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元素對銅合金性能的影響

來源：包頭華鼎銅業(yè)發(fā)展有限公司  |  發(fā)布時間：2023年06月11日
  微量元素進(jìn)入銅是不可避免的。有些是在銅和銅合金的生產(chǎn)過程中進(jìn)入的，有些是由多種原材料帶入的，有些是人為添加的。這些元素通過改變銅的組織來決定性能，從而對銅的性能產(chǎn)生重要影響。由于元素特性的不同，它們不能固溶于銅、微量固溶、大量固溶、相互溶解。隨著溫度的降低，固相下有復(fù)雜的相變，因此對銅性能的影響也有很大的不同。

  銅中元素的行為需要辯證地對待。從某些需求是有害的，但從另一個需求是有益的。銅合金工人根據(jù)實(shí)際需要開發(fā)有價值的合金，以滿足工程和科學(xué)界的不同需求。銅中元素的行為研究正在深化。介紹了多種元素對銅性能的影響。

  一，氫

  氫與銅不形成氫化物，cu-h相圖顯示，氫在液體和固體銅中的溶解度隨著溫度的升高而增加，特別是在液體銅中，凝固時會在銅中形成孔隙，導(dǎo)致銅產(chǎn)品的脆性和表面剝落；在固體銅中，氫以質(zhì)子狀態(tài)存在，氫電子填充質(zhì)子原子s軌，形成質(zhì)子固體溶解體。雖然氫對銅的性能影響不大，但氫對銅和銅合金有害，當(dāng)氫退火時，即“氫病”。

  原因是發(fā)生cu2o+h2?2cu+h2o反應(yīng)，水蒸氣會引起氣孔和裂紋；各種元素對銅中氫的溶解度有不同的影響，其中氫的溶解度不同，其中氫的溶解度不同ni，mn等元素導(dǎo)致溶解度增加，p，si其他元素可以通過減少冶煉時間、調(diào)整成分、控制爐料中的氫含量、用木炭覆蓋熔體表面來降低銅中氫的溶解度。



  二，氧

  在銅的生產(chǎn)過程中，氧氣是不可避免的，其影響也很重要，cu-o二元狀態(tài)圖顯示，氧氣很少溶于銅，1065℃時為0.06%，600℃時為0.002%。氧在銅中，除少量易固溶外，均為cu2o形式存在，銅的氧化物不溶于銅，表現(xiàn)為cu+cu2o共晶組織，分布于晶界，共晶反應(yīng)如下：l含氧0.39%1065℃α含氧0.01%+cu2o，亞共晶銅中的含氧量與共晶量成正比，銅中的含氧量可以在顯微鏡下與標(biāo)準(zhǔn)圖片進(jìn)行比較。

  氧氣對銅和合金性能的影響是復(fù)雜的。微量氧對銅的電導(dǎo)率和力學(xué)性能影響不大。工業(yè)銅具有很高的電導(dǎo)率。原因是氧氣作為一種清潔劑，可以去除銅中的許多有害雜質(zhì)，并以氧化物的形式進(jìn)入爐渣，特別是砷、銻、鉍等元素，含少量氧的銅的電導(dǎo)率可達(dá)100-103%±acs，高純銅如6n在深冷條件下，銅的電阻值相當(dāng)?shù)汀?/span>

  三，磷

  銅磷二元相固表明，在714℃有共晶反應(yīng)：l8.4%→α1.75%+cu3p，隨著溫度的降低，銅中磷的固溶量減少，300℃時為0.6%，200℃時為0.4%；固溶于銅中的磷顯著降低了其導(dǎo)電率，并含有其含電量p0.014%的軟帶導(dǎo)電率為94%iacs，含p0.14%的導(dǎo)電率只有45.2%；磷是一種低成本的脫氧劑。微量磷的存在可以提高熔體的流動性、銅和合金的焊接性能、耐腐蝕性和抗軟化性。

  因此，磷是銅和合金的珍貴添加元素，含有銅和合金，含有銅和合金的珍貴添加元素p0.015-0.04%的磷銅合金應(yīng)用于建筑水管、制冷和空調(diào)散熱管、船舶和海水管道的生產(chǎn)；低磷銅合金板，帶材應(yīng)用于電子和化工行業(yè)，低磷銅合金也應(yīng)用于集成電路引線框架銅帶；共晶磷銅合金是一種優(yōu)良的焊接材料，高磷銅合金為580-620℃它們之間有超塑性，可以熱擠成φ3-φ5mm焊絲是焊接銅和銅合金、鋼和銅零件的重要材料。

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