项目五铜合金的热处理.docx

1、项目五铜合金的热处理教学章节：5.1教学内容：黄铜的热处理教学要求：1、了解黄铜的牌号；2、掌握铜锌合金相图。重点难点： 铜锌合金相图。教学过程（板书设计）：以铜为基的铜与锌的合金称为黄铜。可分两类：普通黄铜和特殊黄铜。一、 普通黄铜1、牌号H+xx（xx表示铜的百分含量）例如H68表示含Cu68%，含Zn约32%的黄铜。若为铸造黄铜，则ZH+xx（xx表示铜的百分含量）例如ZH68表示含Cu68%，含Zn约32%的铸造黄铜。2、合金相如Cu-Zn相图所示Cu基固溶体（FCC），黄铜基体相CuZn基固溶体，电子弄得2/3，bcc；Cu5Zn8基固溶体，电子浓度21/13，复杂bcc。黄铜中Zn

2、含量小于50%，Cu合金中相主要为、。Cu基固溶体为黄铜基体相。工业黄铜退火多为、+、组织。3、工业黄铜的性质与应用一般处于H96-H59（如相图所示）H96-H65：黄铜H63-H59：+黄铜在RT情况下，-Cu的塑性高于-CuZn的塑性，强度低于-CuZn的强度；在HT下，正好相反。因此，+黄铜热塑性好，而黄铜冷塑性好。与紫铜相比，黄铜的强度、塑性均优，工艺性好，抗蚀性好，且价格低。因此用途广、可作各种零件、日用品、管道、散热器、工艺品、炮弹等。二、特殊黄铜加Sn、Si、Al、Fe、Ni、As、Mn、Pb等，形成特殊黄铜。Si、Fe、Ni、Mn改善力学性能Sn、Si、Al、Fe、Ni、As

3、提高耐蚀性能Pb改善切削性能。1、牌号（1）、H+第三组元元素符号+xx（xx表示铜含量的百分比）-y（第三组元含量）-z（第四组元含量）例如：HSn70-1表示含Cu70%、含Zn29%、含Sn约1%的特殊黄铜 HFe59-1-1表示含Cu59%、含Zn39%、含Fe约1%的特殊黄铜（2）、若为铸造黄铜，则ZH+第三组元元素符号+xx（xx表示铜含量的百分比）-y（第三组元含量）-z（第四组元含量）例如：ZHSn70-1表示含Cu70%、含Zn29%、含Sn约1%的铸造特殊黄铜。课后习题：1、黄铜的热处理有 和 两种。2、简述黄铜的热处理教学章节：5.2教学内容：锡青铜的热处理教学要求：1、

4、了解锡青铜的牌号；2、掌握铜锡合金相图。重点难点： 铜锡合金相图。教学过程（板书设计）：早期青铜仅指锡青铜。现在青铜这个名词以成为除黄铜和白铜之外的铜合金的总称。一、 锡青铜铜与锡的合金称为锡青铜。1、牌号QSn+x（x表示Sn含量）-y（第三组元含量）-z（第四组元含量）例如QSn4-3表示含Sn约4%，其它元素约3%的青铜。 QH Sn4-3表示含Sn约4%，其它元素约3%的铸造青铜。2、合金相如下图Cu-Sn相图所示：Cu基固溶体（FCC）青铜的基体相，存在退火栾晶；Cu5Sn基固溶体，电子浓度3/2，bcc；Cu3Sn基固溶体，电子浓度7/4，fcc；Cu31Sn8基固溶体，电子浓度2

5、1/13，复杂立方；Cu3Zn基固溶体，电子浓度7/4，密排六方；注意：+（反应慢）一般不出现所以：（1）一般合金RT组织通常为+（+）共晶组织； （2）Sn扩散慢，结晶范围宽，偏析严重； （3）铸锭中易于出现分散缩孔和反偏析（锡汗）现象。3、性能(1)、不出现相时，Sn，强度和塑性都，出现相时，Sn，塑性，而强度。但是大量的相也会引起强度。(2)、具有良好的抗蚀性能，由于生成了Cu2O或2CuCO3Cu（OH）薄膜，故可作船舶零件，这也是青铜器可以长久保持的原因。(3)、铸造工艺性能不好（相对而言的），但因分散缩孔多，体积缩小，可铸造尺寸准确、花纹清晰的工艺品。(4)、热轧难，挤压易，通常需

6、要均匀化退火。4、工业锡青铜二元合金少，通常加P、Pb、Zn等元素课后习题1、简述锡青铜的热处理教学章节：5.3教学内容：铝青铜的热处理教学要求：1、了解铝青铜的牌号；2、掌握铜铝合金相图。重点难点： 铜铝合金相图。教学过程（板书设计）：当主要添加元素为铝时称为铝青铜。铝青铜具有良好的机械性能、耐蚀性能和抗磨性能，是各种青铜中应用最广泛的一个。1、牌号与上述锡青铜相同QAl+x（x表示Al含量）-y（第三组元含量）-z（第四组元含量）例如Qal4-3表示含Al约4%，其它元素约3%的青铜。2、合金相如下图Cu-Al合金相图所示： Cu基固溶体（FCC），铝青铜的基体相，存在退火栾晶；Cu3Al

