铜及铜合金性能数据(PDF)

铜及铜合金性能数据
1 概述
由纯铜和其他合金元素组成的铜合金一般分为以下几类:
1)纯铜;
2)黄铜——铜和锌的合金;
3)锡青铜——铜和锡的合金;
朱虹
4)特殊青铜——铜基合金中不含锡而含有铝、镍、锰、硅、铁、铍、铅等特殊元素(二元多元)组成的合金;
5)白铜——铜和镍的合金。
现就纯铜、黄铜和锡青铜的特性和用途分别简介如下:
纯铜外观呈紫红,习惯上称为紫铜。它具有很多有价值的性能,是一种主要的有金属,广泛用于各个工业部门中。
铜的密度8.89,熔点1083ºC,它的主要特性是:
(1)有良好的导电性,在各类金属中仅次于银;铜质愈纯,导电性愈高,即电阻愈小。
(2)有好的导热性,在这方面仅次于银和金。
(3)在大气、淡水、海水中有很好的耐蚀性,所以铜制的水管和器皿能经久不坏。
(4)塑性高,能很好地承受各种冷、热压力加工。
其主要缺点是强度和硬度较低,不能用作结构零件。它在工业上主要用途是制造电气工业上的导线和导电零件,以及用于配制各种合金。
纯铜加工产品分含氧铜(即一般纯铜)、无氧铜、磷脱氧铜和银铜四类,以板、棒、管、箔材半成品形式供应。
由于氧对铜的力学性能和工艺性能都有不良影响,特别是含有氧的铜在还原性气氛中加热时(如退火),氢向铜中扩散与氧形成水蒸气,以一定压力由铜中跑出,会造成显微裂纹,即发生通常所说的“氢病”。因此,重要的电气用铜,一般都采用无氧铜。
黄铜的颜随含锌量的增加,由黄红变到淡黄。如果合金只由铜和锌组成,称为普通黄铜或锌黄铜。普通黄铜的力学性能比纯铜高,价格也便宜得多,在一般情况下是不生锈也不会被腐蚀的;同时塑性好,能很好地承受热压和冷压加工,故广泛用于机器制造业中各种结构零件。
为了改善普通黄铜的性质,在铜锌合金中再加入锡、镍、锰、铅、硅、铝、铁等元素,变成为特殊黄铜。各种元素对特殊黄铜的性能影响如下:
锡能提高黄铜的强度并能显著提高其对海水的抗蚀性能,故有海军黄铜之称。镍也能提高强度和抗蚀性,但因镍太贵,所以镍黄铜用得不多。锰能显著提高黄铜的工艺性能、强度和耐蚀性。铅可改善黄铜的可切削加工性,但塑性稍有降低。硅能大大提高黄铜的力学性能、耐蚀性与铸造性能。铝能在很大程度上提高黄铜的强度,改善它们对腐蚀的稳定性,但塑性显著降低。
锡青铜的特点是有高的耐磨性、力学性能、铸造性能以及良好的耐蚀性,是我们最常用的有合金之一。合金中的锡的含量一般不超过10%(极少数达14%),过高则降低其塑性。除锡以外,锡青铜中
一般并含有少量的锌、铅、磷、镍等元素。锌提高低锡青铜的力学性能和流动性;铅能改善青铜的耐磨性,能和可切削加工性,但却降低其力学性能;镍能细化青铜的晶粒,提高力学性能和耐蚀性;磷能提高青铜的韧性、硬度、耐磨性和流动性。含有磷的锡青铜,叫磷青铜,它的性能比一般锡青铜要好。锡青铜一般多用于铸造耐磨零件(如轴瓦、轴套)和酸碱蒸气等腐蚀气体接触的铸件。
特殊青铜(无锡青铜)具有高的强度、耐蚀性和耐磨性,有的还具有各种不同的特殊性能;如高的导电性、导热性和热强性。由于它在许多性能方面超过锡青铜,因此是锡青铜很好的代用品。最常见的特殊青铜有:铝青铜、锰青铜、硅青铜、铍青铜、铬青铜和镉青铜等,其中以铝青铜在机器制造中应用最普遍。各种特殊青铜的特性如下:
铝青铜的特性是化学稳定性高,比锡青铜更耐酸、碱、蒸气等腐蚀性物质的侵蚀;同时具有相当好的耐磨性和工艺性能,可锻可铸,其强度、硬度和塑性都超过锡青铜。此外还可用热处理的方法来提高它的物理、力学性能。但其缺点是体收缩率比锡青铜大,铸件内容易产生难熔的氧化物——氧化铝,铸造时比锡青铜较为困难;另外两个缺点是难以钎焊和在过热蒸气中不稳定。铝青铜在工业上通常均用来制造重要的齿轮、蜗轮、轴套、船舶零件以及其他要求抗磨耐蚀的重要零件。
硅青铜是有很宽广发展前途的一种合金。含硅量不大于3%~4%的(Qsi3-1)硅青铜具有很高的弹性性能,可用它们制造在腐蚀介质(海水等)中工作的各种弹簧。含有镍的硅青铜(Qsi1-3)具有高的强度、相当好的耐磨性和耐蚀性。这种合金用于航空发动机的制造。
锰青铜的特性是具有较高的热强性、高的可塑性和良好的耐蚀性。所以在腐蚀介质中工作的高温零件,,如锅炉上的蒸气阀门和汽轮机上的凝结管多用这种材料制造。
铅青铜是一种应用很广的耐磨合金。它的特性是在高压、高速下进行工作时,具有很高的疲劳极限,
