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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。

黃銅以鋅作主要添加元素的銅合金﹐具有美觀的黃色﹐統(tǒng)稱黃銅。銅鋅二元合金稱普通黃銅或稱簡單黃銅。三元以上的黃銅稱特殊黃銅或稱復(fù)雜黃銅。含鋅低於36％的黃銅合金由固溶體組成﹐具有良好的冷加工性能﹐如含鋅30％的黃銅常用來制作彈殼﹐俗稱彈殼黃銅或七三黃銅。含鋅在36～42％之間的黃銅合金由和固溶體組成﹐其中常用的是含鋅40％的黃銅。為了改善普通黃銅的性能﹐常添加其他元素﹐如鋁﹑鎳﹑錳﹑錫﹑硅﹑鉛等。鋁能提高黃銅的強度﹑硬度和耐蝕性﹐但使塑性降低﹐適合作海輪冷凝管及其他耐蝕零件。錫能提高黃銅的強度和對海水的耐腐性﹐故稱海軍黃銅﹐用作船舶熱工設(shè)備和螺旋槳等。鉛能改善黃銅的切削性能﹔這種易切削黃銅常用作鐘表零件。黃銅鑄件常用來制作閥門和管道配件等。[1]

性能用途

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α固溶體組成，稱為α黃銅；含鋅量在36%～46%范圍內(nèi)的黃銅，室溫下的顯微組織由(α+β)兩相組成，稱為(α+β)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β相組成，稱為β黃銅。

(2)壓力加工性能

α單相黃銅(從H96至H65)具有良好的塑性，能承受冷熱加工，但α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α黃銅中溫脆性區(qū)產(chǎn)生的原因主要是在Cu-Zn合金系α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α相外，還出現(xiàn)了由電子化合物CuZn為基的β固溶體。β相在高溫下具有很高的塑性，而低溫下的β′相(有序固溶體)性質(zhì)硬脆。故(α+β)黃銅應(yīng)在熱態(tài)下進行鍛造。含鋅量大于46%～50%的β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α黃銅，隨著含鋅量的增多，σb和δ均不斷增高。對于(α+β)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。(α+β)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。

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3%～4%，極個別的達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α/(α+β)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)”，使Cu-Zn系中的α/(α+β)相界顯著移向銅側(cè)，即強烈縮小α相區(qū)。鎳的“鋅當(dāng)量系數(shù)”為負值，即擴大α相區(qū)。

(2)特殊黃銅的性能特殊黃銅中的α相及β相是多元復(fù)雜固溶體，其強化效果較大，而普通黃銅中的α及β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α和(α+β)兩種。α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。(α+β)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“海軍黃銅”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α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(α+β)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(α+β)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(α+β)，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α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，促使形成更細的晶粒。

HNi65-5鎳黃銅具有單相的α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)鉛的含量必須嚴格控制，否制會嚴重惡化合金的熱加工性能。

黃銅的化學(xué)成分

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)量分數(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)量分數(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。

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)量分數(shù)＋主加元素質(zhì)量分數(shù)＋其它元素質(zhì)量分數(shù)”表示。

如： HPb59-1 表示銅的質(zhì)量分數(shù)為 59% ，含主加元素鉛的質(zhì)量分數(shù)為 1% ，余量為鋅的鉛黃銅。

我國早用黃銅鑄錢開始于明嘉靖年間。

“黃銅”一詞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……?！蓖ㄟ^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)并不是說人們在史前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。

銅的種類

黃銅：黃銅是銅與鋅的合金，因色黃而得名。黃銅的機械性能和耐磨性能都很好，可用于制造精密儀器、船舶的零件、槍炮的彈殼等。黃銅敲起來聲音好聽，因此鑼、鈸、鈴、號等樂器都是用黃銅制做的。

航海黃銅：銅與鋅、錫的合金，抗海水侵蝕，可用來制作船的零件、平衡器。

青銅：銅與錫的合金叫青銅，因色青而得名。青銅一般具有較好的耐腐蝕性、耐磨性、鑄造性和優(yōu)良的機械性能。用于制造精密軸承、高壓軸承、船舶上抗海水腐蝕的機械零件以及各種板材、管材、棒材等。青銅還有一個反常的特性——“熱縮冷脹”，用來鑄造塑像，冷卻后膨脹，可以使眉目更清楚。

磷青銅：銅與錫、磷的合金，堅硬，可制彈簧。

白銅：銅與鎳的合金，其色澤和銀一樣，銀光閃閃，不易生銹。常用于制造電器、儀表和裝飾品。