金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3課件

金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理32022/12/21金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理32022/12/19金屬熱1銅及銅合金的熱處理一、純銅（紫銅）銅是人類歷史上應(yīng)用最早的金屬?，F(xiàn)主要用作導(dǎo)電、導(dǎo)熱并有耐蝕性的器材。導(dǎo)電元件、彈性元件、管道和耐磨零件（軸承、襯套、小齒輪等）。密度：8.94g/cm3；導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性僅次于金和銀；面心立方晶體結(jié)構(gòu)，在極低溫度下仍然保持良好塑性；熔點(diǎn)：1084°C金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理一、純銅（紫銅）金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的2銅及銅合金的熱處理一、純銅（紫銅）（1）導(dǎo)電性好、導(dǎo)熱性好。（導(dǎo)線、電纜、散熱管、熱交換器等），任何雜質(zhì)元素的加熱都會降低銅的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性；冷變形對銅導(dǎo)電性能影響不大，純銅經(jīng)80%冷變形，導(dǎo)電率降低不到3%，因此銅導(dǎo)線可在冷作硬化狀態(tài)使用。冷作硬化是提高銅及銅合金強(qiáng)度的常用方法。圖雜質(zhì)元素對銅導(dǎo)電和導(dǎo)熱性影響金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理一、純銅（紫銅）圖雜質(zhì)元素對銅導(dǎo)電和導(dǎo)3銅及銅合金的熱處理一、純銅（紫銅）

（2）化學(xué)穩(wěn)定性高，耐蝕性好。銅的標(biāo)準(zhǔn)電極電位比氫高，在許多介質(zhì)中的化學(xué)穩(wěn)定性都很好。（電線、冷熱水配水設(shè)備、熱水泵及廢熱鍋爐）；（3）無磁性，磁化系數(shù)極低，用來制造不允許受磁性干擾的磁學(xué)儀器（羅盤、航空儀器、炮兵瞄準(zhǔn)環(huán)等）；（4）塑性變形能力高。面心立方晶格。但中溫區(qū)塑性劇烈降低，應(yīng)避免在此區(qū)間進(jìn)行壓力加工。熱壓加工一般在800-900°C進(jìn)行。中溫脆性區(qū)一般認(rèn)為是Pb等低熔點(diǎn)雜質(zhì)引起的。圖銅的力學(xué)性能與溫度的關(guān)系（99.5%Cu，0.005%Pb，600°C退火1小時）金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理一、純銅（紫銅）圖銅的力學(xué)性能與溫度的4銅及銅合金的熱處理一、純銅（紫銅）

工業(yè)純銅的熱處理一般只進(jìn)行再結(jié)晶退火，目的是消除內(nèi)應(yīng)力、使金屬軟化或改變晶粒度。退火溫度一般為500-700°C。工業(yè)純銅的牌號T1---99.95%Cu；T2---99.90%Cu；T3---99.70%Cu；T4---99.5%Cu含Bi、Pb、Sb、S、P、O等雜質(zhì)。無氧銅：TU1,TU2。含氧量低于0.01%。具有更高導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐蝕性、可焊性和塑性。金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理一、純銅（紫銅）金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的5銅及銅合金的熱處理二、銅合金的分類及編號

按照化學(xué)成分，銅合金可分為黃銅、青銅及白銅三大類。（1）黃銅：以Zn為主要合金元素，以H表示，H后面的數(shù)字表示含銅量。若還有另一種合金元素，則H后面添加上所加元素的化學(xué)符號，并在表示含銅量的數(shù)字后面劃一短橫線，寫上它的百分含量；例：H68，HPb59-1。（2）白銅：以Ni為主要合金元素，以B表示。例：BAl6-1.5。（3）青銅：除Zn和Ni以外的元素為主要合金元素，以Q表示。例：QSn7。金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理二、銅合金的分類及編號金屬6銅及銅合金的熱處理黃銅

良好的機(jī)械性能、耐蝕性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等。與純銅和其它銅合金相比，價格較低，是重有色金屬中應(yīng)用最廣的合金材料。分為二元黃銅（普通黃銅）和多元黃銅（復(fù)雜黃銅、特殊黃銅）。圖Cu-Zn合金相圖Cu>50%H70H62金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理7銅及銅合金的熱處理黃銅