并在冲击负荷下开裂的可能性也较其他耐磨合金要小;此外铅青铜还有很好的导热性(比巴氏合金要高6倍)。由于这些特性,所经铅青铜被广泛用来制造高负荷的轴瓦,是一种重要的轴承合金。
含有铍、镉、铬及其他元素的青铜是一组特殊青铜,它们不但有高的导热性、导电性和热强性,同时还有高的力学性能和耐磨性能,其中最引人注意的是铍青铜。这种青铜是力学性质、物理化学性质和抗蚀性良好结合的唯一合金。经过淬火和调质后,它具有很高的强度、弹性、屈服极限,和疲劳极限,此外还有高的导电性、导热性、硬度、耐磨性和蠕变抗力,是一种不可多得的合金。不过价格太高,多用于制作贵重的弹簧和零件。
单由铜和镍组成的合金叫普通白铜,加有锰、铁、锌、铝等元素的合金,就称为锰白铜、铁白铜、锌白铜和铝白铜。按照性能和应用范围,通常把铜镍合金分为结构铜镍合金和电工铜镍合金。
结构铜镍合金的力学性能较高,耐蚀性较好,广泛用于制造精密机械、化工机械和船舶零件。
电工铜镍合金具有特别的热电性能,在电工技术中获得了广泛的应用。工业上有名的锰铜、康铜和考铜,就是不同含锰量的锰白铜,它们是制造精密电工测量仪器、变阻器、热电偶、电热器等不可缺少的电工材料。
铜及铜合金管
1 一般用途的加工铜及铜合金无缝圆形管材外形尺寸及允许偏差(GB/T 16866-1997) 1.
2 拉制铜及铜合金管尺寸及允许偏差按表1-2规定。
拉制铜及铜合金管材外形尺寸范围;
纯铜管外径为3~360mm ,壁厚为0.5~10.0(1.25mm 除外); 黄铜管外径为3~200mm ,壁厚为0.5~10.0(1.25mm 除外); 锌白铜管外径为4~40mm ,壁厚为0.5~4.0mm 。 a . 壁厚1.25mm 仅供拉制锌白铜管;
b . 由供需双方商定,可供应其他规格的拉制铜及铜合金管,带*的规格为不推荐采用的规格;
c . 当要求外径偏差全为(+)或负(-)时,其允许偏差值应为表1-2中对应数值的两倍;
d . 当要求壁厚偏差全为(+)或负(-)时,其允许偏差值应为表1-2中对应数值的两倍;
e . 定尺或倍尺长度(在供货合同中协议定)应在不定尺范围内,其长度允许偏差为+15mm 。倍尺长度应加入锯切分段时的锯切量,每一锯切量为5mm ;
f . 拉制管材的不圆度和壁厚不均不应超出外径和壁厚的允许偏差,但拉制硬管和半硬管的外径与壁
厚之比不小于25以及拉制软管的外径与壁厚之比不小于15时,其短轴尺寸不应小于公称外径的95%。成盘供应的拉制铜管,其短轴尺寸不应小于公称外径的90%。
表1-2                                              mm 平均外径允许偏差 壁厚允许偏差 供应长度 每米弯曲度
公 称 外 径 普通级 高精度
壁厚 普通级 高精度
铜管 黄铜管 普通级 高精度 管端面 切  斜
0.5 ±0.07 ±0.05 0.75 ±0.10 ±0.06 1.0 ±0.13 ±0.08 1.25* ±0.13 ±0.08 3 4 5 6 7    1.5 ±0.15 ±0.09 0.5 ±0.07 ±0.05 0.75 ±0.10 ±0.06 1.0 ±0.13 ±0.08 1.25* ±0.13 ±0.08 1.5 ±0.15 ±0.09 2.0 ±0.15 ±0.09 2.5 ±0.20 ±0.10 3.0 ±0.25 ±0.10 1000~ 7000 (还可 供应 ≥6000 圆盘管) 1000~ 7000 (还可 供应 ≥6000 圆盘管)
8 9 10 11 12 13 14 15 ±0.09 ±0.05
3.5 ±0.25 ±0.13 1000~  7000 1000~  7000 0.5 ±0.08 ±0.05 0.75 ±0.10 ±0.06 1.0 ±0.15 ±0.09 1.25* ±0.15 ±0.09 1.5 ±0.18 ±0.10 2.0 ±0.18 ±0.10 2.5 ±0.25 ±0.13 3.0 ±0.25 ±0.13
1000~  7000 (还可供应≥6000 圆盘管)
1000~  7000 (还可供应≥6000 圆盘管)
3.5 ±0.30 ±0.15
4.0 ±0.30 ±0.15    16 17 18 19 20
4.5 ±0.40 — 1000~  7000 1000~  7000 ≤2