7、基固溶体，电子弄得3/2，bcc；2Cu4Al9基固溶体，电子浓度21/13,复杂立方；慢冷，在565，+2（自回火现象），导致合金脆化；快冷，低铝者，（马氏体） 高铝者，1或（均为马氏体）通常选择快冷，而且工业铝青铜Al13%，属于低铝者，快冷组织为马氏体，但实际铸造组织重也可能有+2组织存在。3、性能（1）机械性能优于黄铜、锡青铜；（2）大气、海水、大多数有机酸中耐蚀性好；（3）耐磨、耐寒、冲击不产生火花（有油易燃时有利）4、工业铝青铜二元合金QAl5,、QAl7（属于单相组织，枝晶和栾晶，耐蚀、耐磨、弹性材料，如弹簧）多元合金（通常加Fe、Mn、Ni等）Qal9-4(Fe):Fe加入，细

8、化组织，HB，耐磨性，防止自回火，可热处理强化，用于船舶电器零件；QAl9-2（Mn）：Mn加入，耐蚀性，防止自回火，用于海轮上的零件；QAl11-6-6（Fe、Ni）：综合性能最佳，主要用于重要的重型零件，应用与机械，航空工业的高强耐磨齿轮，可用温度高达500.课后习题：1、简述铝青铜的热处理教学章节：5.4教学内容：铍青铜的热处理教学要求：1、了解铍青铜的牌号和成分；2、掌握铜铍合金相图。重点难点： 铜铍合金相图。教学过程（板书设计）：铍青铜是硬度、强度最高的、也是综合性能（尤其是弹性模量高、抗疲劳强度高、耐磨耐蚀、导电导热性好，耐寒、无磁性、冲击不差产生火花等）最好的铜合金，h1250-

9、1500Mpa，HB350-400，主要用于弹性零件和耐磨零件。最大问题是Be贵，而且有毒，限制了它的应用。1、牌号与成分牌号与锡青铜相同。铍青铜中的Be通常处于1.5-2.5%，虽然少但作用大，溶解度从高温Max2.7室温0.2，变化大，而且脱溶有强烈的时效强化效果。2、合金相如Cu-Be相图所示：Cu基固溶体（FCC），铍青铜的基体相，存在退火栾晶；1Cu2Be， bcc；2Cu2Be，有序bcc（时效强化原因）；时效时，1+2因此最终相组成：+2组织组成：+(+2)3、时效特点（1）脱溶序列过饱和的-固溶体（片状GP区） 2其中（片状GP区）发展时强度最高；（2）为了达到最高强度，时效温

10、度应不超过330，否则会发生晶界反应，即发生不连续脱溶，不利于性能。4、工业铍铜二元合金QBe1.5 QBe2等课后习题：1、铍青铜的热处理分 、 、退火三类。2、简述铍青铜和硅青铜的热处理。教学章节：5.5教学内容： 白铜的热处理教学要求：1、了解白铜的牌号；2、掌握铜镍合金相图。重点难点： 铜镍合金相图。教学过程（板书设计）：以Ni为主要合金元素的铜基合金称为白铜。白铜可分为两类：普通白铜Cu-Ni二元合金复杂白铜Cu-Ni-X多元合金，（X=Ni、Fe、Mn、Al、Zn、Pb等）1、牌号（1）普通白铜：B+xx（xx表示Ni含量的百分比）例如：B19表示含Ni约19%、含Cu约81%的C

11、u-Ni二元合金（白铜）（2）复杂白铜：B+第三组元元素符号+x（Ni的含量）-y(第三组元含量)-z（第四组元含量）例如：BZn15-20表示含Ni约15%、含Zn约20%、含Cu约65%的复杂白铜2、合金元素的作用与复杂白铜Ni：与铜形成完全固溶体，Ni，电阻，抗蚀性，热电势，普通白铜Fe：细化晶粒，Fe，抗蚀性（抗海水冲击腐蚀明显增强），铁白铜Mn：电阻率，电阻温度系数，锰白铜Al：生成Ni3Al、Ni2Al，热处理可强化，铝白铜Zn：耐蚀性，颜色银白，锌白铜（亦称中国银、德国银）Pb：易切削3、主要应用（1）结构用白铜：除B0.6，锰白铜等常作补偿导线、标准电阻、热电偶等电器电工材料外

12、，其余白铜均可作结构件；（2）锰白铜：精密电工仪表材料 BMn3-12（锰铜）标准电阻（电桥、电位计） BMn40-1.5（康铜）电热体、热电偶 BMn43-0.5（考铜）变阻器、热电偶、补偿导线等等教学章节：5.6教学内容： 铜及铜合金热处理的特点教学要求：1、了解光亮退火。重点难点： 光亮退火。教学过程（板书设计）：一、类型铜及铜合金的热处理包括均匀化退火、回复与再结晶退火、淬火时效等等，但在具体应用中不同合金，采用不同的类型。铝青铜、锆青铜、铬青铜、铍青铜都是热处理可强化合金，淬火时效在铍青铜中很普遍，但其他则不一定。二、存在的问题1、低温退火硬化现象2、光亮退火目的：防止氧化、吸气，提高表面质量在保护性气氛中或真空中退火，保证表面十分漂亮保护性气氛：水蒸气、分解氨、不完全燃烧的脱水氨、氮气、干燥氢、不完全燃烧的煤气或其他可燃气体，但具体选择，与合金本性、种类和退火要求有关。例如：纯铜、白铜在弱还原气氛中; 含氧铜，氢量不可超过5%，以防氢氧病； 高锌黄铜、锌白铜在还原气氛中退火时，要降温减时，以防脱锌； Al、Cr、Be、Si青铜只有在高还原气氛中退火；课后习题：1、铜及铜合金在热处理过程中很容易氧化，为了避免这一缺陷的出现，提高工件的表面质量，需在 或 中进行，即常说的 。2、光亮退火常用的保护气氛有水蒸气、 、 、 及城市煤气等，可根据合金种类选择合适气源。