從銅鋅合金相圖可以看出黃銅有和+’兩種組織，分別稱單相黃銅和兩相黃銅。

單相黃銅兩相黃銅金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理8銅及銅合金的熱處理黃銅的性能

圖Zn含量對鑄態(tài)Cu合金力學(xué)性能的影響金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理9單相黃銅塑性好。H96和H85具有良好導(dǎo)熱性和耐蝕性，一定強(qiáng)度和良好塑性。大量用于冷凝器和散熱器。H70和H68強(qiáng)度較高，塑性特別好，用于冷沖壓或深拉伸法制造復(fù)雜零件。槍彈殼、炮彈筒，有“彈殼黃銅”之稱。兩相黃銅熱塑性好,強(qiáng)度高.H62有很高強(qiáng)度，熱態(tài)下塑性好，以板材、棒材、管材、線材等供工業(yè)大量使用，有“商業(yè)黃銅”之稱。H59強(qiáng)度高，含Zn量高，價格便宜。極好地承受熱壓力加工，有一般耐蝕性，多以棒材和型材用于機(jī)械制造業(yè)。冷凝器管汽車機(jī)油泵襯套銅及銅合金的熱處理黃銅的應(yīng)用

金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3單相黃銅塑性好。冷凝器管汽車機(jī)油泵襯套銅及銅合金的熱處理10黃銅的主要熱處理方式：退火（再結(jié)晶退火、去應(yīng)力退火）。再結(jié)晶退火：加工工序之間的中間退火，產(chǎn)品最終退火。目的是消除加工硬化，恢復(fù)塑性及獲得細(xì)晶組織。再結(jié)晶溫度隨合金成分不同，多在300-400°C。再結(jié)晶退火溫度多在600-700°C。去應(yīng)力退火：含鋅量較高的黃銅，應(yīng)力腐蝕破裂傾向很嚴(yán)重，其冷變形產(chǎn)品必須進(jìn)行去應(yīng)力退火，清除變形中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，防止自裂。一般230-300°C。退火硬化現(xiàn)象.α黃銅冷變形后于再結(jié)晶溫度以下退火，其硬度不但不降低，反而有所升高。例如H70，冷變形50%后在235°C退火1小時，抗拉強(qiáng)度升高30MPa，延伸率降低2%。試驗(yàn)證明，含Zn大于10%的黃銅、含Al大于4%的青銅、含Mn大于5%的青銅和含Ni大于30%的白銅都有這種退火異常硬化現(xiàn)象，也稱變形時效。銅及銅合金的熱處理黃銅的熱處理制度

金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3黃銅的主要熱處理方式：退火（再結(jié)晶退火、去應(yīng)力退火）。銅及銅11銅及銅合金的熱處理錫青銅

銅與錫的合金稱為錫青銅。錫青銅的應(yīng)用在我國已有兩千多年歷史，最主要特點(diǎn)是耐蝕、耐磨、彈性好和鑄件體積收縮率很小。圖Cu-Sn合金相圖錫青銅的用途：（1）高強(qiáng)彈性材料：彈簧、彈片、彈性元件；（2）耐磨材料：軸承套、齒輪等；（3）藝術(shù)鑄件，銅像等。金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理12銅及銅合金的熱處理錫青銅

在α相區(qū)，Sn含量增加，強(qiáng)度及塑性均增大，約10%Sn附近的塑性最好，在21%-23%Sn附近的抗拉強(qiáng)度最大。δ相(Cu31Sn8)脆而硬，隨該相增多，強(qiáng)度急劇下降。圖Sn含量對錫青銅力學(xué)性能的影響Sn：3~14%金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理13銅及銅合金的熱處理錫青銅的熱處理

銅錫合金中的原子擴(kuò)散速度進(jìn)行很慢，共析轉(zhuǎn)變只有在長時間保溫才能進(jìn)行。另外，一般生產(chǎn)條件下，冷卻速度快，合金中不出現(xiàn)α+ε組織。從工程角度出發(fā)，錫青銅的錫含量一般都小于10%，得到的是單相α組織，故錫青銅不能熱處理強(qiáng)化。根據(jù)錫青銅的使用目的和加工方法，常用熱處理是均勻化退火、再結(jié)晶退火和去應(yīng)力退火。消除枝晶偏析的均勻化退火，通常處理溫度為625-725°C，1-6小時；錫青銅在冷變形工序之間，中間再結(jié)晶退火消除形變硬化，例如QSn6.5-0.4的再結(jié)晶退火溫度為600°C；用作彈性元件的錫青銅QSn4-3等不能進(jìn)行再結(jié)晶退火，只進(jìn)行去應(yīng)力退火，退火溫度為250-300°C。金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理14銅及銅合金的熱處理鋁青銅

