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微量杂质元素对铜性能的影响微量杂质元素对铜性能的影响2010-08-10 12:15:01| 分类：铜合金产品及行业 | 标签：微量杂质元素对铜性能的影响铜合金元素| 微量杂质元素对铜性能的影响许多微量杂质元素对纯铜的性能有很大的影响，表现在导热、导电及塑性变形的变化。
下面详细叙述了杂质元素对纯铜的影响。
1）氧氧几乎不固溶于铜。
含氧铜凝固时，氧以(Cu十Cu2O)共晶体的形式析出，分布于铜的晶界上。
当含氧极低时，只见铜晶粒，随着含氧量的升高则依次出现含Cu2O的亚共晶体、共晶体与过共晶体。
氧对铜的塑性变形性能的影响很大。
根据Cu—O二元相图，氧与铜的共晶体为Cu20，由于其共晶温度很高，对热变形性能不产生影响。
但共晶中的化合物Cu20硬而脆，以粒状形态分布于铜晶粒内或晶界上，致使金属发生“冷脆”，冷变形产生困难。
因此，铜中的氧含量要严格控制，一般最大允许含量为0.02～0.1％，故在铸造铜的过程中需加入脱氧剂。
的脱氧剂可采用P、Ca、Si、Li、Be、A1、Mg、Zn、Na、Sr、B等。
磷是最常用的，但当含磷达0.1％时，虽不影响铜的力学性能，却严重地降低铜的电导率。
对于高导铜，磷含量不得大于0.001％。
工业中还生产出一种不含氧的紫铜，即为无氧铜。
无氧铜具有较高的导电性、延展性和气密性,低氢脆倾向,在电力电子领域受到青睐,如制作电线电缆、电机换向器、高真空电子装置等。
有些紫铜还特意保留一定量的氧，—方面它对铜性能的影响不大，另一方面Cu2O 可与Bi、Sb、As等杂质起反应，形成高熔点的球状质点分布于晶粒内，消除了晶界脆性。
氧对铜的力学性能影响见下表，由表6.2可知，氧稍微提高铜的强度，但降低铜的塑性和疲劳极限，氧对铜的电导率影响不大。
氧与其他杂质共存时则影响极为复杂，例如微量氧可氧化高纯铜中的痕量杂质Fe、Sn、P等，提高铜的电导率，若杂质含量较多，则氧的这种作用就显不出来。
氧能部分削弱Sb、Cd对铜导电性的影响，但不改变As、S、Se、Te、Bi等对铜导电性的影响。
铜的微量元素作用铜是一种常见的金属元素，除了主要成分铜外，还含有一些微量元素。
这些微量元素对铜的性质和用途有着重要的影响。
本文将就铜的微量元素作用进行详细介绍。
一、锌：铜中的锌元素可以提高铜的硬度和强度，使其具有更好的抗拉伸性能和耐磨损性能。
这也是为什么锌铜合金常用于制造耐磨零件和机械设备的原因之一。
锌还可以提高铜的耐腐蚀性能，减少其在潮湿环境中的氧化速度。
二、铝：铝是另一个常见的铜微量元素。
铝对铜的强化作用相当明显，可以显著提高铜的强度和硬度。
此外，铝还可以改善铜的耐腐蚀性能，使其更耐久耐用。
因此，铝铜合金广泛应用于航空航天、汽车和电子等领域。
三、锡：锡是铜的另一个重要微量元素。
锡铜合金具有良好的耐腐蚀性和可焊性，因此被广泛应用于制造电子元器件和电路板。
锡还可以提高铜的流动性，使其更易于加工和铸造。
四、镍：镍是一种常见的合金元素，与铜形成的镍铜合金具有良好的耐腐蚀性和热稳定性。
镍铜合金常用于制造化工设备、海洋设备和核工业设备等。
镍还可以提高铜的电导率，使其在电子领域有着重要的应用。
五、磷：磷是铜的微量元素之一，可以提高铜的强度和硬度。
磷铜合金被广泛应用于制造电子元器件、汽车零部件和机械设备等。
此外，磷还可以提高铜的耐腐蚀性能，减少其在潮湿和酸性环境中的腐蚀速度。
六、铬：铬是一种重要的合金元素，与铜形成的铬铜合金具有优异的耐腐蚀性和高温强度。
铬铜合金常用于制造化工设备、海洋设备和高温熔融场合的零部件。
此外，铬还可以提高铜的硬度和抗磨损性能，使其在摩擦和磨损环境中具有更好的耐用性。
七、硅：硅是一种重要的合金元素，与铜形成的硅铜合金具有良好的耐腐蚀性和高温强度。
硅铜合金被广泛应用于制造化工设备、电子元器件和高温熔融场合的零部件。
硅还可以提高铜的强度和硬度，使其具有更好的机械性能。
铜的微量元素对其性质和用途有着重要的影响。
锌、铝、锡、镍、磷、铬和硅等微量元素可以分别提高铜的硬度、强度、耐腐蚀性能、耐磨损性能、流动性和高温强度等。
c3771铜材的化学成分1. 引言c3771铜材是一种常用的铜合金，其化学成分对于其性能和应用具有重要影响。
本文将详细介绍c3771铜材的化学成分，包括主要元素、含量范围和对材料性能的影响。
2. 主要元素c3771铜材主要包含以下几个元素：2.1 铜（Cu）铜是c3771铜材的主要组成部分，其含量通常在70%以上。
铜具有良好的导电性、导热性和机械性能，使得c3771铜材在电子、电气、航空等领域得到广泛应用。
