第10课：非标设计材料之铜材

黄铜、青铜、白铜及紫铜就常用的非标材料之一，特别是黄铜和青铜，现在首先简单谈谈它们的区别：

黄铜、青铜（青灰色或者灰黄色）、白铜、紫铜（也称为“红铜”或“赤铜”）是从颜色上区别的，其中黄铜、白铜极易区分；紫铜是纯铜（杂质<1％）、青铜（其他合金成分5％左右）稍难以区别。未氧化时，红铜色泽较青铜亮，青铜略带青色或黄色偏暗；氧化后，红铜变为黑色，青铜则位青绿色（多水的有害氧化）或者巧克力色。

黄铜的属性和用途:

黄铜是一种含有其它合金成分的铜，价格较紫铜便宜，导电性和塑性较紫铜差一点，但强度和硬度要高一些。

黄铜是铜与锌的合金。最简单的黄铜是铜-锌二元合金，称为简单黄铜或普通黄铜，改变黄铜中锌的含量可以得到不同机械性能的黄铜。黄铜中锌的含量越高，其强度也较高，塑性稍低。工业中采用的黄铜含锌量不超过45%，含锌量再高将会产生脆性，使合金性能变坏。在黄铜中加1%的锡能显著改善黄铜的抗海水和海洋大气腐蚀的能力，因此称为“海军黄铜”。锡能改善黄铜的切削加工性能。铅黄铜即我们通常所说的易削国标铜。加铅的主要目的是改善切削加工性和提高耐磨性，铅对黄铜的强度影响不大。雕刻铜也是铅黄铜的一种。多数黄铜具有良好色泽、加工性、延展性，易于电镀或涂装。

在工业和民用上，根据不同的使用特点来选用不同的材料。如做电线，要求较柔软，紫铜就好一些。如做联接件，上螺丝的地方多选用黄铜。

青铜的属性和用途：

原指铜锡合金，后除黄铜、白铜以外的铜合金均称青铜，并常在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名。锡青铜的铸造性能、减摩性能好和机械性能好，适合於制造轴承、蜗轮、齿轮等。铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承材料。铝青铜强度高，耐磨性和耐蚀性好，用於铸造高载荷的齿轮、轴套、船用螺旋桨等。铍青铜和磷青铜的弹性极限高，导电性好，适於制造精密弹簧和电接触元件，铍青铜还用来制造煤矿、油库等使用的无火花工具。

白铜的属性和用途：

以镍为主要添加元素的铜合金。铜镍二元合金称普通白铜；加有锰、铁、锌、铝等元素的白铜合金称复杂白铜。工业用白铜分为结构白铜和电工白铜两大类。结构白铜的特点是机械性能和耐蚀性好，色泽美观。这种白铜广泛用於制造精密机械、化工机械和船舶构件。电工白铜一般有良好的热电性能。锰铜、康铜、考铜是含锰量不同的锰白铜，是制造精密电工仪器、变阻器、精密电阻、应变片、热电偶等用的材料。

紫铜的属性和用途:

纯净的铜是紫红色的金属，俗称“紫铜”、“红铜”或“赤铜”。纯铜富有延展性。象一滴水那么大小的纯铜，可拉成长达两公里的细丝，或压延成比床还大的几乎透明的箔。纯铜最可贵的性质是导电性能非常好，在所有的金属中仅次于银,因此成了电气工业的“主角”。纯铜的用途比纯铁广泛得多，每年有50％的铜被电解提纯为纯铜，用于电气工业。这里所说的纯铜，确实要非常钝，含铜达99.95％以上才行。极少量的杂质，特别是磷、砷、铝等，会大大降低铜的导电率。铜中含氧(炼铜时容易混入少量氧)对导电率影响很大，用于电气工业的铜一般都必须是无氧铜。另外，铅、锑、铋等杂质会使铜的结晶不能结合在一起，造成热脆，也会影响纯铜的加工。这种纯度很高的纯铜，一般用电解法精制：把不纯铜(即粗铜)作阳极，纯铜作阴极，以硫酸铜溶液为电解液。当电流通过后，阳极上不纯的铜逐渐熔解，纯铜便逐渐沉淀在阴极上。这样精制而得的铜；纯度可达99.99％。