錫價格昂貴，所以用其它合金元素代替錫。鋁青銅就是其中之一。鋁青銅具有良好的力學(xué)性能、耐蝕性和抗磨性。圖Cu-Al合金相圖金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理15銅及銅合金的熱處理鋁青銅

圖Al含量對鋁青銅力學(xué)性能的影響含鋁量為5%-8%的鋁青銅（QAl5和QAl7）為α單相合金，塑性良好，可進(jìn)行冷熱加工；含鋁量為9%-10%的合金（QAl10）在高溫具有α+β組織，能承受熱壓力加工。565°C以下共析分解后，合金塑性下降，不能進(jìn)行冷變形。金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理16銅及銅合金的熱處理鋁青銅的熱處理

當(dāng)鋁合金含量小于7.4%時，在所有溫度下，均為單相α固溶體，塑性好、易于加工。壓力加工時，一般進(jìn)行中間再結(jié)晶退火和去應(yīng)力退火。含鋁量為9.4%-15.6%的鋁青銅，可進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。當(dāng)溫度達(dá)到β相區(qū)時，快速冷卻發(fā)生β→β′相變，形成β′馬氏體。金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理17銅及銅合金的熱處理鈹青銅

含鈹?shù)你~合金為鈹青銅，鈹含量一般為1.5%-2.5%。鈹青銅有很強(qiáng)的沉淀強(qiáng)化相應(yīng)，經(jīng)過淬火時效，得到強(qiáng)度約1400MPa，并具良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性，耐蝕和耐磨性。圖Cu-Be合金相圖鈹青銅可用于制造高級彈性元件和特殊耐磨元件，還用于電器轉(zhuǎn)向開關(guān)（無磁、沖擊無火花）、點(diǎn)接觸器等。金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理18銅及銅合金的熱處理鈹青銅的熱處理

（1）淬火：含鈹量超過1.7%，最佳淬火溫度780-790°C，保溫時間8-15min。（2）時效：時效溫度0.5-0.6Tm。含鈹量高于1.7%的合金，最佳時效溫度為300-330°C，保溫1-3小時；含鈹量低于0.5%的合金，熔點(diǎn)升高，則最佳時效溫度為450-480°C。過飽和固溶體→G.P.區(qū)→γ′→γ（3）退火：鈹青銅退火最好在β共析轉(zhuǎn)變溫度以下進(jìn)行，一般為550-570°C，保溫2-3小時。退火溫度過高，超過共析轉(zhuǎn)變溫度，會導(dǎo)致β相聚集粗化，低于550°C則不能有效軟化合金。去應(yīng)力退火一般在150-200°C保溫15-20min。金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理19銅及銅合金的熱處理白銅