2.2 锡（Sn）锡是c3771铜材中的一种重要合金元素，其含量通常在0.6-1.2%之间。
锡可以提高c3771铜材的强度和耐蚀性能，同时降低摩擦系数，提高耐磨性能。
2.3 锌（Zn）锌是c3771铜材中另一种常见合金元素，其含量通常在0.05-0.5%之间。
锌可以提高c3771铜材的强度和耐蚀性能，同时降低热膨胀系数，提高热稳定性。
2.4 磷（P）磷是c3771铜材中的微量元素，其含量通常在0.01-0.35%之间。
磷可以提高c3771铜材的强度和硬度，改善耐磨性能和耐腐蚀性能。
3. 化学成分范围c3771铜材的化学成分范围如下：•铜（Cu）：余量•锡（Sn）：0.6-1.2%•锌（Zn）：0.05-0.5%•磷（P）：0.01-0.35%需要注意的是，具体的化学成分范围可能因不同生产厂商或应用要求而有所差异。
在实际应用中，可以根据具体需求进行调整。
4. 化学成分对性能的影响c3771铜材的化学成分对其性能有着重要影响：4.1 导电性由于含有较高比例的纯铜，c3771铜材具有良好的导电性能。
这使得它在电子、通信等领域得到广泛应用，例如制造电缆、连接器等。
4.2 导热性铜具有良好的导热性能，使得c3771铜材在热交换器、散热器等领域有着重要应用。
同时，锡和锌的添加可以进一步提高导热性能。
4.3 强度和硬度锡和磷的添加可以显著提高c3771铜材的强度和硬度。
这使得它在制造机械零件、轴承等领域具有优势。
铜的微量元素作用铜是一种常见的金属，除了主要成分铜外，还含有微量元素。
这些微量元素在铜的性质和用途中起着重要的作用。
本文将针对铜的微量元素作用展开详细的阐述。
铝是铜的一种常见微量元素。
铝的加入可以提高铜的强度和硬度，使其更加耐磨和耐腐蚀。
这使得铜在制造工业中得到广泛应用，如制造机械零件、汽车零部件等。
铝还可以提高铜的导热性能，使其更适合用于制造散热器、电线电缆等产品。
锰是另一个常见的铜的微量元素。
锰的加入可以提高铜的抗氧化性能，使其更加耐高温和耐腐蚀。
这使得铜在航空航天、核工业等高温和腐蚀环境下得到广泛应用。
同时，锰还可以提高铜的强度和硬度，使其更适合用于制造高强度的铜合金。
硅是铜的另一个重要微量元素。
硅的加入可以提高铜的耐磨性能和耐腐蚀性能，使其更适合用于制造摩擦材料、阀门等产品。
硅还可以提高铜的导热性能和导电性能，使其更适合用于制造散热器、电线电缆等产品。
锌是铜的另一个常见微量元素。
锌的加入可以提高铜的耐腐蚀性能和抗菌性能，使其更适合用于制造食品加工设备、医疗器械等产品。
锌还可以提高铜的强度和硬度，使其更适合用于制造紧固件、弹簧等产品。
镍是铜的另一个重要微量元素。
镍的加入可以提高铜的耐腐蚀性能和抗磨性能，使其更适合用于制造化工设备、海洋设备等产品。
镍还可以提高铜的强度和硬度，使其更适合用于制造高强度的铜合金。
铅是铜的另一个常见微量元素。
铅的加入可以提高铜的润滑性能和可加工性，使其更适合用于制造轴承、齿轮等产品。
同时，铅还可以提高铜的耐磨性能和耐蚀性能，使其更适合用于制造化工设备、海洋设备等产品。
总结起来，铜的微量元素对其性质和用途起着重要的作用。
不同的微量元素加入可以改变铜的强度、硬度、导热性能、耐腐蚀性能等特性，使其更适合用于不同的领域和行业。
因此，在铜的制造和应用过程中，合理控制微量元素的含量是十分重要的。
通过调整微量元素的含量，可以使铜的性能得到最大程度的发挥，满足不同领域的需求，推动相关行业的发展。
微量合金元素对铜合金组织的影响
1.磷（P）：磷是一种常见的微量合金元素，对纯铜和铜合金都有很大的影响。
磷的加入可以提高铜合金的强度和硬度，同
时还能够提高铜合金的耐腐蚀性能。
磷与铜形成的磷化铜溶解
度很低，可以细化铜合金的晶粒结构，从而提高合金的强度。
2.锡（Sn）：锡是一种广泛应用于铜合金中的微量合金元素。
锡的加入可以提高铜合金的耐蚀性，尤其是在海水中具有良好
的抗腐蚀性能。
此外，锡还能够改善铜合金的润滑性能和耐磨
性能。
锡与铜形成的固溶体可以使铜合金晶粒细化，进而提高
合金的强度和硬度。
3.硼（B）：硼是一种强过渡元素，对铜合金具有很强的固溶强化作用。
硼的加入可以显著提高铜合金的强度和硬度，并且
还能够改善其耐腐蚀性能。
硼与铜形成的固溶体具有高的固溶度，可以细化铜合金的晶粒结构，从而提高合金的强度。
4.锌（Zn）：锌是一种常见的微量合金元素，通常与铜形成
黄铜合金。
锌的加入可以显著提高铜合金的强度和硬度，并且
还可以改善合金的耐磨性能和耐腐蚀性能。
锌与铜形成的固溶
体可以细化铜合金的晶粒结构，并且还可以改变合金的相变温
度和熔点。
固溶处理名词解释固溶强化，是指纯金属经过适当的合金化后，强度、硬度提高的现象。
