青铜的热处理和黄铜的热处理简介

青 青 铜 铜 的 的 热 热 处 处 理 理 和 和 黄 黄 铜 铜 的 的 热 热 处 处 理 理 简 简 介 介
Via 常 州 精 密 钢 管 博 客
一 ， 黄 铜 的 热 处 理
黄 铜 即 二 元 铜 锌 合 金 ， 又 称 普 通 黄 铜 ， 按 组 织 可 分 为 单 黄 铜 和 两 相 黄 铜 。 单 黄 铜 也 称α 黄 铜 ，Cu 含 量 在62.4%-100%
(wt) 之 间 。 两 相 黄 铜 即 （α+β ） 黄 铜 ，Cu 含 量 在56.6%-62.4% （wt ） 之 间 ，Zn 在Cu 中 的 固 溶 度 随 温 度 降 低 而 增 大 。 除 含
铝 黄 铜 外 ， 黄 铜 一 般 无 热 处 理 强 化 效 果 。 故 常 采 用 退 火 来 改 善 其 冷 加 工 （ 冲 压 、 拉 深 、 机 加 工 ） 性 能 。 黄 铜 半 成 品 退 火
后 的 力 学 性 能 及 冷 变 形 性 能 主 要 取 决 于 晶 粒 尺 寸 ， 一 般 规 律 是 晶 粒 小 ， 硬 度 高 。 另 外 ， 冷 变 形 量 大 ， 硬 度 高 （ 冷 作 硬
化 ） ； 退 火 温 度 低 ， 硬 度 高 。

冷 变 形 后 退 火 ， 同 一 温 度 下 ， 时 间 长 则 硬 度 低 ； 相 同 时 间 下 ， 温 度 高 则 硬 度 低 。 含 锌 量 低 的 黄 铜 ， 冷 作 硬 化 作 用 小 ， 需 要 细 化 其 晶 粒 来 获 得 较 高 的 硬 度 。
含Zn 大 于20% （wt ） 的 黄 铜 ， 冷 变 形 后 存 在 残 余 应 力 ， 在 潮 湿 大 气 （ 尤 其 是 含 有 氨 、 铵 盐 的 大 气 ） 、 汞 和 汞 盐 溶 剂
中 ， 极 易 产 生 应 力 腐 蚀 导 致 开 裂 ， 必 须 进 行 去 应 力 退 火 。
黄 铜 冷 加 工 过 程 中 的 中 间 退 火 温 度 （ ℃ ） 一 般 随 有 效 尺 寸 （mm ） 的 减 小 需 适 当 降 低 ， 分 列 于 下 ：
H96 ：
560-600 （ ＞5mm ） 540-580 （1-5mm ）
500-540 （0.5-1mm ） 450-500 （ ＜0.5mm ）
H90 ：
650-700 （ ＞5mm ） 620-680 （1-5mm ）
560-620 （0.5-1mm ） 450-560 （ ＜0.5mm ）
H80 ：
650-700 （ ＞5mm ） 580-650 （1-5mm ）
540-600 （0.5-1mm ） 、500-560 （ ＜0.5mm ）
H68 ：
580-650 （ ＞5mm ） 540-600 （1-5mm ）
500-560 （0.5-1mm ） 440-500 （ ＜0.5 ）
H62 、H59 ：
650-700 （ ＞5mm ） 600-660 （1-5mm
520-600 （0.5-1mm ） 460-530 （ ＜0.5mm ）
HFe59-1-1 ：
600-650 （ ＞5mm ） 520-620 （1-5mm ）
450-550 （0.5-1mm ） 420-480 （ ＜0.5mm ）
HSn70-1 ：
600-750 （ ＞5mm ） 560-620 （1-5mm ）
520-580 （0.5-1mm ） 450-500 （ ＜0.5mm ）
HSn62-1 ：
600-650 （ ＞5mm ） 550-630 （1-5mm ）
520-580 （0.5-1mm ） 500-550 （ ＜0.5mm ）
HSn63-3 ：
600-650 （ ＞5mm ） 540-620 （1-5mm ）
520-600 （0.5-1mm ） 480-540 （ ＜0.5mm ）
HSn59-1 ：
600-650 （ ＞5mm ） 580-630 （1-5mm ）
550-600 （0.5-1mm ） 480-550 （ ＜0.5mm ）
管 材 、 棒 材 随 其 退 火 前 的 相 对“ 硬 、 拉 制 半 硬 、 软” 三 种 状 态 ， 退 火 温 度 （ ℃ ） 需 要 逐 渐 加 高 ， 分 列 于 下 ：