銅與鎳形成無限固溶體，普通白銅組織為單相固溶體。突出優(yōu)點(diǎn)是高力學(xué)性能和在各種腐蝕介質(zhì)中有極高的化學(xué)穩(wěn)定性，在海船、醫(yī)療器械和化工部門廣泛應(yīng)用。鐵白銅、鋁白銅、鋅白銅和電工白銅。圖Cu-Ni合金相圖Ni<30%B10B20B30BZn15-20金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理20鈦及鈦合金的熱處理金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3鈦及鈦合金的熱處理金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理321鈦及鈦合金的熱處理純鈦廣泛用于飛機(jī)制造業(yè)、宇航工業(yè)、艦船工業(yè)、冶金、化學(xué)工業(yè)等。密度：4.5g/cm3，所有金屬材料中幾乎最高的比強(qiáng)度；良好的耐熱和耐蝕性；密排六方晶體結(jié)構(gòu)，但具有良好的塑性；熔點(diǎn)：1668°C鈦具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變溫度為882.5°C。此溫度以下為α鈦，米排六方結(jié)構(gòu)；此溫度以上直到熔點(diǎn)是β鈦，體心立方結(jié)構(gòu)。金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3鈦及鈦合金的熱處理純鈦金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理322鈦及鈦合金的熱處理鈦合金中的合金元素按合金元素對同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度的影響和在α相或β相中的固溶度，合金元素可分為三大類：α穩(wěn)定元素：它們能提高α?β相轉(zhuǎn)變溫度，可較多地固溶于α相，擴(kuò)大α相區(qū)；β穩(wěn)定元素：它們能降低α?β相轉(zhuǎn)變溫度，可較多地固溶于β相，擴(kuò)大β相區(qū)；中性元素：對相轉(zhuǎn)變溫度影響不大，并能在α相和β相中大量溶解或完全互溶；分類元素名稱α穩(wěn)定元素間隙式O、C、N、B置換式Al、Ga中性元素置換式Zr、Snβ穩(wěn)定元素置換式同晶型Mo、V、Nb共析型活性共析型Cu、Ni、Si非活性共析型Cr、Mn、Fe間隙式H(Si)金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3鈦及鈦合金的熱處理鈦合金中的合金元素分類元素名稱α穩(wěn)定元素間23鈦及鈦合金的熱處理鈦合金的分類：α+β鈦合金(TC)：在鈦合金中同時加入α穩(wěn)定元素和β穩(wěn)定元素則形成α+β鈦合金，可使α相和β相同時得到強(qiáng)化。α穩(wěn)定元素主要是鋁，其次是錫和鋯；β穩(wěn)定元素主要有釩、鉬、鉻、錳和硅等。β穩(wěn)定元素加入量為4-6%，可獲得足夠的β相，以改善合金的塑性和熱處理強(qiáng)化能力；β鈦合金(TB)：在鈦合金中含有多量β穩(wěn)定元素如鉬、鉻、釩、錳、鎳等。Β鈦合金由高溫空冷或水冷后得到單一β相組織，通過時效可提高合金強(qiáng)度；α鈦合金(TA)：主要含Al、Zr和Sn，在合金中有固溶強(qiáng)化作用。多呈單相α固溶體，不能熱處理強(qiáng)化。Al含量超過6%可產(chǎn)生Ti3Al相，提高強(qiáng)度，但塑性急劇下降。在α相區(qū)加熱退火，可得到等軸α細(xì)晶粒，具有較好的綜合性能。在β相區(qū)加熱退火，晶粒急劇長大，空冷形成片狀α組織，稱為魏氏組織。在β相區(qū)加熱淬火，形成片狀馬氏體，但它沒有強(qiáng)化效果；金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3鈦及鈦合金的熱處理鈦合金的分類：α+β鈦合金(TC)：在鈦合24鈦及鈦合金的熱處理鈦合金中的不平衡相變：馬氏體型相變：鈦合金自高溫（β相區(qū)）快速冷卻，根據(jù)成分不同，β相可轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體α′（α″）、ωq或過冷βr亞穩(wěn)相。β穩(wěn)定元素含量不高時，β相由體心立方結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槊芘帕浇Y(jié)構(gòu)，這種過飽和固溶體稱為六方馬氏體α′。β穩(wěn)定元素含量較高時，轉(zhuǎn)變阻力大，不能直接變成六方馬氏體，只能轉(zhuǎn)變成斜方馬氏體α″。β穩(wěn)定元素含量更高時，馬氏體轉(zhuǎn)變開始點(diǎn)Ms下降到室溫以下，β相被固定到室溫，這種β相稱為“殘余β相”或“亞穩(wěn)β相”，用βr表示。β穩(wěn)定元素含量高時，還可形成淬火ωq相，屬六方晶系，與β相共生并共格。該相硬而脆，在淬火和回火中都應(yīng)該避免它的形成。金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3鈦及鈦合金的熱處理鈦合金中的不平衡相變：馬氏體型相變：鈦合金25鈦及鈦合金的熱處理鈦合金中的不平衡相變：退火（時效）轉(zhuǎn)變：鈦合金淬火形成的α′、α″、ωq和βr相都不穩(wěn)定，在隨后的加熱過程中都要發(fā)生分解。