其原因可归结于溶质原子和位错的交互作用，这些作用起源于溶质引发的局部点阵畸变。
固溶体可分为无序固溶体和有序固溶体，其强化机理也不相同。
应用实例1．微量ag对铜合金性能的影响cu-ag合金是典型的固溶强化型合金，在共晶温度(℃)时银在铜中的溶解度可达8%。
银分布在固溶体中，从而提高铜的强度和硬度，产生显著的固溶强化效应。
一般说来，铜中加入合金元素，溶质原子溶入晶格后会引起晶体点阵畸变，这种畸变的晶格点阵对运动电子的散射作用也相应加剧。
因此，固溶强化对铜的导电性和强度的效应是矛盾的。
但银与可固溶于铜的其他元素不同，含银量少时，铜的电导率和热导率的下降不多，对塑性的影响也甚微，并显著提高铜的再结晶温度、蠕变强度和抗高温热低周疲劳。
在相关文献中有介绍：在铜中加入0.2%-1%银后，导电率仍保持在%iacs，形变强化后强度可达到mpa以上：cu-0.%ag经冷加工后，强度可达到mpa，导电率为%iacs，cu-10%ag经适当处理后，强度可达到mpa，导电率可达80%iacs。
2. 微量元素对pt或pt-rh合金高温强度的影响微量或少量元素对 pt 和 pt-rh 合金的高温强度有明显的影响，溶质w、mo、ir、ru、os、re 等内聚能很高，它们对pt、pd的强化效果很好，所有过渡族元素及cu、ag和au在pt中也有相当高的固溶度，特别是周期表中pt附近的元素与pt形成连续固溶体。
在不甚高的温度范围内，这些元素对pt均有不同程度的固溶强化作用。
3. v-4cr-4ti合金的氢致硬化钒合金具有较强的吸氢能力，合金元素ti能显著提高合金的吸氢量，在发生氢脆断裂的临界氢含量下，达到氢致脆性断裂之前，钒合金的氢致硬化是一种典型的固溶强化。
这是因为h在合金中是非常容易扩散的，其可以与位错发生交互作用，从而提高合金的强度，并使合金的塑性降低。
微量元素Cr、Zr对铜合金性能的影响
訾进蕾;张雅妮;郑茂盛;朱杰武
【期刊名称】《材料开发与应用》
【年(卷),期】2007(22)4
【摘要】分析了纯铜及合金Cu-Cr、Cu-Zr、Cu-Cr-Zr的力学性能、导电性能和耐蚀性能,研究了微量元素Cr、Zr的添加对纯铜性能的影响。
结果表明,微量元素Cr、Zr的添加可显著提高纯铜的强度,强化方式为析出强化;时效过程中析出的弥散相从一定程度上阻碍了电子的运动,使合金的导电性能降低;在中性盐雾环境中,纯铜及合金的失重速度随时间延长呈上升趋势,微量Cr的添加可以提高纯铜的耐蚀性能,而微量Zr的添加则使纯铜的耐蚀性有降低的趋势。
【总页数】4页(P1-3)
【关键词】铜合金;力学性能;导电性能;耐蚀性能
【作者】訾进蕾;张雅妮;郑茂盛;朱杰武
【作者单位】西安交通大学材料学院;西北大学凝聚态物理与材料研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.1
【相关文献】
1.Zr+Er及Zr+Y对Al-Mg-Si-Cu-Mn-Cr合金组织和拉伸力学性能的影响 [J], 王晓璐;赵玉涛;焦雷;钱炜;王研
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3.Zr含量对(Ti-Cr)_(45-x)V_(55)Zr_x(x=1～7)合金微结构及储氢性能的影响 [J], 刘剑;陈立新;郑坊平;代发帮;陈长聘
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几种以固溶强化为主要强化机制的合金固溶强化是指合金元素固溶于基体金属中造成一定程度的晶格畸变从而使合金强度提高的现象。
其原理在材料科学基础的各类教材中均有详细介绍，就不做赘述了，在此提供几种常见的固溶强化合金实例，让大家更好的了解这种强化机制，也便于将所学知识结合到材料科学的实际应用中。
1．微量Ag对铜合金性能的影响Cu-Ag合金是典型的固溶强化型合金，在共晶温度(779℃)时银在铜中的溶解度可达8％。
银分布在固溶体中，从而提高铜的强度和硬度，产生显著的固溶强化效应。
一般说来，铜中加入合金元素，溶质原子溶入晶格后会引起晶体点阵畸变，这种畸变的晶格点阵对运动电子的散射作用也相应加剧。
因此，固溶强化对铜的导电性和强度的效应是矛盾的。
但银与可固溶于铜的其他元素不同，含银量少时，铜的电导率和热导率的下降不多，对塑性的影响也甚微，并显著提高铜的再结晶温度、蠕变强度和抗高温热低周疲劳。
在相关文献中有介绍：在铜中加入0.2％-1％银后，导电率仍保持在100％IACS，形变强化后强度可达到400MPa以上：Cu-0.085％Ag经冷加工后，强度可达到420MPa，导电率为100％IACS，Cu-10％Ag经适当处理后，强度可达到1000MPa，导电率可达80％IACS。