管 材 ：
H96 软550-600
H80 软480-550
H68 、H62 硬340-380 拉 制 半 硬400-450
HPb59-1 、HSn70-1 拉 制 半 硬420-450
H60 圆 形 矩 形 导 波 管 硬200-250
棒 材 ：
H96 软550-620
H90 、H80 、H70 拉 制 半 硬250-300 软650-720H68 拉 制 半 硬350-400 软500-550
H62 、HSn62-1 拉 制 半 硬400-450
H59-1 、HFe59-1-1 拉 制 半 硬350-400
HMn58-2 拉 制 半 硬320-370
黄 铜 线 材 再 结 晶 退 火 ， 需 要 随 退 火 前 的 相 对“ 硬 、 半 硬 、 软” 的 三 种 状 态 而 逐 渐 提 高 退 火 温 度 （ ℃ ） ， 线 径 不 同 也 需
要 相 应 调 整 ， 分 列 于 下 ：
H96 、H90 、H80 ：
线 径0.3-0.6 软390-410
线 径0.3-6.0 硬160-180 软390-410
H68 ：
线 径0.3-6.0 硬160-180 半 硬350-370 软460-480
H62 ：
线 径0.3-1.0 硬160-180 半 硬160-180 软390-410
线 径1.1-4.9 硬160-180 半 硬240-260 软390-410
线 径5.0-6.0 硬160-180 半 硬260-280 软390-410
HPb59-1 ：
线 径0.3-6.0 硬160-250 半 硬330-350 软390-430
Al 、Ni 、Fe 、Sn 、Si 、Mn 、Pb 等 主 要 元 素 融 入α 相 和β 相 时 ， 能 使α 和β 相 的 相 对 量 发 生 变 化 。 含Al 量 大 于3% （wt ）
的 黄 铜 可 以 进 行 时 效 强 化 。 例 如 ，HAl59-3.2 的 热 处 理 强 化 工 艺 是800 ℃ 固 溶 ，350-450 ℃ 时 效 。

黄 铜 的 标 准 晶 粒 度 ， 是 用 平 均 晶 粒 尺 寸 （mm ） 表 示 的 （ 详 见 YS/T 347-2004 《 铜 及 铜 合 金 平 均 晶 粒 度 测 定 方
法 》 ） 。 不 同 的 标 准 晶 粒 度 ， 适 应 不 同 的 加 工 工 艺 方 法 ：
标 准 晶 粒 度0.015mm ， 实 用 于 轻 度 变 形 件 ， 如 落 料 、 弯 曲 。
标 准 晶 粒 度0.025mm ， 适 用 于 轻 冲 压 件 ， 如 压 印 等 凸 凹 加 工 。
标 准 晶 粒 度0.035mm ， 适 用 于 冲 压 后 要 求 高 光 滑 度 零 件 。
标 准 晶 粒 度0.050mm ， 适 用 于 深 冲 件 ， 如 拉 深 、 折 弯 零 件 。
标 准 晶 粒 度0.070mm ， 适 用 于 厚 件 冲 压 零 件 。

黄 铜 的 力 学 性 能 及 用 途 分 列 于 下 ：
普 通 黄 铜 ：
1 ，H96 ， 退 火 ， 抗 拉 强 度240MPa ， 延 伸 率52% ， 用 于 导 波 管 、 冷 凝 管 、 散 热 片 、 导 电 零 件 。
2 ，H90 ， 退 火 ， 抗 拉 强 度260MPa ， 延 伸 率44% ， 用 于 水 箱 供 排 水 管 、 电 阻 帽 、 奖 章 、 供 奉 塑 像 等 。
3 ，H80 ， 退 火 ， 抗 拉 强 度310MPa ， 延 伸 率52% ， 用 于 铜 网 、 薄 壁 管 、 波 纹 管 、 房 屋 建 筑 用 品 等 。
4 ，H68 ， 退 火 ， 抗 拉 强 度330MPa ， 延 伸 率56% ， 用 于 各 种 复 杂 的 冷 冲 件 、 散 热 器 外 壳 、 导 波 管 、 波 纹 管 等 ， 是 用 途 最
广 的 黄 铜 合 金 。5 ，H62 ， 退 火 ， 抗 拉 强 度360MPa ， 延 伸 率49% ， 用 于 各 种 销 钉 、 螺 母 、 铆 钉 、 垫 圈 、 导 波 管 、 夹 线 板 、 环 形 件 及 散 热
