加工銅及銅合金金相圖譜

前言

前言銅及銅合金具有優(yōu)異的導電、導熱、耐蝕等特性以及良好的工藝性能、力學性能，廣泛應用于電力、電子、通訊、化工、機械、交通運輸、海洋工程、航空航天、建筑裝飾等領域。在經濟建設、科技領域和人類生活中發(fā)揮著巨大作用，特別是隨著人類文明的進步和物質文化生活水平的提高，銅及銅合金越來越成為重要的基礎金屬材料。銅及銅合金的性能與其金相組織有著極為密切的內在聯(lián)系。檢驗分析和控制不同狀態(tài)下的金相組織，對于提高金屬材料的產品質量、改進生產工藝、研制新型材料、準確選用材料等具有重要的實際意義。原《銅及銅合金金相圖譜》一書于1983年由原洛陽銅加工廠中心實驗室金相組編寫、冶金工業(yè)出版社出版，該書全面詳盡地介紹了當時我國銅及銅合金的合金系列、牌號、成分、組織以及生產過程中出現(xiàn)的各種缺陷。作為銅及銅合金金相組織研究的基礎和權威著作，20多年來，該書指導了我國銅及銅合金的材料研制和生產控制，得到業(yè)界的廣泛認同，是廣大工程技術人員必備的工具書。改革開放后，國內銅加工企業(yè)、科研院所自主研發(fā)的新型銅合金和直接引進國外成熟的合金數(shù)量龐大。這些新型銅合金，大部分是在銅中添加微量和少量元素的微合金化銅和高銅合金，以及具有多組元的復雜合金，他們具有復雜的組織和相變特征。原圖譜滿足不了新合金組織分析的需要，因此有必要編寫新的銅及銅合金金相圖譜。按照國家“十一五”重點圖書出版規(guī)劃，中南大學出版社組織《中國有色金屬叢書》的出版要求，由中鋁洛陽銅業(yè)有限公司負責編寫新的《加工銅及銅合金金相圖譜》。本書共分6章:第1章概述; 第2章紫銅的金相組織; 第3章黃銅的金相組織; 第4章青銅的金相組織; 第5章白銅的金相組織; 第6章常見缺陷。全書主要按照《加工銅及銅合金牌號和化學成分》國家標準(GB/T 5231—2011)給出的合金系列(包括市場上已經成熟的其他牌號和國外標準牌號)，較為系統(tǒng)地介紹了常見銅及銅合金的鑄造、加工及熱處理的組織特點、相組成和形態(tài)分布; 并按照缺陷性質，分鑄造、加工兩部分介紹了實踐中所發(fā)現(xiàn)的各種缺陷及其形貌特征，同時對其產生的原因和預防措施作了必要說明。本書還提供了關于相圖、元素相互作用方面豐富的理論知識，便于在觀察組織的同時進行分析研究。本書第1、2、6章由路俊攀撰寫，第3章由李湘海、婁東閣撰寫，第4、5章由李湘海撰寫，全書由路俊攀統(tǒng)籌。書中對原圖譜圖片進行了適當刪減，保留了大部分圖片; 補充了大量由中鋁洛陽銅業(yè)有限公司檢測中心金屬物理室多年來積累的新型銅合金組織及缺陷圖片，其中新型銅合金組織圖片主要由婁東閣、蔣長樂、楊忠、韋紹林等制作處理，另外部分圖片由河南科技大學材料學院先進銅合金實驗室和中船重工第七二五研究所六室提供。特別感謝原金相圖譜的主要編著者:李壽康、蔡家炎、劉克勤、葉同發(fā)、劉西海等老一代金相專家，是他們的智慧和辛勤勞動為本書奠定了基礎。還要感謝為原圖譜提供支持和幫助的其他單位和人員。本書在撰寫過程中得到中鋁洛陽銅業(yè)有限公司、中南大學出版社和德國卡爾蔡司材料顯微鏡中國總代理——北京普瑞賽司儀器有限公司的大力支持，為本書的撰寫提供幫助的還有中鋁洛陽銅業(yè)有限公司的馬可定教授，在此一并表示感謝。由于編者水平有限，書中的不當之處和謬誤在所難免，敬請讀者批評指正。