2. 微量元素对Pt或Pt-Rh合金高温强度的影响微量或少量元素对Pt 和Pt-Rh 合金的高温强度有明显的影响，溶质W、Mo、Ir、Ru、Os、Re 等内聚能很高，它们对Pt、Pd的强化效果很好，所有过渡族元素及Cu、Ag和Au在Pt中也有相当高的固溶度，特别是周期表中Pt附近的元素与Pt形成连续固溶体。
在不甚高的温度范围内，这些元素对Pt均有不同程度的固溶强化作用。
3. V-4Cr-4Ti合金的氢致硬化钒合金具有较强的吸氢能力，合金元素Ti能显著提高合金的吸氢量，在发生氢脆断裂的临界氢含量下，达到氢致脆性断裂之前，钒合金的氢致硬化是一种典型的固溶强化。
《微量La的添加对薄壁TU1纯铜管高温退火后退火孪晶及弯曲和耐蚀性能的影响》篇一微量La的添加对薄壁TU1纯铜管高温退火后退火孪晶及弯曲与耐蚀性能的影响一、引言在金属材料的研究中，微量元素的添加对材料性能的改善具有重要作用。
本文以TU1纯铜管为研究对象，探讨了微量La的添加对其高温退火后，退火孪晶、弯曲及耐蚀性能的影响。
通过研究，旨在揭示La元素在铜基材料中的重要作用，为实际生产和应用提供理论依据。
二、实验材料与方法（一）实验材料本实验选用的材料为TU1纯铜管，并添加微量La元素。
La 元素的添加量根据实际需要进行设定。
（二）实验方法1. 制备：将TU1纯铜管与La元素进行混合熔炼，制备出含微量La的铜合金管材。
2. 高温退火：将制备好的合金管材进行高温退火处理，观察其组织结构变化。
3. 退火孪晶观察：利用透射电子显微镜（TEM）观察退火后的孪晶结构。
4. 弯曲性能测试：对退火后的合金管材进行弯曲性能测试，记录其弯曲角度和弯曲过程中的力学性能变化。
5. 耐蚀性能测试：通过电化学腐蚀测试，评估合金管材的耐蚀性能。
三、实验结果与分析（一）退火孪晶的影响通过TEM观察发现，微量La的添加有助于促进TU1纯铜管在高温退火过程中形成更多的孪晶结构。
这些孪晶结构能够有效地提高材料的力学性能和抗疲劳性能。
同时，La元素的添加还能够细化晶粒，提高材料的整体强度。
（二）弯曲性能的影响弯曲性能测试结果表明，微量La的添加能够显著提高TU1纯铜管的弯曲性能。
在相同的弯曲条件下，含La元素的铜合金管材能够承受更大的弯曲角度，且在弯曲过程中表现出更好的力学稳定性。
这主要归因于La元素对晶粒的细化作用以及孪晶结构的形成。
（三）耐蚀性能的影响电化学腐蚀测试结果显示，微量La的添加能够显著提高TU1纯铜管的耐蚀性能。
含La元素的铜合金管材在腐蚀介质中表现出更好的耐蚀性，这主要归因于La元素能够提高材料的致密性和均匀性，减少腐蚀介质对材料的侵蚀。
铜合金成分分析
铜合金是一种质量优良且拥有良好力学性能的合金材料，它的组成有很多种，其中的各种成分会影响铜合金的性能。
因此，铜合金成分分析变得十分重要。
首先，我们可以通过现代分析技术来分析铜合金的各种元素成分，包括元素的种类、含量和比例。
通过扫描电子显微镜、拉曼光谱仪和电感耦合等技术，可以快速、准确地测量出铜合金中每种元素的含量。
其次，我们可以利用X射线衍射仪来识别铜合金中晶粒的结构和分布，从而揭示不同组分的显微组成。
该技术是通过照射X射线到合金样品上，捕捉样品中晶粒组织的晶位光谱图，然后解析晶位光谱图来确定晶粒的结构和分布情况，从而揭示各种成分的微观组成。
此外，根据改变铜合金成分后所产生的物理和化学性能变化，我们也可以分析铜合金的成分。
比如，当添加微量元素后，铜合金的热处理性能、韧性、抗腐蚀能力和硬度等都会发生变化，从而产生不同的性能，从而可以从变化的性能中分析出铜合金的成分组成。
铜合金的成分分析具有重要的理论和实际意义。
从理论上讲，它可以揭示铜合金的组织以及晶粒的结构特征，从而帮助我们更深入地理解各种成分的加入对其力学性能、抗腐蚀性能等的影响。
从实际意义上讲，铜合金成分分析可以确定不同组分的组成和元素比
例，从而为铜合金材料更好地利用起来打下基础。
通过以上几种手段，我们可以对铜合金的各种成分进行准确、全面的分析，从而有助于进一步提升铜合金材料的性能和应用程度。
总之，铜合金成分分析是一项重要的研究工作，是研制铜合金材料的重要依据，无论是从理论上还是从实际应用上，都具有重要的意义。
铸造合金中的金属元素铸造是一种重要的金属加工技术，通过将熔化的金属注入模具，然后冷却凝固形成所需的零件或产品。
在铸造过程中，金属元素的选择和添加对于合金的性能起着至关重要的作用。
本文将探讨铸造合金中的金属元素的应用与影响。
一、铸造合金中的金属元素的选择1.1 主要金属元素的选择铸造合金中常用的主要金属元素包括铁(Fe)、铝(Al)、镁(Mg)、铜(Cu)、锌(Zn)等。
