铜及铜合金的性能优化

铜及铜合金以它独特而优越的综合性能，获得广泛的应用。在金属材料中，铜的产量仅次于钢铁。铜为面心立方结构，具有非常好的加工成形性。纯铜（紫铜）的导电及导热能力约是铝的3倍，其电导率和热导率略低于银，密度约为铝的1.5倍。所以，铜具有优良的导电性、导热性、耐蚀性、延展性及一定的强度等特性。对导电、导热要求较高时，往往选择铜材，使得它在电气、电子、化工、食品、动力、交通及航天、航空、兵器等工业中得到了广泛的应用。在铜中通常可以添加约10多种合金元素成为铜合金，以提高其耐蚀性、强度和改善机加工性能。加入的元素多数以形成固溶体为主，并在加热及冷却过程中不发生同素异构转变。

工业生产的铜及铜合金的种类繁多，目前大多数国家都是根据化学成分来进行分类的，而常用的铜及铜合金可从它的表面颜色看出其区别，如常用的纯铜（紫铜）、黄铜、青铜和白铜。但实质上是纯铜、铜-锌、铜-铝、铜-锡、铜-硅的合金和铜-镍合金等。

表3-9是常用铜合金（黄铜、青铜及白铜）的牌号、化学成分及应用范围。

根据构件的工作条件和加工要求的不同，铜及铜合金的种类繁多，通常可以分为四大类：纯铜（紫铜）、黄铜、青铜和白铜；表3-10罗列了纯铜主要物理性能及力学性能的数据。由表3-10可见，纯铜有很好的压力加工硬化性能，经过冷加工变形，强度可提高1倍，而塑性则降低好几倍。加工硬化后的纯铜，可通过退火恢复其塑性，退火温度为550～600℃；常用铜合金的性能见表3-11。

表3-9 常用铜合金的牌号、化学成分和应用范围

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表3-10 纯铜的力学及物理性能

表3-11 常用铜合金的性能

①加工率为60%。