黃銅是由銅和鋅所組成的合金。如果只是由銅、鋅組成的黃銅就叫作普通黃銅。如果是由二種以上的元素組成的多種合金就稱為特殊黃銅。如由鉛、錫、錳、鎳、鉛、鐵、硅組成的銅合金。黃銅有較強的耐磨性能。特殊黃銅又叫特種黃銅，它強度高、硬度大、耐化學(xué)腐蝕性強。還有切削加工的機械性能也較[黃銅材料]黃銅材料突出。由黃銅所拉成的無縫銅管，質(zhì)軟、耐磨性能強。黃銅無縫管可用于熱交換器和冷凝器、低溫管路、海底運輸管。制造板料、條材、棒材、管材，鑄造零件等。含銅在62%～68%，塑性強，制造耐壓設(shè)備等。 根據(jù)黃銅中所含合金元素種類的不同，黃銅分為普通黃銅和特殊黃銅兩種。壓力加工用的黃銅稱為變形黃銅。 1．普通黃銅 （1）普通黃銅的室溫組織普通黃銅是銅鋅二元合金，其含鋅量變化范圍較大，因此其室溫組織也有很大不同。根據(jù)Cu－Zn二元狀態(tài)圖（圖6），黃銅的室溫組織有三種：含鋅量在35%以下的黃銅，室溫下的顯微組織由單相的 固溶體組成，稱為 黃銅；含鋅量在36%～46%范圍內(nèi)的黃銅，室溫下的顯微組織由（ + ）兩相組成，稱為（ + ）黃銅（兩相黃銅）；含鋅量超過46%～50%的黃銅，室溫下的顯微組織僅由 相組成，稱為 黃銅。 （2）壓力加工性能 單相黃銅（從H96至H65）具有良好的塑性，能承受冷熱加工，但 單相黃銅在鍛造等熱加工時易出現(xiàn)中溫脆性，其具體溫度范圍隨含Zn量不同而有所變化，一般在200～700℃之間。因此，熱加工時溫度應(yīng)高于700℃。單相 黃銅中溫脆性區(qū)產(chǎn)生的原因主要是在Cu-Zn合金系 相區(qū)內(nèi)存在著Cu3Zn和Cu9Zn兩個有序化合物，在中低溫加熱時發(fā)生有序轉(zhuǎn)變，使合金變脆；另外，合金中存在微量的鉛、鉍有害雜質(zhì)與銅形成低熔點共晶薄膜分布在晶界上，熱加工時產(chǎn)生晶間破裂。實踐表明，加入微量的鈰可以有效地消除中溫脆性。 兩相黃銅（從H63至H59），合金組織中除了具有塑性良好的 相外，還出現(xiàn)了由電子化合物CuZn為基的 固溶體。 相在高溫下具有很高的塑性，而低溫下的 相（有序固溶體）性質(zhì)硬脆。故（ + ）黃銅應(yīng)在熱態(tài)下進行鍛造。含鋅量大于46%～50%的 黃銅因性能硬脆，不能進行壓力加工。 （3）力學(xué)性能黃銅中由于含鋅量不同，機械性能也不一樣，圖7是黃銅的機械性能隨含鋅量不同而變化的曲線。對于 黃銅，隨著含鋅量的增多， b和 均不斷增高。對于（ + ）黃銅，當(dāng)含鋅量增加到約為45%之前，室溫強度不斷提高。若再進一步增加含鋅量，則由于合金組織中出現(xiàn)了脆性更大的r相（以Cu5Zn8化合物為基的固溶體），強度急劇降低。（ + ）黃銅的室溫塑性則始終隨含鋅量的增加而降低。所以含鋅量超過45%的銅鋅合金無實用價值。 普通黃銅的用途極為廣泛,如水箱帶、供排水管、獎?wù)?、波紋管、蛇形管、冷凝管、彈殼及各種形狀復(fù)雜的沖制品、小五金件等。隨著鋅含量的增加從H63到H59，它們均能很好地承受熱態(tài)加工，多用于機械及電器的各種零件、沖壓件及樂器等處。 2．特殊黃銅 為了提高黃銅的耐蝕性、強度、硬度和切削性等，在銅-鋅合金中加入少量（一般為1%～2%，少數(shù)達(dá)3%～4%，極個別的達(dá)5%～6%）錫、鋁、錳、鐵、硅、鎳、鉛等元素，構(gòu)成三元、四元、甚至五元合金，即為復(fù)雜黃銅，亦稱特殊黃銅。 （1）鋅當(dāng)量系數(shù)復(fù)雜黃銅的組織，可根據(jù)黃銅中加入元素的 鋅當(dāng)量系數(shù) 來推算。因為在銅鋅合金中加入少量其他合金元素，通常只是使Cu-Zn狀態(tài)圖中的 /（ + ）相區(qū)向左或向右移動。