这些元素的选择基于所需的合金性能，如强度、耐腐蚀性、导电性等。
1.2 需注意的微量元素除了主要金属元素，铸造合金中常常添加一些微量元素，以调整和改善合金的性能。
例如，添加少量的钛(Ti)和锆(Zr)可以提高合金的抗腐蚀性能；添加硼(B)和硅(Si)可以改善合金的流动性和液态金属的变形行为。
二、铸造合金中金属元素的影响2.1 强度和硬度不同金属元素的添加可以显著影响合金的强度和硬度。
例如，镁的添加可以增加铝合金的强度和硬度，而铜的添加则会降低铝合金的强度但提高其硬度。
2.2 耐腐蚀性金属元素的选择和添加对合金的耐腐蚀性能有着重要影响。
例如，添加锌和铜可以提高铅合金的耐腐蚀性，而钛的添加可以增加钢铁合金的抗腐蚀性。
2.3 熔点和流动性不同金属元素的熔点和流动性也不同，这直接影响了铸造合金的生产工艺。
例如，铝和镁具有相对较低的熔点和良好的流动性，这使得铝合金和镁合金在铸造过程中易于加工。
2.4 导电性和导热性某些铸造合金需要具备良好的导电性和导热性。
例如，铜具有优异的导电性和导热性，在电子器件和热交换器方面有着广泛的应用。
三、铸造合金中金属元素的应用举例3.1 铝合金铝合金是目前最常用的铸造合金之一。
通过添加不同的金属元素，如铜、镁和锌等，可以制备出具有不同性能的铝合金。
铝合金在航空航天、汽车制造和建筑等领域有着广泛应用。
3.2 钛合金钛合金具有低密度、高强度和良好的耐腐蚀性能，因此在航空航天和医疗器械等高端领域得到了广泛应用。
钛合金中添加的微量元素如铝、锡和锆等可以进一步改善其性能。
铜及铜合金的介绍目前，铜及铜合金已成为第二大有色金属，是全球经济各行业中广泛需求的基础材料。
铜及铜合金之所以得到广泛的应用，是由于其具有一系列不可代替的优异特性。
特性如下所列：（1）铜及其合金具有优良的导电和导热性能，在所有金属中，铜的导电性仅次于银。
铜的导热性是所有金属中最好的，为420W/（m﹒k）。
当然，随着合金化程度显著提高，人类现代技术发展了一系列实现铜合金高强高导的途径。
导电、导热是铜及其合金最重要的应用。
（2）铜是抗磁性金属，并且抗磁性磁化率低，因此铜及其合金在抗外磁场的环境下得到了广泛的应用，如仪表，罗盘、航空、航天。
雷达等，但含铁，锰及高Ni的铜合金不在此之列。
（3）铜的摩擦因数很小，因此以铜为基体的铜合金耐磨性优良，尤其是含Sn 的多元铜合金。
（4）铜的电极电位很高，高于氢，其标准电极电位为+0.34V，因此铜的耐腐性良好，在许多介质中具有稳定。
（5）铜具有面心立方晶格，无同素异构转变，因而具有很高的塑性，非常易于加工成形。
铜尽强度很低，但不少元素在铜中溶解度都很大，固溶强化效果很好，这使得很多铜合金兼并具有高强度和高韧性，从而广泛用来制造高强，高韧，高导电，高导热和高耐蚀的重要零件。
（6）铜呈紫铜色，并通过合金化，形成金黄色和银白色，色调古典，可适用于货币和工艺美术品等（7）铜通过合金化，还可以使其产生一些奇特性能，如形状记忆效应，超弹性和减振性。
铜和铜合金最普通的分类方法是将其分成六大类：紫铜、高铜合金、黄铜、青铜、白铜和锌白铜。
由于实际应用的紫铜，和黄铜较普遍。
紫铜又叫工业纯铜，紫铜通常较软且有韧性，含杂质总量低于0.7%。
高铜合金含有少量的，各种合金元素如铍，镉，Cr,或Fe等，每一种合金元素的固溶度小于8%（摩尔分数）其这些元素可改善铜的一种或一种以上基本性能，其余几大类的每一类含五种主要的合金元素的一种，以作为每类合金的初始合金组分，如下图4.1-1另外铜合金的总分类,黄铜Cu-Zn，锡黄铜Cu-Zn-Sn-Pb ，铝青铜Cu-Al-Fe-Ni，硅青铜Cu-Si，白铜Cu--N i-Fe ，锌白铜Cu--N i-Zn 。
铜锡合金熔点
铜锡合金，又称青铜，是一种非常重要的合金材料。
这种合金具
有优异的热导率、导电率和耐腐蚀性能，广泛应用于自动化机械、汽
车制造、航空航天工业等领域。
而其熔点是指在一定的压力和环境下，铜锡合金从固态转变为液态所需要的温度。
铜锡合金的熔点随着合金成分的不同而不同。
通常，其熔点在700℃到1000℃之间。
其中，铜含量较高的铜锡合金的熔点较低，而锡含量较高的铜锡合金的熔点较高。
此外，铜锡合金的熔点也会受到其
微量元素的影响。
对于制造业来说，铜锡合金的熔点是一个非常重要的参数。
不同
的工艺需要使用不同的熔点范围的铜锡合金，因此在生产过程中需要
对熔点进行严格的控制。
一旦熔点偏离标准值，就会影响产品的质量
和性能。
如果熔点过高，就会导致合金粘度过大，生产难度加大，合
金成分不易均匀，从而影响产品的质量；如果熔点过低，就会导致合
