以锡、铝、铍、硅、锰、饹、、锆、钛、镁、铁等为主要合金元素的铜合金称为青铜。即除了纯铜、铜-锌系(黄铜)、铜-镍系(白铜)外的各类铜合金均可列为青铜。青铜合金以其主要组成元素命名,青铜可分为锡青铜(含锡磷青铜)、铝青铜、铍青铜、硅青铜、锰青铜、饹青铜、青铜、锆青铜、铬锆青铜、钛青铜、镁青铜、铁青铜等......
以锡、铝、铍、硅、锰、饹、、锆、钛、镁、铁等为主要合金元素的铜合金称为青铜。即除了纯铜、铜-锌系(黄铜)、铜-镍系(白铜)外的各类铜合金均可列为青铜。青铜合金以其主要组成元素命名,青铜可分为锡青铜(含锡磷青铜)、铝青铜、铍青铜、硅青铜、锰青铜、饹青铜、青铜、锆青铜、铬锆青铜、钛青铜、镁青铜、铁青铜等。
青铜一般都因在铜中加人了某些合金元素而大幅度提高了强度,同时获得某种特定的性能。因此,青铜的变形抗力较大,给加工带来某些困难;但同时使铜具有了某些特定的功能,如高弹性、抗软化、高耐蚀、高耐磨等等。因而大大扩展了铜的应用领域,成为新技术的支撑。
锡青铜有哪些品种,主要合金元素的作用是什么?
锡是锡青铜的主要组成元素(Cu-Sn二元相图见图1-8),它的加人可大幅提高合金的票性、蓝度、硬度等,同时使材料具有很多优良特性:易于焊接和焊,冲击时不产生花,无磁性,耐寒,并有极高的耐磨性:在大气和海水中具有很高的化学稳定性,尤其在海水中的耐蚀性比紫铜、黄铜优良。锡青铜在海水中的耐蚀性随着锡含量的增加而明显提高。
加工铜及铜合金中国国家标准中锡青铜共有9个合金牌号。按其主要合金组成元素可分为两大类:锡磷青铜和锡锌铅青铜。磷青铜中按锡含量的高低其合金牌号分别为0sn1.5-0.2、0Sn4-0.3、0Sn6.5-0.1、QSn6.5-0.4、QSn7-0.2和 QSn8-0.3。锡锌锴青锏有QSn4-3、QSn4-4-2.5和QSn4-4-4。而美国ASTM标准中加工锡磷青铜有22个牌号,含船磷青铜2个牌号:铸造锡青铜13个牌号,铸造含铅青铜14个牌号。其中加工磷青中有相当一部分的合金组成基本是在不同含量的锡磷合金中加人0.05%~0.20%Fe和(盛)0.05%~0.20%N,目的是在基本不改变合金的加工性能及其他应用性能的条件下大大提高合金的强度、硬度等。
磷青铜的主要合金组成为Cu-Sn-P,广泛应用于弹性材料。磷的加人可改善锡青铜的工艺性能和力学性能。磷在锡青铜的a固溶体中的溶解度不大,并随着锡含量的增加和温度的降低而减小。锡青铜中磷含量大于0.5%时在637℃左右会发生共晶-包晶反应L+a β+Cu,P,引起热脆,因此,加工锡磷青铜的磷含量一般不超过0.35%,但在铸造耐磨锡青铜中磷含量可达1.5%。磷是铜合金中常用的脱氧剂,它在铜中的溶解度不大,主要以(α+Cu,P)共晶的形式存在,Cu,P化合物有很高的硬度、耐磨性和良好的研磨性显著地提高合金的强度、硬度、弹性极限、弹性模量和疲劳强度。同时,磷还显著地降低铜合金熔体的表面张力,提高熔体的流动性和充型能力。缺点是加大铸锭的反偏析,降低材料的塑性和韧性。
锡锌青铜或锡锌铅青铜中的锌元素可完全固溶进α相中,起一定的强化作用,同时具有脱氧作用,改善合金的流动性,减小结晶温度范围,减轻锡的反偏析,提高合金的充型能力和补缩能力;铅以单质相存在,分布于枝晶间,减少晶间显微缩孔,有利于提高铸件的致密度,改善合金的耐磨性和切削性能。