黃銅是由銅和鋅所組成的合金,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。
黃銅中由于含鋅量不同,機(jī)械性能也不一樣,黃銅的機(jī)械性能隨含鋅量不同而變化。
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對(duì)于α黃銅,隨著含鋅量的增多,σb和δ均不斷增高,對(duì)于(α+β)黃銅,當(dāng)含鋅量增加到約為45%之前,室溫強(qiáng)度不斷提高。若再進(jìn)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(qiáng)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(shí)用價(jià)值。
普通黃銅的用途極為廣泛如水箱帶、供排水管、獎(jiǎng)?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(jī)械及電器的各種零件、沖壓件及樂器等處。
為了提高黃銅的耐蝕性、強(qiáng)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(gè)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。
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?yàn)樵阢~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(dòng),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)”最大,使Cu-Zn系中的α/(α+β)相界顯著移向銅側(cè),即強(qiáng)烈縮小α相區(qū)。
鎳的“鋅當(dāng)量系數(shù)”為負(fù)值,即擴(kuò)大α相區(qū)。
特殊黃銅中的α相及β相是多元復(fù)雜固溶體,其強(qiáng)化效果較大,而普通黃銅中的α及β相是簡(jiǎn)單的Cu-Zn固溶體,其強(qiáng)化效果較低。雖然鋅當(dāng)量相當(dāng),多元固溶體與簡(jiǎn)單二元固溶體的性質(zhì)是不一樣的。
所以,少量多元強(qiáng)化是提高合金性能的一種途徑。