馬氏體分解：馬氏體在300-400°C開始發(fā)生分解。在400-500°C時效可以獲得高度彌散的α+β相混合物，使合金彌散強(qiáng)化。亞穩(wěn)相βr分解：βr→α+β1（平衡β相）。ωq相的分解：ωq相是β穩(wěn)定元素在α相中的過飽和固溶體，分解為α+β相。金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3鈦及鈦合金的熱處理鈦合金中的不平衡相變：退火（時效）轉(zhuǎn)變：鈦26鈦及鈦合金的熱處理鈦合金的熱處理：退火：消除壓力加工、焊接、機(jī)械加工等造成的內(nèi)應(yīng)力，提高塑性，保證一定的力學(xué)性能，穩(wěn)定組織等。去應(yīng)力退火：去除內(nèi)應(yīng)力，一般在450-650°C。完全退火：組織和性能均勻，主要是發(fā)生再結(jié)晶，溫度在(α+β)/β相變點(diǎn)以下120-200°C。等溫退火和雙重退火：等溫退火適用于β相穩(wěn)定化元素含量較高的α+β鈦合金。由于β相穩(wěn)定性高，空冷不能保證β相充分分解，常采用等溫退火。即將工件加熱至比相變點(diǎn)低30-80°C下保溫，然后爐冷或?qū)⒐ぜ浦聊骋惠^低溫度（比相變點(diǎn)低300-400°C）保溫后空冷。處理后合金具有較好的塑性和熱穩(wěn)定性。雙重退火是為了改善α+β鈦合金的塑性、斷裂韌度和組織穩(wěn)定性，采取兩次加熱后空冷。第一次加熱溫度高于或接近再結(jié)晶溫度，使再結(jié)晶充分進(jìn)行，但又不使晶粒明顯長大?？绽浜蠼M織不穩(wěn)定，需第二次加熱至稍低溫度，保溫較長時間，使β相充分分解、聚集。真空除氫退火：使其表面層的含氫量降低到安全濃度，消除產(chǎn)生氫脆的可能性。金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3鈦及鈦合金的熱處理鈦合金的熱處理：退火：消除壓力加工、焊接、27鈦及鈦合金的熱處理鈦合金的熱處理：強(qiáng)化熱處理：固溶+時效。鈦合金的強(qiáng)化熱處理兼具有鋼和鋁的特點(diǎn)，但又有區(qū)別。鋼和鈦淬火都可得到馬氏體，但鈦的馬氏體硬度不高，強(qiáng)化效果不大，回火使合金彌散硬化；鋼只有一種馬氏體強(qiáng)化機(jī)理，而同一成分的α+β鈦合金有兩種強(qiáng)化機(jī)理，即高溫淬火馬氏體分解為彌散相使合金強(qiáng)化和低溫淬火過冷β相分解為彌散相使合金強(qiáng)化；鈦合金的固溶處理和時效過程與鋁合金相似。強(qiáng)化熱處理的原則是用快速冷卻方法得到亞穩(wěn)態(tài)β、α′和α″相，隨后時效過程中它們分解為彌散的α和β相。形變熱處理；化學(xué)熱處理。金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3鈦及鈦合金的熱處理鈦合金的熱處理：強(qiáng)化熱處理：固溶+時效。金28演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain3rew2022/12/21金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain3rew29金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理32022/12/21金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理32022/12/19金屬熱30銅及銅合金的熱處理一、純銅（紫銅）銅是人類歷史上應(yīng)用最早的金屬?，F(xiàn)主要用作導(dǎo)電、導(dǎo)熱并有耐蝕性的器材。導(dǎo)電元件、彈性元件、管道和耐磨零件（軸承、襯套、小齒輪等）。密度：8.94g/cm3；導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性僅次于金和銀；面心立方晶體結(jié)構(gòu)，在極低溫度下仍然保持良好塑性；熔點(diǎn)：1084°C金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理一、純銅（紫銅）金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的31銅及銅合金的熱處理一、純銅（紫銅）（1）導(dǎo)電性好、導(dǎo)熱性好。（導(dǎo)線、電纜、散熱管、熱交換器等），任何雜質(zhì)元素的加熱都會降低銅的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性；冷變形對銅導(dǎo)電性能影響不大，純銅經(jīng)80%冷變形，導(dǎo)電率降低不到3%，因此銅導(dǎo)線可在冷作硬化狀態(tài)使用。冷作硬化是提高銅及銅合金強(qiáng)度的常用方法。圖雜質(zhì)元素對銅導(dǎo)電和導(dǎo)熱性影響金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理一、純銅（紫銅）圖雜質(zhì)元素對銅導(dǎo)電和導(dǎo)32銅及銅合金的熱處理一、純銅（紫銅）