所以特殊黃銅的組織，通常相當(dāng)于普通黃銅中增加或減少了鋅含量的組織。例如，在Cu-Zn合金中加入1%硅后的組織，即相當(dāng)于在Cu-Zn合金中增加10%鋅的合金組織。所以硅的 鋅當(dāng)量 為10。硅的 鋅當(dāng)量系數(shù) zui大，使Cu-Zn系中的 /（ + ）相界顯著移向銅側(cè)，即強烈縮小 相區(qū)。鎳的 鋅當(dāng)量系數(shù) 為負(fù)值，即擴大 相區(qū)。 （2）特殊黃銅的性能特殊黃銅中的 相及 相是多元復(fù)雜固溶體，其強化效果較大，而普通黃銅中的 及 相是簡單的Cu-Zn固溶體，其強化效果較低。雖然鋅當(dāng)量相當(dāng)，多元固溶體與簡單二元固溶體的性質(zhì)是不一樣的。所以，少量多元強化是提高合金性能的一種途徑。 （3）幾種常用的特殊變形黃銅的組織和壓力加工性能 鉛黃銅：鉛實際不溶于黃銅內(nèi)，呈游離質(zhì)點狀態(tài)分布在晶界上。鉛黃銅按其組織有 和（ + ）兩種。 鉛黃銅由于鉛的有害作用較大，高溫塑性很低，故只能進行冷變形或熱擠壓。（ + ）鉛黃銅在高溫下具有較好的塑性，可進行鍛造。 錫黃銅：黃銅中加入錫，可明顯提高合金的耐熱性，特別是提高抗海水腐蝕的能力，故錫黃銅有 *黃銅 之稱。 錫能溶入銅基固溶體中，起固溶強化作用。但是隨著含錫量的增加，合金中會出現(xiàn)脆性的r相（CuZnSn化合物），不利于合金的塑性變形，故錫黃銅的含錫量一般在0.5%～1.5%范圍內(nèi)。 常用的錫黃銅有HSn70-1，HSn62-1，HSn60-1等。前者是 合金，具有較高的塑性，可進行冷、熱壓力加工。后兩種牌號的合金具有（ + ）兩相組織，并常出現(xiàn)少量的r相，室溫塑性不高，只能在熱態(tài)下變形。 錳黃銅：錳在固態(tài)黃銅中有較大的溶解度。黃銅中加入1%～4%的錳，可顯著提高合金的強度和耐蝕性，而不降低其塑性。 錳黃銅具有（ + ）組織，常用的有HMn58-2，冷、熱態(tài)下的壓力加工性能相當(dāng)好。 鐵黃銅：鐵黃銅中，鐵以富鐵相的微粒析出，作為晶核而細(xì)化晶粒，并能阻止再結(jié)晶晶粒長大，從而提高合金的機械性能和工藝性能。鐵黃銅中的鐵含量通常在1.5%以下，其組織為（ + ），具有高的強度和韌性，高溫下塑性很好，冷態(tài)下也可變形。常用的牌號為Hfe59-1-1。 鎳黃銅：鎳與銅能形成連續(xù)固溶體，顯著擴大 相區(qū)。黃銅中加入鎳可顯著提高黃銅在大氣和海水中的耐蝕性。鎳還能提高黃銅的再結(jié)晶溫度，促使形成更細(xì)的晶粒。 HNi65-5鎳黃銅具有單相的 組織，室溫下具有很好的塑性，也可在熱態(tài)下變形，但是對雜質(zhì)鉛的含量必須嚴(yán)格控制，否制會嚴(yán)重惡化合金的熱加工性能。 黃銅的化學(xué)成分： 1）普通黃銅 它是由銅和鋅組成的合金。 當(dāng)含鋅量小于39%時，鋅能溶于銅內(nèi)形成單相a，稱單相黃銅，塑性好，適于冷熱加壓加工。 當(dāng)含鋅量大于39%時，有a單相還有以銅鋅為基的b固溶體，稱雙相黃銅，b使塑性小而抗拉強度上升，只適于熱壓力加工 若繼續(xù)增加鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，則抗拉強度下降，無使用價值 代號用 H＋數(shù)字 表示，H表示黃銅，數(shù)字表示銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 如H68表示含銅量為68%，含鋅量為32%，的黃銅，鑄造黃銅則在代號前 Z 字，如ZH62 如Zcuzn38表示含鋅量為38%，余量為銅的鑄造黃銅。 