金液化不彻底，石膏夹杂、气孔等缺陷的产生，同样会影响产品的质量。
为了控制铜锡合金的熔点，制造厂商可以通过控制合金成分来实现。
此外，还可以通过添加一些助剂来调整铜锡合金的熔点。
这些助
剂可以是铁、铬、锌等金属或者碳、硼等非金属。
这些助剂可以改变
合金的晶体结构和金属原子的排列方式，从而影响合金的熔点。
综上所述，铜锡合金的熔点是衡量铜锡合金质量和性能的一个非
常重要的参数。
生产者们需要对铜锡合金的熔点进行严格的控制，以
确保生产出高质量的产品。
同时，科研人员也需要进一步研究铜锡合
金的性质，以完善铜锡合金的制造工艺，创造更多的应用价值。
（完整版）元素对铜合金的影响元素对铜合金的影响微量元素进入铜是不可避免的，由于元素特性的不同，可以不固溶于铜、微量固溶、大量固溶、无限互溶，固溶度随温度下降而激烈降低、固相下有复杂相变等，因此对铜性能的影响千差万别.现对各元素对铜性能的影响分别加以介绍。
氢氢在铜中的行为是人们正在研究的课题，氢与铜不形成氢化物，氢在液态和固态铜中的溶解度随着温度升高而增大，特别是在液态铜中有很大的溶解度，在凝固时，会在铜中形成气孔，从而导致铜制品的脆性和表面起皮；在固态铜中，氢以质子状态存在，氢的电子填充铜原子的S层轨道，形成质子型固溶体，氢对铜的性能虽然影响甚微，但氢对铜及铜合金来说是有害的，含氧铜在氢气中退火时会产生裂纹，即“氢病”，原因是发生Cu2O+H2 ? 2Cu+H2O反应，产生的水蒸气会造成气孔和裂纹；各种元素对氢在铜中的溶解度影响不一，其中Ni、Mn等元素引起溶解度增加，P、Si等元素减少氢在铜中的溶解度，可以通过减少熔炼时间，调整成分，控制炉料中氢气含量，熔体表面采用木炭覆盖等办法减少铜中氢的含量。
氧氧在铜的生产过程中是不可避免的，其影响也非常重要，氧很少固溶于铜，1065℃时为0.06%,600℃时为0.002%（重量比）；氧在铜中除极少易固溶外，均以Cu2O形式存在，铜的氧化物不固溶于铜，呈现Cu+Cu2O共晶组织，分布于晶界，共晶反应为：L含氧0.39% 1065℃α含氧0.01%+Cu2O,亚共晶铜中的含氧量与共晶量成正比,可在显微镜下与标准图片比较来精确测定铜中的含氧量。
氧对铜及合金性能的影响是复杂的,微量氧对铜的导电率和机械性能影响甚微,工业铜具有很高的导电率,其原因是氧作为清洁剂,可以从铜中清除掉许多有害杂质，以氧化物形式进入炉渣，特别是能够清除砷、锑、铋等元素，含有少量氧的铜其导电率可以达到100-103%±ACS,高纯铜如6N铜在深冷条件下电阻值是相当低的。
电真空构件用铜应严格控制其中氧的含量，其原因是电真空器件需要在氢气中密封，铜中氧的存在会导致氢病发生，引起器件高真空环境破坏，因此电真空用铜应该是无氧铜，中国国家标准中规定无氧铜中含氧量小于20ppm，美国ASTM标准中规定为3ppm，为控制氧含量，在无氧铜生产中都应选择优质电解铜原料，在熔炼工艺中采取还原性气氛，加强熔池表面覆盖，一般使用木炭保护；铜及铜合金熔炼时，一般均应进行脱氧，脱氧剂有磷、硼、镁等，以中间合金方式加入，磷是最有效的脱氧剂，不过应严格控制磷的残留量，因其能够强烈降低铜及合金的导电率。
有色金属铜及其合金中微量元素的分析研究
贾艳
【期刊名称】《世界有色金属》
【年(卷),期】2022()18
【摘要】有色金属铜、铜合金应用范围广阔,对于其内部微量元素进行检测有助于对金属铜和铜合金的化学性质展开分析,不断扩大其应用范围。
因为微量元素存在于色金属铜、铜合金当中,会对以上材料的性质产生影响,导致材料应用过程受限。
所以,下文对于微量元素对于铜与铜合金产生的影响进行准确分析,并提出几种分析方法,旨在得到准确的分析结论,为金属铜、铜合金在不同领域的应用提供参考。
【总页数】3页(P205-207)
【作者】贾艳
【作者单位】甘肃省有色金属地质勘查局兰州矿产勘查院
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.11
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5.有色金属铜及其合金中微量元素的分析研究
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微量元素对铜合金的影响
微量元素进入铜是不可避免的，由于元素特性的不同，可以不固溶于铜、微量固溶、大量固溶、无限互溶，固溶度随温度下降而激烈降低、固相下有复杂相变等，因此对铜性能的影响千差万别.现对各元素对铜性能的影响分别加以介绍。
氢