（2）化學(xué)穩(wěn)定性高，耐蝕性好。銅的標(biāo)準(zhǔn)電極電位比氫高，在許多介質(zhì)中的化學(xué)穩(wěn)定性都很好。（電線、冷熱水配水設(shè)備、熱水泵及廢熱鍋爐）；（3）無磁性，磁化系數(shù)極低，用來制造不允許受磁性干擾的磁學(xué)儀器（羅盤、航空儀器、炮兵瞄準(zhǔn)環(huán)等）；（4）塑性變形能力高。面心立方晶格。但中溫區(qū)塑性劇烈降低，應(yīng)避免在此區(qū)間進(jìn)行壓力加工。熱壓加工一般在800-900°C進(jìn)行。中溫脆性區(qū)一般認(rèn)為是Pb等低熔點(diǎn)雜質(zhì)引起的。圖銅的力學(xué)性能與溫度的關(guān)系（99.5%Cu，0.005%Pb，600°C退火1小時）金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理一、純銅（紫銅）圖銅的力學(xué)性能與溫度的33銅及銅合金的熱處理一、純銅（紫銅）

工業(yè)純銅的熱處理一般只進(jìn)行再結(jié)晶退火，目的是消除內(nèi)應(yīng)力、使金屬軟化或改變晶粒度。退火溫度一般為500-700°C。工業(yè)純銅的牌號T1---99.95%Cu；T2---99.90%Cu；T3---99.70%Cu；T4---99.5%Cu含Bi、Pb、Sb、S、P、O等雜質(zhì)。無氧銅：TU1,TU2。含氧量低于0.01%。具有更高導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐蝕性、可焊性和塑性。金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理一、純銅（紫銅）金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的34銅及銅合金的熱處理二、銅合金的分類及編號

按照化學(xué)成分，銅合金可分為黃銅、青銅及白銅三大類。（1）黃銅：以Zn為主要合金元素，以H表示，H后面的數(shù)字表示含銅量。若還有另一種合金元素，則H后面添加上所加元素的化學(xué)符號，并在表示含銅量的數(shù)字后面劃一短橫線，寫上它的百分含量；例：H68，HPb59-1。（2）白銅：以Ni為主要合金元素，以B表示。例：BAl6-1.5。（3）青銅：除Zn和Ni以外的元素為主要合金元素，以Q表示。例：QSn7。金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理二、銅合金的分類及編號金屬35銅及銅合金的熱處理黃銅

良好的機(jī)械性能、耐蝕性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等。與純銅和其它銅合金相比，價格較低，是重有色金屬中應(yīng)用最廣的合金材料。分為二元黃銅（普通黃銅）和多元黃銅（復(fù)雜黃銅、特殊黃銅）。圖Cu-Zn合金相圖Cu>50%H70H62金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理36銅及銅合金的熱處理黃銅

從銅鋅合金相圖可以看出黃銅有和+’兩種組織，分別稱單相黃銅和兩相黃銅。

單相黃銅兩相黃銅金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理37銅及銅合金的熱處理黃銅的性能

圖Zn含量對鑄態(tài)Cu合金力學(xué)性能的影響金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理38單相黃銅塑性好。H96和H85具有良好導(dǎo)熱性和耐蝕性，一定強(qiáng)度和良好塑性。大量用于冷凝器和散熱器。H70和H68強(qiáng)度較高，塑性特別好，用于冷沖壓或深拉伸法制造復(fù)雜零件。槍彈殼、炮彈筒，有“彈殼黃銅”之稱。兩相黃銅熱塑性好,強(qiáng)度高.H62有很高強(qiáng)度，熱態(tài)下塑性好，以板材、棒材、管材、線材等供工業(yè)大量使用，有“商業(yè)黃銅”之稱。H59強(qiáng)度高，含Zn量高，價格便宜。極好地承受熱壓力加工，有一般耐蝕性，多以棒材和型材用于機(jī)械制造業(yè)。冷凝器管汽車機(jī)油泵襯套銅及銅合金的熱處理黃銅的應(yīng)用

金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3單相黃銅塑性好。冷凝器管汽車機(jī)油泵襯套銅及銅合金的熱處理39黃銅的主要熱處理方式：退火（再結(jié)晶退火、去應(yīng)力退火）。再結(jié)晶退火：加工工序之間的中間退火，產(chǎn)品最終退火。目的是消除加工硬化，恢復(fù)塑性及獲得細(xì)晶組織。再結(jié)晶溫度隨合金成分不同，多在300-400°C。再結(jié)晶退火溫度多在600-700°C。去應(yīng)力退火：含鋅量較高的黃銅，應(yīng)力腐蝕破裂傾向很嚴(yán)重，其冷變形產(chǎn)品必須進(jìn)行去應(yīng)力退火，清除變形中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，防止自裂。一般230-300°C。退火硬化現(xiàn)象.α黃銅冷變形后于再結(jié)晶溫度以下退火，其硬度不但不降低，反而有所升高。例如H70，冷變形50%后在235°C退火1小時，抗拉強(qiáng)度升高30MPa，延伸率降低2%。試驗(yàn)證明，含Zn大于10%的黃銅、含Al大于4%的青銅、含Mn大于5%的青銅和含Ni大于30%的白銅都有這種退火異常硬化現(xiàn)象，也稱變形時效。銅及銅合金的熱處理黃銅的熱處理制度