內容概要

《加工銅及銅合金金相圖譜》內容簡介：銅及銅合金具有優(yōu)異的導電、導熱、耐蝕等特性以及良好的工藝性能、力學性能，廣泛應用于電力、電子、通訊、化工、機械、交通運輸、海洋工程、航空航天、建筑裝飾等領域。在經濟建設、科技領域和人類生活中發(fā)揮著巨大作用，特別是隨著人類文明的進步和物質文化生活水平的提高，銅及銅合金越來越成為重要的基礎金屬材料。
銅及銅合金的性能與其金相組織有著極為密切的內在聯(lián)系。檢驗分析和控制不同狀態(tài)下的金相組織，對于提高金屬材料的產品質量、改進生產工藝、研制新型材料、準確選用材料等具有重要的實際意義。
原《銅及銅合金金相圖譜》一書于1983年由原洛陽銅加工廠中心實驗室金相組編寫、冶金工業(yè)出版社出版，該書全面詳盡地介紹了當時我國銅及銅合金的合金系列、牌號、成分、組織以及生產過程中出現(xiàn)的各種缺陷。作為銅及銅合金金相組織研究的基礎和權威著作，20多年來，該書指導了我國銅及銅合金的材料研制和生產控制，得到業(yè)界的廣泛認同，是廣大工程技術人員必備的工具書。
改革開放后，國內銅加工企業(yè)、科研院所自主研發(fā)的新型銅合金和直接引進國外成熟的合金數(shù)量龐大。這些新型銅合金，大部分是在銅中添加微量和少量元素的微合金化銅和高銅合金，以及具有多組元的復雜合金，他們具有復雜的組織和相變特征。原圖譜滿足不了新合金組織分析的需要，因此有必要編寫新的銅及銅合金金相圖譜。按照國家“十一五”重點圖書出版規(guī)劃，中南大學出版社組織《中國有色金屬叢書》的出版要求，由中鋁洛陽銅業(yè)有限公司負責編寫新的《加工銅及銅合金金相圖譜》。

書籍目錄

第1章 概述1.1 加工銅及銅合金的分類和牌號1.1.1 我國加工銅及銅合金的分類和牌號1.1.2 美國材料與試驗協(xié)會標準加工銅及銅合金的分類1.1.3 其他國際組織和國家銅及銅合金的分類1.1.4 各國加工銅及銅合金牌號的對照1.2 銅及銅合金的相、 相圖及相組成1.2.1 銅及銅合金中的相及其晶體結構1.2.2 銅合金相圖 1.2.3 銅及銅合金的相組成1.3 銅及銅合金各種狀態(tài)的組織特點1.3.1 銅及銅合金的鑄造組織    1.3.2 銅及銅合金的壓力加工組織1.3.3 銅合金的熱處理組織第2章 紫銅的金相組織2.1 紫銅的牌號和化學成分2.2 微量元素和雜質的影響2.2.1 微量元素和雜質對銅的性能的影響2.2.2 各種元素與銅的作用特點2.2.3 氫和稀土元素與銅的作用特點2.3 紫銅的組織與相組成2.3.1 純銅、 無氧銅與磷脫氧銅2.3.2 銀銅2.3.3 碲銅2.3.4 硫銅2.3.5 鋯銅2.3.6 鐵銅(Cu-Fe-P系合金)2.3.7 鎂銅2.3.8 錫銅2.3.9 彌散強化銅2.3.10 鉻銅與鉻鋯銅2.3.11 鎳鉻銅2.3.12 鈹銅2.3.13 鉛銅2.3.14 鈦銅2.3.15 鎘銅第3章 黃銅的金相組織3.1 黃銅的牌號和化學成分3.2 普通黃銅3.2.1 普通黃銅的組織及相組成3.2.2 黃銅的工藝性能3.2.3 黃銅的耐蝕性3.3 復雜黃銅3.3.1 錫黃銅3.3.2 鉛黃銅3.3.3 鋁黃銅3.3.4 錳黃銅3.3.5 鐵黃銅3.3.6 鎳黃銅3.3.7 硅黃銅3.3.8 環(huán)保易切削黃銅第4章 青銅的金相組織4.1 青銅的牌號和化學成分4.2 錫青銅4.2.1 銅錫二元合金的組織及相組成4.2.2 合金元素對錫青銅的影響4.3 鋁青銅4.3.1 銅鋁二元合金的組織及相組成4.3.2 合金元素對鋁青銅的影響4.4 硅青銅4.4.1 銅硅二元合金的組織及相組成4.4.2 合金元素對硅青銅的影響4.5 鎳硅青銅(Cu-Ni-Si系合金)4.6 錳青銅第5章 白銅的金相組織5.1 白銅的牌號和化學成分5.2 普通白銅5.2.1 普通白銅的組織5.2.2 合金元素對白銅的影響5.3 復雜白銅5.3.1 鐵白銅5.3.2 鋁白銅5.3.3 鋅白銅5.3.4 錳白銅第6章 常見缺陷6.1 鑄造制品缺陷6.1.1 偏析6.1.2 氣孔6.1.3 縮孔與縮松6.1.4 夾雜6.1.5 裂紋6.1.6 冷隔6.1.7 晶粒不均6.1.8 其他表面缺陷6.2 加工制品常見缺陷6.2.1 過熱與過燒6.2.2 裂紋與開裂6.2.3 夾雜6.2.4 異物壓入6.2.5 鼓泡6.2.6 分層6.2.7 脫鋅6.2.8 腐蝕6.2.9 氧化6.2.10 起皮、 起刺6.2.11 起皺6.2.12 麻面6.2.13 機械損傷6.2.14 成分不均、 組織不均6.2.15 燒黏、 撕裂6.2.16 綠銹、 印痕、 污斑6.2.17 壓折、 壓漏6.2.18 輥印6.2.19 板形缺陷6.2.20 板帶材側邊缺陷6.2.21 管材偏心、 破肚6.2.22 型材扭擰6.2.23 表面環(huán)狀痕6.2.24 凸筋6.2.25 過酸洗、 酸洗不良6.2.26 應力腐蝕開裂6.2.27 擠制品縮尾6.2.28 斷口缺陷參考文獻附錄