氢在铜中的行为是人们正在研究的课题，氢与铜不形成氢化物，氢在液态和固态铜中的溶解度随着温度升高而增大，特别是在液态铜中有很大的溶解度，在凝固时，会在铜中形成气孔，从而导致铜制品的脆性和表面起皮；在固态铜中，氢以质子状态存在，氢的电子填充铜原子的S层轨道，形成质子型固溶体，氢对铜的性能虽然影响甚微，但氢对铜及铜合金来说是有害的，含氧铜在氢气中退火时会产生裂纹，即“氢病”，原因是发生Cu2O+H2 ⇌ 2Cu+H2O反应，产生的水蒸气会造成气孔和裂纹；各种元素对氢在铜中的溶解度影响不一，其中Ni、Mn等元素引起溶解度增加，P、Si等元素减少氢在铜中的溶解度，可以通过减少熔炼时间，调整成分，控制炉料中氢气含量，熔体表面采用木炭覆盖等办法减少铜中氢的含量。
氧
氧在铜的生产过程中是不可避免的，其影响也非常重要，氧很少固溶于铜，1065℃时为0.06%,600℃时为0.002%（重量比）；氧在铜中除极少易固溶外，均以Cu2O形式存在，铜的氧化物不固溶于铜，呈现Cu+Cu2O共晶组织，分布于晶界，共晶反应为：L含氧0.39% 1065℃α含氧0.01%+Cu2O,亚共晶铜中的含氧量与共晶量成正比,可在显微镜下与标准图片比较来精确测定铜中的含氧量。
氧对铜及合金性能的影响是复杂的,微量氧对铜的导电率和机械性能影响甚微,工业铜具有很高的导电率,其原因是氧作为清洁剂,可以从铜中清除掉许多有害杂质，以氧化物形式进入炉渣，特别是能够清除砷、锑、铋等元素，含有少量氧的铜其导电率可以达到100-103%±ACS,高纯铜如6N铜在深冷条件下电阻值是相当低的。
电真空构件用铜应严格控制其中氧的含量，其原因是电真空器件需要在氢气中密封，铜中氧的存在会导致氢病发生，引起器件高真空环境破坏，因此电真空用铜应该是无氧铜，中国国家标准中规定无氧铜中含氧量小于20ppm，美国ASTM标准中规定为3ppm，为控制氧含量，在无氧铜生产中都应选择优质电解铜原料，在熔炼工艺中采取还原性气氛，加强熔池表面覆盖，一般使用木炭保护；铜及铜合金熔炼时，一般均应进行脱氧，脱氧剂有磷、硼、镁等，以中间合金方式加入，磷是最有效的脱氧剂，不过应严格控制磷的残留量，因其能够强烈降低铜及合金的导电率。
锑、铋、硫、碲、硒
这些元素在铜中固溶度极小，室温下基本不溶于铜，它们以金属化合物形式存在，分布于晶界，对铜的的导电、导热影响不大，但是都严重的恶化了铜及合金的塑性加工性能，应该严格控制其含量，各国标准中规定不应超出0.005%；由于含有这些元素的铜，具有良好的切削性能，在工程技术界也有应用，比如铋钼，可以作为真空开关中断路器的触头，在断路时，防止开关触头的沾结，铋铜中含铋量可高达0.5%-1.0%；含碲0.15-0.5%的碲铜合金，可作为高导电、易切削无氧铜使用，能够加工成精密的电子原器件；作为特殊用途的铜合金，可以加入这些元素，但其加工工艺是特殊的，可采用包套挤压、冷挤、铸造、粉末冶金等方法。
砷、硼
砷在铜中有很大的固溶度，在α固溶体中的可达6.8-7.0%，砷在铜中存在强烈的降低其导电率和导热性能，一般作为变质剂加入，特别是对黄铜冷凝器合金来说更为宝贵，近一百年来火电和舰船冷凝器管材使用实践表明，含砷0.1-0.15%的黄铜，能够防止黄铜脱锌腐蚀，解决了黄铜冷凝管早期泄漏的致命问题，所以各国材料标准中都规定必须加入砷，经验表明，不含砷的HSn70-1冷凝管，经常在使用初期的2-3年内发生泄漏事故，而加入砷之后，寿命可增至15-20年，被称为铜合金研究中重大的技术进步；砷之所以能够防止黄铜脱锌腐蚀，许多研究表明，砷能够降低铜
的电极电位，从而降低了电化学腐蚀倾向；由于砷的氧化物污染环境，对人体有害，所以熔炼合金的工厂都应有专门的环保和防护措施；砷应以中间合金方式加入，砷铜中间合金中砷含量可达15-20%，一般由熔炼工厂自己制作。
硼在铜中固溶度不大，一般作为脱氧剂使用，残余的硼可以细化晶粒，人们发现硼的变质作用十分显著，在加砷黄铜合金中同时加入0.01-0.04%硼，具有更好的防止黄铜脱锌腐蚀；硼的氧化物是铜合金熔炼时优良覆盖剂，已经被广泛的使用；在铜的焊接材料中也普遍的加入硼，可防止焊接金属的氧化。
磷
铜磷二元相固表明，在714℃时存在着共晶反应：L8.4%→α1.75%+Cu3P，随着温度降低，磷在铜中的固溶量迅速减少，300℃时为0.6%，200℃时为0.4%；固溶于铜中的磷显著的降低其导电率，含P0.014%的软带导电率为94%IACS，含P0.14%的导电率仅为45.2%；磷是最有效、成本最低的脱氧剂，微量磷的存在，可以提高熔体的流动性，改善铜及合金的焊接性能、耐蚀性能、提高抗软化程度，所以磷又是铜及合金的宝贵添加元素，含P0.015-0.04%的磷铜合金，广泛用于生产建筑用水道管、制冷和空调器散热管、舰船海水管路；低磷铜合金板、带材在电子和化工工业中广泛应用，集成电路引线框架铜带也大量使用低磷铜合金；共晶成份的磷铜合金，是优良的焊接材料，高磷铜合金在580-620℃之间具有超塑性，可以热挤成φ3-φ5毫米焊丝，是焊接铜及铜合金、钢和铜零件的重要材料。