1.0 ±0.15 ±0.09 1.25* ±0.15 ±0.09 21 22 23 24 25
±0.10 ±0.06
1.5
±0.18
±0.10安泽发热电缆
1000~  7000 (还可供
1000~  7000 (还可供
≤5
≤3
≤3
平均外径允许仿差 壁厚允许偏差 供应长度 每米弯曲度 公 称 直 径 普通级
高精度
壁厚 普通级 高精度 铜管
黄铜管西部开发报
普通级 高精度
管端面 切 斜
2.0 ±0.18 ±0.10 2.5 ±0.25 ±0.13
3.0
±0.25 ±0.13 应≥6000 圆盘管 应≥6000 圆盘管
3.5 ±0.30 ±0.15
4.0 ±0.30 ±0.15 4.5 ±0.40 —  21 22 23 24 25  ±0.10 ±0.06
5.0 ±0.40 — 1000~  7000 1000~  7000
1.0 ±0.15 ±0.09 1.25* ±0.15 ±0.09 1.5 ±0.18 ±0.10
2.0 ±0.18 ±0.10 2.5 ±0.25 ±0.13
3.0 ±0.25 ±0.13 1000~  7000 (还可供应≥6000 圆盘管) 1000~  7000 (还可供应≥6000 圆盘管)
3.5 ±0.30 ±0.18
4.0 ±0.30 ±0.18 4.5 ±0.40 —    26 27 28 29* 30
5.0
±0.40 — 1.0 ±0.15 ±0.09 1.25* ±0.15 ±0.09 1.5
±0.18 ±0.10 2.0 ±0.18 ±0.10 2.5 ±0.25 ±0.13 3.0 ±0.25 ±0.13 3.5 ±0.30 ±0.18 4.0 ±0.30 ±0.18 4.5 ±0.40 —  31 32 33 34 35 36 37 38 39* 40    5.0 ±0.40 — 1.0 ±0.15 ±0.09 1.5 ±0.18 ±0.10 2.0 ±0.18 ±0.10 2.5 ±0.25 ±0.13 3.0 ±0.25 ±0.13 3.5 ±0.30 ±0.18 41* 42 43* 44* 45 46* 47* 48 49* 50
±0.15
±0.08
4.0
±0.30
±0.18
1000~  7000 1000~  7000
≤5 ≤3 ≤3
5 热交换器用铜合金无缝管(GB/T 8890-1998)
适用于船舶、电力等工业部门制造热交换器及冷凝器用的外径为10~45mm ,壁厚为0.75~3.5mm 的圆形铜合金管材。
非法侵入(01)5.1  各种牌号相应的外径范围和壁厚范围按表5-1规定。
太原刚玉物流工程有限公司经供需双方协商,可供应其他牌号、状态及规格的管材。
表5-1
规  格    mm 牌  号
状  态 外  径 壁  厚 软(M ) BFe30-1-1、BFe10-1-1 半硬(¥2) 10~35 0.75~3.0 软(M ) HA177-2、HSn70-1、H68A 、H85A
半硬(¥2)
10~45
0.75~3.5
5.2  管材尺寸及允许偏差见表5-2和表5-3。
a. 管材精度级别应在合同中注明,否则按普通级供货;
b. 壁厚为0.75mm 的黄铜管最大外径为20mm ;
c. 对于总长度超过规定范围的管材,其弯曲度最大值按供需双方协议;
d. 管材不圆度不应超出外径允许偏差。但对于外径与壁厚之比大于或等于15的软管或外径与壁
厚之比大于或等于20的半硬管,其管材任一断面上测量的最小直径不应小于公称外径的98%; e. 管材的端部应锯切平整,但允许有轻微的毛刺。切口在不使管材长度超出允许偏差的条件下,
允许有2mm 的倾斜。
表5-2  外径、壁厚及允许偏差                        mm
外径允许偏差 外 径
普通级
较高级
壁 厚 壁厚允许偏差 0.75 10
1.0
丁二烯橡胶0.75 11
1.0 0.75 12
-0.18
-0.14
1.0 0.75 1.0
1.25 1.5
2.0 14
2.5
0.75 1.0 1.25
1.5
2.0 2.5 1.5
-0.22
-0.20
3.0
壁厚的 ±10%

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