章節(jié)摘錄

版權頁：插圖：高熔點雜質或元素在結晶過程中將作為非自發(fā)結晶核心堆積在結晶前沿，阻礙晶粒長大而得到細小晶粒組織；反之含低熔點雜質時，它們在緩慢冷卻過程中會沿晶界或枝晶網絡分布而導致熱脆。雜質含量高結晶核心就多，形成的晶粒多，晶粒就越細小。在形成共晶組織的銅合金中，共晶的形態(tài)決定于共晶體中兩相的相對含量，彼此間的表面張力、熱導系數(shù)、結晶學關系以及具體冷卻條件。通常緩冷使共晶體粗化，反之細密。（2）鑄造工藝的影響實際鑄造尤其是半連續(xù)鑄造的冷卻速度比平衡態(tài)下要快得多，因而元素擴散速度遠遠落后于結晶過程，造成了實際結晶組織偏離平衡組織。冷速愈大，偏離愈嚴重。鑄錠邊部組織由于激冷常與冷卻較緩的中心組織有明顯的不同，錠坯的橫截面尺寸越大，差別愈顯著。冷卻速度和鑄錠組織的一般關系是：冷速很小時易出現(xiàn)粗大的晶粒和粗疏的枝晶網絡；當冷速增大后使結晶前沿形成溫度梯度，造成柱狀晶的出現(xiàn)和不斷長大，同時枝晶網趨于細密；若冷速進一步增大，過冷度也不斷加大，銅液內結晶成核率將明顯大于晶粒長大的速度，晶粒此時將趨于細化，枝晶網可能很細，也可能因液相中的元素此時變得難以擴散，銅水不再作選分結晶而減輕枝晶偏析程度。在半連續(xù)鑄造中通過對結晶器、二次冷卻水、鑄造速度以及澆鑄溫度等工藝參數(shù)的選擇，可改變結晶前沿構成的液穴形態(tài)，同時鑄錠組織亦可得到改善。圖為采用不同澆鑄工藝對鑄錠組織產生的影響。

編輯推薦

《加工銅及銅合金金相圖譜》是“十一五”國家重點圖書出版規(guī)劃項目。

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