铅
铅不固溶于铜，在铜合金中固溶度也很小，与铜形成易溶共晶组织，38。
0-。
%范围的铅，液态下与铜液互不混熔，凝固时形成偏晶组织；固态下，铅在铜中以单质状态分布，可以分布在晶内和晶介，含铅的铜合金，在发生相变或再结晶时，晶介的铅可以转移到晶内；铅对铜及合金导电和导热性能无显著影响，但可以改善切削性能，铅质点又是固相，正是轴承材料所希望的，所以含铅铜及合金是宝贵的易切削材料与轴承材料，因其成本低廉更为市场所欢迎，含铅黄铜使用极为广泛，铅的质点越细小，分布越均匀，性能越优良，含铅铜及合金可以铸态使用，也可以压力加工，铅黄铜在高温（500℃以上）为单相β，热加工性能优良，可以承受大的热变形，而在常温下F为α相和α+β相区，冷变形时变形抗力大，塑性较差，过大的加工率会使合金材料产生裂纹；随着科学技术的发展，常规使用的铅黄铜中含铅量已由0.8-2.5%增加至5%以上,新型的含铅紫铜、黄铜、青铜、白铜正不断地被开发出来；特别应该指出的是，含铅铜合金对原料的适应性极强，可以直接使用再生铜生产含铅铜合金，这对铜加工企业非常重要。
随着技术进步发现，含铅铜及合金在使用中，有铅的溶出，对环境造成污染，因此具有优良切屑性能的无铅铜合金研究正在展开，特别是广泛使用的铅黄铜材料的代用问题已经提到日程，其中可以考虑的替代元素是铋、硫、硅等。
铁、锆、铬、硅、银、铍、镉
这七种金属元素的共同特点是：它们有限固溶于铜，固溶度随着温度变化而激烈的变化，当温度从合金结晶完成之后开始下降时，它们在铜中的固溶度也开始降低，以金属化合物或单质形态从固相中析出，当这些元素固溶于铜中，能够明显地提高其强度，具有固溶强化效应，当它们从固相中析出时，又产生了弥散强化效果，导电和导热性能得到了恢复，它们是典型的时效热处理型铜合金，通过淬火（950℃—980℃、淬水）和时效（450℃—550℃、2-4小时），可以获得高强导电性能；其中微量银，对铜的导电率、导热率降低不大，并能显著提高再结晶温度、抗蠕变性能和耐磨性能，广泛用于电机整流子，近来又普遍用于制造高速列车的接触导线，镉铜具有冲击时不发生火花特性，是重要的航空仪表材料，由于镉具有毒性，污染环境，用途日益缩小；铍铜是著名的弹性材料，铍对铜的强化最为显著，热处理后的铍铜强度，可达纯铜的4-5倍；铁可以细化晶粒，改善铜及合金性能，在要求抗磁的环境下，应严格控制铁的含量，一般应控制在0.003%以下；锆、铬铜合金具有很高的导电率，在航天发动机中有重要的应用；硅青铜具有高的强度和耐磨性能,铁、锆、铬青铜是著名的高强高导铜合金，在电极制造中有重要应用；铁、硅、锆、铬铜合金成了集成电路引线框架铜合金的基础，其合金成分、性能的研究非常活跃。
锌、锡、铝、镍
这四个元素的共同特点是在铜中固溶度很大，分别为39.9%、15.8%9.4%，镍则无限互溶，它们与铜形成连续固溶体，具有宽阔的单相区，它们能够明显地提高铜的机械性能、耐蚀性能，但都使铜的导电、导热性能降低，与其它金属材料相比较，仍属于优良的导电和导热材料，它们与铜形成宝贵的合金，可分为黄铜、青铜、白铜合金，构筑了
庞大合金系的基础，这些合金具有优秀的综合性能，比如，黄铜具有高强、耐磨、耐蚀、高导热、低成本；青铜具有高强、耐磨、耐蚀；白铜具有极为优秀的耐恶劣水质和海水腐蚀性能，所有这些优点都是其它金属材料不能代替的。
难熔金属钨、钼、钽、铌不固溶于铜，微量存在可以作为结晶核心细化晶粒、提高再结晶温度，粉末法生产的钨铜、钼铜具有很高的耐热性能，比容很大，导热性优于难熔合金，是重要的热沉材料，用于电子工业中的固体器件。
稀贵金属中金、钯、铂、铑与铜无限互溶，是宝贵的焊料合金，用于电子元器件的封装和各种触点；其它稀有、稀散和阿系元素微量存在于铜中，或与铜形成合金，在特殊环境中有着重要应用，许多元素在铜中行为的研究正不断深化。
其它金属元素对铜的影响
镁、锂、钙有限固溶于铜，锰与铜无限互溶，这四个元素都可作为铜的脱氧剂；锰可以提高铜的强度，低锰铜合金具有高强和耐蚀性能，在化学工程中有所应用，锰铜电阻温度系很少，是优良的电阻合金；由于有同素异晶转变，使铜锰合金固态下相变十分复杂，固相下具有调幅分解，变晶转变等过程，具有减振降噪性能，是著名的阻尼合材料。
以铈为代表的稀土元素几乎不固溶于铜，它们在铜中的作用是变质和净化，可以脱硫与脱氧，并能与低熔点杂质形成高熔点化合物，消除有害作用，提高铜及合金的塑性，在上引铸造线坯中加入稀土元素，能够改善塑性，减少冷加工的裂纹。