H90、H80單相，金黃色，故有金色共稱之，稱為鍍層，裝飾品，獎?wù)碌取?H68、H59屬于雙相黃銅，廣泛用于電器上的結(jié)構(gòu)件，如螺栓，螺母，墊圈、彈簧等。 一般情況下，冷變形加工用單相黃銅熱變形加工用雙相黃銅。 2）特殊黃銅 在普通黃銅中加入其它合金元素所組成的多元合金稱為黃銅。常加入的元素有鉛、錫、鋁等，相應(yīng)地可稱為鉛黃銅、錫黃銅、鋁黃銅。加合金元素的目的。主要是提高抗拉強度改善工藝性 代號：為 H＋主加元素符號（除鋅外）＋銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＋主加元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)＋其它元素質(zhì)量分?jǐn)?shù) 表示。 如：HPb59-1表示銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為59%，含主加元素鉛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，余量為鋅的鉛黃銅。 我國zui早用黃銅鑄錢開始于明嘉靖年間。[黃銅礦]黃銅礦 黃銅 一詞zui早見于西漢東方朔所撰的《申異經(jīng) 中荒經(jīng)》: 西北有宮，黃銅為墻，題日地皇之宮。 這種 黃銅 指的是何種銅合金，待考?！缎绿茣?食貨志》又有 青銅 、 黃銅 的稱謂，分別指礦石顏色和冶煉產(chǎn)品，并非現(xiàn)在的銅錫合金與銅鋅合金。宋人洪咨夔撰《大冶賦》中又有 其為黃銅也，坑有殊名，山多眾樸 ，指的是火法煉制的純銅。 黃銅一詞專指銅鋅合金，則始于明代，其記載見于《明會典》: 嘉靖中則例，通寶錢六百萬文，合用二火黃銅四萬七千二百七十二斤 。 通過對明代銅錢成分的分析，發(fā)現(xiàn)《明會典》中所說的鑄錢種真正意義上的黃銅的出現(xiàn)較其它幾種銅合金晚很多，這是因為黃銅中金屬鋅的獲得比較困難。 氧化鋅在950℃一1000℃的高溫下才能較快地被還原成金屬鋅，而液態(tài)鋅在906℃時已經(jīng)沸騰，所以還原得到的金屬鋅以蒸氣狀存在。在冷卻時反應(yīng)逆轉(zhuǎn)，蒸氣鋅為爐中的二氧化碳再氧化成氧化鋅，因此要得到金屬鋅必須有特殊的冷凝裝置。這是金屬鋅的使用比銅、鉛、錫、鐵的使用晚得多的原因，也是黃銅鑄幣出現(xiàn)較晚的原因之一。 但是，在姜寨仰韶文化遺址中曾出土有含鋅量超過20%的黃銅片和黃銅管，山東膠縣三里河龍山文化的地層中也曾出土兩種黃銅錐。顯而易見，這些黃銅器物的出現(xiàn)并不是說人們在就掌握了黃銅的冶煉技術(shù)，而是人們在利用銅鋅共生礦時無意中獲得的。 商周時期銅器的含鋅量都很低，一般在10-z數(shù)量級。西漢、新莽的錢中有板個別的銅鋅甘金錢，其巾有的錢幣中鋅的含量達(dá)到7%，但是這并不能說明黃銅鑄錢產(chǎn)生于西漢新莽之際。因為這些銅鋅合金是極個別現(xiàn)象，其含鋅量又普遍較真正意義上的黃銅含鋅量15%一40%要小得多。所以我們認(rèn)為這些含鋅的銅錢是漢代在 即山鑄錢 中使用銅鋅共生礦時產(chǎn)生的。據(jù)對有關(guān)礦山進行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，山東的昌濰、煙臺、臨沂及湖北等地都有資源豐富的銅鋅共生礦，這就使冶煉后的銅含有一小部分鋅。到了唐代，由于鑄錢材料的規(guī)范化，使所鑄行的錢幣中鋅的含量均為恒量。

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