金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3黃銅的主要熱處理方式：退火（再結(jié)晶退火、去應(yīng)力退火）。銅及銅40銅及銅合金的熱處理錫青銅

銅與錫的合金稱為錫青銅。錫青銅的應(yīng)用在我國已有兩千多年歷史，最主要特點(diǎn)是耐蝕、耐磨、彈性好和鑄件體積收縮率很小。圖Cu-Sn合金相圖錫青銅的用途：（1）高強(qiáng)彈性材料：彈簧、彈片、彈性元件；（2）耐磨材料：軸承套、齒輪等；（3）藝術(shù)鑄件，銅像等。金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理41銅及銅合金的熱處理錫青銅

在α相區(qū)，Sn含量增加，強(qiáng)度及塑性均增大，約10%Sn附近的塑性最好，在21%-23%Sn附近的抗拉強(qiáng)度最大。δ相(Cu31Sn8)脆而硬，隨該相增多，強(qiáng)度急劇下降。圖Sn含量對錫青銅力學(xué)性能的影響Sn：3~14%金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理42銅及銅合金的熱處理錫青銅的熱處理

銅錫合金中的原子擴(kuò)散速度進(jìn)行很慢，共析轉(zhuǎn)變只有在長時間保溫才能進(jìn)行。另外，一般生產(chǎn)條件下，冷卻速度快，合金中不出現(xiàn)α+ε組織。從工程角度出發(fā)，錫青銅的錫含量一般都小于10%，得到的是單相α組織，故錫青銅不能熱處理強(qiáng)化。根據(jù)錫青銅的使用目的和加工方法，常用熱處理是均勻化退火、再結(jié)晶退火和去應(yīng)力退火。消除枝晶偏析的均勻化退火，通常處理溫度為625-725°C，1-6小時；錫青銅在冷變形工序之間，中間再結(jié)晶退火消除形變硬化，例如QSn6.5-0.4的再結(jié)晶退火溫度為600°C；用作彈性元件的錫青銅QSn4-3等不能進(jìn)行再結(jié)晶退火，只進(jìn)行去應(yīng)力退火，退火溫度為250-300°C。金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理43銅及銅合金的熱處理鋁青銅

錫價格昂貴，所以用其它合金元素代替錫。鋁青銅就是其中之一。鋁青銅具有良好的力學(xué)性能、耐蝕性和抗磨性。圖Cu-Al合金相圖金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理44銅及銅合金的熱處理鋁青銅

圖Al含量對鋁青銅力學(xué)性能的影響含鋁量為5%-8%的鋁青銅（QAl5和QAl7）為α單相合金，塑性良好，可進(jìn)行冷熱加工；含鋁量為9%-10%的合金（QAl10）在高溫具有α+β組織，能承受熱壓力加工。565°C以下共析分解后，合金塑性下降，不能進(jìn)行冷變形。金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理45銅及銅合金的熱處理鋁青銅的熱處理

當(dāng)鋁合金含量小于7.4%時，在所有溫度下，均為單相α固溶體，塑性好、易于加工。壓力加工時，一般進(jìn)行中間再結(jié)晶退火和去應(yīng)力退火。含鋁量為9.4%-15.6%的鋁青銅，可進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。當(dāng)溫度達(dá)到β相區(qū)時，快速冷卻發(fā)生β→β′相變，形成β′馬氏體。金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理46銅及銅合金的熱處理鈹青銅

含鈹?shù)你~合金為鈹青銅，鈹含量一般為1.5%-2.5%。鈹青銅有很強(qiáng)的沉淀強(qiáng)化相應(yīng)，經(jīng)過淬火時效，得到強(qiáng)度約1400MPa，并具良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性，耐蝕和耐磨性。圖Cu-Be合金相圖鈹青銅可用于制造高級彈性元件和特殊耐磨元件，還用于電器轉(zhuǎn)向開關(guān)（無磁、沖擊無火花）、點(diǎn)接觸器等。金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理47銅及銅合金的熱處理鈹青銅的熱處理