器 零 件 ， 制 糖 工 业 、 船 舶 工 业 、 造 纸 工 业 用 零 件 等 。
锡 黄 铜 ：
1 ，HSn70-1 ， 退 火 （ 冷 变 形50% ） ， 抗 拉 强 度350MPa---- 延 伸 率60% ； 抗 拉 强 度 700MPa---- 延 伸 率4% ， 用 于 海 轮 冷
凝 器 管 。
2 ，HSn62-1 ， 退 火 ， （ 冷 变 形50% ） ， 抗 拉 强 度400MPa---- 延 伸 率40% ； 抗 拉 强 度700MPa---- 延 伸 率4% ， 用 于 船 舶 零
件 。
3 ，HSn60-1 ， 退 火 ， （ 冷 变 形50% ） ， 抗 拉 强 度380MPa---- 延 伸 率40% ； 抗 拉 强 度560MPa---- 延 伸 率10% ， 用 于 船 舶 焊
接 件 、 焊 条 。
铅 黄 铜 ：
1 ，HPb74-3 ， 退 火 （ 冷 变 形50% ） ， 抗 拉 强 度350MPa---- 延 伸 率50% ； 抗 拉 强 度550MPa---- 延 伸 率5% ， 用 于 汽 车 、 农
机 上 要 求 切 削 性 能 好 的 零 件 。
2 ，HPb64-2 ， 退 火 （ 冷 变 形50% ） 抗 拉 强 度350MPa---- 延 伸 率55% ； 抗 拉 强 度600MPa---- 延 伸 率5% ， 用 于 钟 表 、 汽 车
行 业 要 求 切 削 性 能 好 的 零 件 。
3 ，HPb63-3 ， 退 火 （ 冷 变 形50% ） ， 抗 拉 强 度350MPa---- 延 伸 率55% ； 抗 拉 强 度600PMa---- 延 伸 率5% ， 用 于 要 求 切 削
性 能 极 好 的 钟 表 零 件 。
4 ，HPb60-1 ， 退 火 （ 冷 变 形50% ） ， 抗 拉 强 度370MPa---- 延 伸 率45% ； 抗 拉 强 度670MPa---- 延 伸 率4% ， 用 于 热 冲 击 和
切 削 性 能 好 的 加 工 件 。
铝 黄 铜 ：
1 ，HAl85-0.5 ， 退 火 ， 抗 拉 强 度350MPa ， 延 伸 率60% ， 用 于 海 船 冷 凝 管 。
2 ，HAl77-2 ， 退 火 （ 冷 变 形50% ） ， 抗 拉 强 度400MPa---- 延 伸 率55% ； 抗 拉 强 度650MPa---- 延 伸 率12% ， 用 于 海 船 冷 凝
管 。
3 ，HAl60-1-1 ， 退 火 （ 冷 变 形50% ） ， 抗 拉 强 度450MPa---- 延 伸 率45% ； 抗 拉 强 度750MPa- 延 伸 率8% ， 用 于 在 海 水 中 工
作 的 高 强 度 零 件 。
4 ，HAl59-3-2 ， 退 火 （ 冷 变 形50% ） ， 抗 拉 强 度380MPa---- 延 伸 率50% ； 抗 拉 强 度650MPa---- 延 伸 率15% ， 用 于 常 温 下
工 作 的 高 强 度 零 件 。
锰 黄 铜 ：
1 ，HMn58-2 ， 退 火 （ 冷 变 形50% ） ， 抗 拉 强 度400MPa---- 延 伸 率40% ； 抗 拉 强 度700MPa---- 延 伸 率10% ， 用 于 船 舶 及 弱
电 工 业 用 零 件 。
2 ，HMn57-3-1 ， 退 火 （ 冷 变 形50% ） ， 抗 拉 强 度550MPa---- 延 伸 率25% ； 抗 拉 强 度700MPa---- 延 伸 率3% ， 用 于 耐 蚀 零
件 。
铁 黄 铜 ：
1 ，HFe59-1-1 ， 退 火 （ 冷 变 形50% ） ， 抗 拉 强 度450MPa---- 延 伸 率50% ； 抗 拉 强 度700MPa---- 延 伸 率7% ， 用 于 摩 擦 和
海 水 腐 蚀 条 件 下 的 零 件 及 垫 圈 。
2 ，HFe58-1-1 ， 退 火 ， 抗 拉 强 度450MPa ， 延 伸 率10% ， 用 于 热 压 和 要 求 切 削 要 求 高 的 机 加 工 零 件 。
镍 黄 铜 ：
