70-1在热压力加工时易裂，需要严格控制杂质含量（如Pb≯％），铜取上限（71％），锡取下限～％），这样，在700～720℃热轧或670～720℃热挤，可获得良好效果。
锡黄铜主要用于海轮，热电厂作高强，耐蚀冷凝管、热交换器，船舶零件等。
⑶铝的作用及铝黄铜
黄铜中参加少量铝能在合金外表形成巩固的氧化膜，进步合金对气体、溶液、高速海水的耐蚀性；铝的锌当量系数高，形成β相的趋势大，强化效果高，能显著进步合金的强度和硬度。
铝含量增高时，将出现γ相，剧烈降低塑性，使合金的晶粒粗化。
为了使合金能进展冷变形，铝含量应低于4％。
含2％Al、20％Zn的铝黄铜，其热塑性最高。
为了进一步进步铝黄铜的抗脱锌腐蚀才能，常参加％As及％Be或％Sb及％Be。
铝黄铜以HAl7—2用量最大，主要是制成高强、耐蚀的管材，广泛用做海船和发电站的冷凝器等。
铝黄铜的颜色随成分而变化，通过调整成分，可获得金黄色的铝黄铜，作为金粉涂料的代用品。
⑷锰的作用及锰黄铜：
锰起固溶强化作用，少量的锰可进步黄铜的强度、硬度。
锰黄铜能较好地承受热、冷压力加工。
锰能显著升高黄铜在海水、氯化物和过热蒸汽中的耐蚀性。
锰黄铜、特别是同时加有铝、锡或铁的锰黄铜广泛用于造船及军工等部门。
Cu-Zn-Mn系合金的颜色与含锰量有关，随Mn量的增加，其颜色逐靳由红变黄，由黄变白，含63.5％Cu，24.5％Zn，12％Mn的黄铜，具有良好的机械性能、工艺性能和耐蚀性，已局部地代含镍白铜应用于工业上。
铜合金——青铜
4.3.2青铜
除黄铜、白铜之外的铜合金统称青铜，它是Sn、Al、Be、Si、Mn、Cr、Cd、Zr、Ti等与铜组成的铜合金。
青铜分为锡青铜——其主要合金成分是锡，和无锡青铜〔特殊青铜〕——其主要合金成分没有锡，而是铝、铍等其它元素。
锡是少而贵的金属，采用价格廉价、性能更好的特殊青铜或特殊黄铜来代替它。
青铜按主添元素〔如Sn、Al、Be等〕分别命名为锡青铜、铝青铜、铍青铜等。
并以“Q+主加元素符号+除铜外的成分数字组〞表示。
：
6.5%Sn、％P，余为铜的锡青铜
：
10％A1、3％Fe、％Mn，余为铜的铝青铜。
锡青铜：
最古老的铜合金。
用于鼎、钟、武器、铜镜等。
耐蚀、耐磨、弹性好和铸件体积收缩率小等。
锡青铜有三大用处：
⑴用作高强、弹性材料，如作弹簧、弹片、弹性元件。
⑵用作耐磨材料。
如作滑动轴承的轴套、齿轮等耐磨零件。
⑶铸件体积收缩小、耐蚀，用来制作艺术铸件，如铜像等。
二元锡青铜的组织
铜锡相图中有两个包晶反响和三个共析反响
δ相是γ相在520℃时的共析分解产物，这个相在350℃时分解成α+ε相。
β相和γ相只在高温时才稳定。
温度一降低，它们就立即分解，因此，在一般条件下它们实际上不可能出现。
δ相的分解进展得极慢，以致在含锡20％以下的合金中，ε相实际上不存在。
锡青铜实际上只能存在以下的组织：
⑴铸造合金中的枝晶组织，这是因为这种合金的凝固间隔很宽。
⑵低锡合金（QSn4-0.3和QSn4-3），变形和退火后组织为α固溶体。
⑶高锡合金，由α固溶体和共析体α+δ组成。
二元锡青铜的性能
⑴铸造性能：
铜锡合金结晶温度间隔可达150～160℃，流动性差；锡在铜中扩散慢，熔点相差大，枝晶偏析严重，枝晶轴富铜，呈黑色；基底富锡，呈亮色。
铸锭在进展压力加工前要进展均匀化退火，并经屡次压力加工和退火后，才根本上消除枝晶偏析。
锡青铜凝固时不形成集中缩孔，只形成沿铸件断面均匀分布在枝晶间的分散缩孔，所以，铸件致密性差，在高压下容易渗漏，不适于铸造密度和气密性要求高的零件。
～％，热裂倾向小，利于获得断面厚薄不等、尺寸要求准确的复杂铸件和花纹明晰的工艺美术品。
锡青铜有“反偏析〞倾向，铸件凝固时富锡的易熔组分在体积收缩和析出气体的影响下，由中心往外表挪动，在铸件中出现细小孔隙和化学成分不均匀。
当“反偏析〞明显时，在铸件外表上会出现灰白色斑点或析出物形状的所谓“锡汗〞。
这些析出物是脆性的，含锡15～18％，主要由δ相晶体组成，对铸件质量不利。
⑵机械性能：
锡青铜的性能与含锡量及组织有关。
α相区，Sn含量增加，σb及塑性均增大，在大约10％Sn附近，塑性最好，在21～23％Sn附近σb最大。
δ相（Cu3lSn8）硬而脆，随着δ相的增多，σb
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