（1）淬火：含鈹量超過1.7%，最佳淬火溫度780-790°C，保溫時間8-15min。（2）時效：時效溫度0.5-0.6Tm。含鈹量高于1.7%的合金，最佳時效溫度為300-330°C，保溫1-3小時；含鈹量低于0.5%的合金，熔點(diǎn)升高，則最佳時效溫度為450-480°C。過飽和固溶體→G.P.區(qū)→γ′→γ（3）退火：鈹青銅退火最好在β共析轉(zhuǎn)變溫度以下進(jìn)行，一般為550-570°C，保溫2-3小時。退火溫度過高，超過共析轉(zhuǎn)變溫度，會導(dǎo)致β相聚集粗化，低于550°C則不能有效軟化合金。去應(yīng)力退火一般在150-200°C保溫15-20min。金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理48銅及銅合金的熱處理白銅

銅與鎳形成無限固溶體，普通白銅組織為單相固溶體。突出優(yōu)點(diǎn)是高力學(xué)性能和在各種腐蝕介質(zhì)中有極高的化學(xué)穩(wěn)定性，在海船、醫(yī)療器械和化工部門廣泛應(yīng)用。鐵白銅、鋁白銅、鋅白銅和電工白銅。圖Cu-Ni合金相圖Ni<30%B10B20B30BZn15-20金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3銅及銅合金的熱處理49鈦及鈦合金的熱處理金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3鈦及鈦合金的熱處理金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理350鈦及鈦合金的熱處理純鈦廣泛用于飛機(jī)制造業(yè)、宇航工業(yè)、艦船工業(yè)、冶金、化學(xué)工業(yè)等。密度：4.5g/cm3，所有金屬材料中幾乎最高的比強(qiáng)度；良好的耐熱和耐蝕性；密排六方晶體結(jié)構(gòu)，但具有良好的塑性；熔點(diǎn)：1668°C鈦具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變溫度為882.5°C。此溫度以下為α鈦，米排六方結(jié)構(gòu)；此溫度以上直到熔點(diǎn)是β鈦，體心立方結(jié)構(gòu)。金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3鈦及鈦合金的熱處理純鈦金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理351鈦及鈦合金的熱處理鈦合金中的合金元素按合金元素對同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度的影響和在α相或β相中的固溶度，合金元素可分為三大類：α穩(wěn)定元素：它們能提高α?β相轉(zhuǎn)變溫度，可較多地固溶于α相，擴(kuò)大α相區(qū)；β穩(wěn)定元素：它們能降低α?β相轉(zhuǎn)變溫度，可較多地固溶于β相，擴(kuò)大β相區(qū)；中性元素：對相轉(zhuǎn)變溫度影響不大，并能在α相和β相中大量溶解或完全互溶；分類元素名稱α穩(wěn)定元素間隙式O、C、N、B置換式Al、Ga中性元素置換式Zr、Snβ穩(wěn)定元素置換式同晶型Mo、V、Nb共析型活性共析型Cu、Ni、Si非活性共析型Cr、Mn、Fe間隙式H(Si)金屬熱處理工藝學(xué)有色金屬的熱處理3鈦及鈦合金的熱處理鈦合金中的合金元素分類元素名稱α穩(wěn)定元素間52鈦及鈦合金的熱處理鈦合金的分類：α+β鈦合金(TC)：在鈦合金中同時加入α穩(wěn)定元素和β穩(wěn)定元素則形成α+β鈦合金，可使α相和β相同時得到強(qiáng)化。α穩(wěn)定元素主要是鋁，其次是錫和鋯；β穩(wěn)定元素主要有釩、鉬、鉻、錳和硅等。β穩(wěn)定元素加入量為4-6%，可獲得足夠的β相，以改善合金的塑性和熱處理強(qiáng)化能力；β鈦合金(TB)：在鈦合金中含有多量β穩(wěn)定元素如鉬、鉻、釩、錳、鎳等。Β鈦合金由高溫空冷或水冷后得到單一β相組織，通過時效可提高合金強(qiáng)度；α鈦合金(TA)：主要含Al、Zr和Sn，在合金中有固溶強(qiáng)化作用。多呈單相α固溶體，不能熱處理強(qiáng)化。Al含量超過6%可產(chǎn)生Ti3Al相，提高強(qiáng)度，但塑性急劇下降。在α相區(qū)加熱退火，可得到等軸α細(xì)晶粒，具有較好的綜合性能。在β相區(qū)加熱退火，晶粒急劇長大，空冷形成片狀α組織，稱為魏氏組織。在β相區(qū)加熱淬火，形成片狀馬氏體，但它沒有強(qiáng)化效果；金屬熱處理工藝