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元素对铜合金性能的影响

来源：澳宝典资料大全 | 发布时间：2023年06月11日

微量元素进入铜是不可避免的。有些是在铜和铜合金的生产过程中进入的，有些是由多种原材料带入的，有些是人为添加的。这些元素通过改变铜的组织来决定性能，从而对铜的性能产生重要影响。由于元素特性的不同，它们不能固溶于铜、微量固溶、大量固溶、相互溶解。随着温度的降低，固相下有复杂的相变，因此对铜性能的影响也有很大的不同。

铜中元素的行为需要辩证地对待。从某些需求是有害的，但从另一个需求是有益的。铜合金工人根据实际需要开发有价值的合金，以满足工程和科学界的不同需求。铜中元素的行为研究正在深化。介绍了多种元素对铜性能的影响。

一，氢

氢与铜不形成氢化物，cu-h相图显示，氢在液体和固体铜中的溶解度随着温度的升高而增加，特别是在液体铜中，凝固时会在铜中形成孔隙，导致铜产品的脆性和表面剥落；在固体铜中，氢以质子状态存在，氢电子填充质子原子s轨，形成质子固体溶解体。虽然氢对铜的性能影响不大，但氢对铜和铜合金有害，当氢退火时，即“氢病”。

原因是发生cu2o+h2?2cu+h2o反应，水蒸气会引起气孔和裂纹；各种元素对铜中氢的溶解度有不同的影响，其中氢的溶解度不同，其中氢的溶解度不同ni，mn等元素导致溶解度增加，p，si其他元素可以通过减少冶炼时间、调整成分、控制炉料中的氢含量、用木炭覆盖熔体表面来降低铜中氢的溶解度。

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二，氧

在铜的生产过程中，氧气是不可避免的，其影响也很重要，cu-o二元状态图显示，氧气很少溶于铜，1065℃时为0.06%，600℃时为0.002%。氧在铜中，除少量易固溶外，均为cu2o形式存在，铜的氧化物不溶于铜，表现为cu+cu2o共晶组织，分布于晶界，共晶反应如下：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，铜中的含氧量可以在显微镜下与标准图片进行比较。

氧气对铜和合金性能的影响是复杂的。微量氧对铜的电导率和力学性能影响不大。工业铜具有很高的电导率。原因是氧气作为一种清洁剂，可以去除铜中的许多有害杂质，并以氧化物的形式进入炉渣，特别是砷、锑、铋等元素，含少量氧的铜的电导率可达100-103%±acs，高纯铜如6n在深冷条件下，铜的电阻值相当低。

三，磷

铜磷二元相固表明，在714℃有共晶反应：l8.4%→α1.75%+cu3p，随着温度的降低，铜中磷的固溶量减少，300℃时为0.6%，200℃时为0.4%；固溶于铜中的磷显著降低了其导电率，并含有其含电量p0.014%的软带导电率为94%iacs，含p0.14%的导电率只有45.2%；磷是一种低成本的脱氧剂。微量磷的存在可以提高熔体的流动性、铜和合金的焊接性能、耐腐蚀性和抗软化性。

因此，磷是铜和合金的珍贵添加元素，含有铜和合金，含有铜和合金的珍贵添加元素p0.015-0.04%的磷铜合金应用于建筑水管、制冷和空调散热管、船舶和海水管道的生产；低磷铜合金板，带材应用于电子和化工行业，低磷铜合金也应用于集成电路引线框架铜带；共晶磷铜合金是一种优良的焊接材料，高磷铜合金为580-620℃它们之间有超塑性，可以热挤成φ3-φ5mm焊丝是焊接铜和铜合金、钢和铜零件的重要材料。

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