1 ，HNi65-5 ， 退 火 ， 抗 拉 强 度380MPa ， 延 伸 率65% ， 用 于 压 力 计 管 、 冷 凝 管 等 ，
硅 黄 铜 ：
1 ，HSi80-3 ， 退 火 ， 抗 拉 强 度500MPa ， 延 伸 率40% ， 用 于 蒸 汽 管 、 水 管 配 件 ， 可 代 踢 耐 磨 锡 青 铜 。
2 ，HSi65-1.5-3 ， 退 火 ， 抗 拉 强 度300MPa ， 延 伸 率20% ， 用 于 整 齐 管 、 水 管 配 件 ， 可 代 替 耐 磨 锡 青 铜 。
二 ， 青 铜 的 热 处 理
1 、 、 锡 锡 青 青 铜 铜 的 的 热 热 处 处 理 理 锡 青 铜 凝 固 温 度 范 围 很 宽 ， 所 以 铸 锭 、 铸 件 的 枝 晶 偏 析 比 较 严 重 ， 经 常 需 要 进 行 均 匀 化 退 火 。 锡 青 铜 通 常 不 进 行 固
溶 处 理 。 含Zn≤7% （wt ） 的 锡 青 铜 线 材 、 带 材 进 行 再 结 晶 退 火 以 及 去 应 力 退 火 。 退 火 时 应 防 止 粘 结 ， 卷 批 要 松 ， 加 热 温
度 应 适 当 降 低 ， 保 温 时 间 适 当 延 长 。
用 作 弹 簧 的 锡 青 铜QSn4-3 、QSn5-0.4 等 牌 号 只 进 行 再 结 晶 退 火 ， 退 火 温 度 为250-300 ℃ 。
锡 青 铜 中 间 退 火 温 度 （ ℃ ） 与 材 料 有 效 厚 度 （mm ） 正 相 关 ， 如 下 所 列 ：
QSn4-5
600-650 （ ＞5mm ） 580-630 （1-5mm ）
500-600 （0.5-1mm ） 460-500 （ ＜0.5mm ）
QSn4-4-2.5
580-600 （ ＞5mm ） 550-620 （1-5mm ）
520-680 （0.5-1mm ） 450-520 （ ＜0.5mm ）
QSn7-0.2
620-680 （ ＞5mm ） 600-650 （1-5mm ）
530-620 （0.5-1mm ） 500-580 （ ＜0.5mm ）
QSn6.5-0.1
600-660 （ ＞5mm ） 600-650 （1-5mm ）
520-580 （0.5-1mm ） 470-530 （ ＜0.5mm ）
QSn6.5-0.4
600-650 （ ＞5mm ） 600-650 （1-5mm ）
520-580 （0.5-1mm ） 470-530 （ ＜0.5mm ）
棒 材 、 线 材 成 品 按 退 火 前 的“ 软 、 硬” 状 态 ， 退 火 温 度 （ ℃ ） 列 于 下 ：
QSn6.5-0.1 棒 材 硬250-300
QSn6.5-0.4 线 材 线 径0.3-0.6 软420-440
QSn7-0.2 线 材 线 径0.3-0.6 软420-440 2 、 、 铝 铝 青 青 铜 铜 的 的 热 热 处 处 理 理
Al 在Cu 中 的 溶 解 度 最 大 为9.4% （wt ） （565 ℃ ） 。 含Al 低 于9.4% （wt ） 的 铝 青 铜 在 极 其 缓 慢 的 冷 却 条 件 下 ， 可 获 得
单 一 的α 相 固 溶 体 。 杂 质 使α+β 相 左 移 。 压 力 加 工 用 的 单 相 铝 青 铜 含Al 硬 ＜7% （wt ） 。 这 种 铝 青 铜 不 能 时 效 强 化 。 用 做
弹 性 元 件 的 铝 青 铜 在 硬 态 制 作 弹 性 元 件 时 ， 为 了 保 证 性 能 的 稳 定 ， 需 要 进 行300-360 ℃ 的 退 火 一 消 除 应 力 。
复 杂 铝 青 铜 可 进 行 固 溶 时 效 处 理 ， 显 著 提 高 强 度 。 几 种 铝 青 铜 的 固 溶 时 效 处 理 工 艺 及 时 效 硬 度 如 下 ：
QSn9-2 退 火650-750 ℃ 固 溶800 ℃ 时 效350 ℃ HBW150-187
QSn9-4 退 火700-750 ℃ 固 溶950 ℃ 时 效250-300 （2-3h ） HBW170-180
QSn10-3-1.5 退 火650-750 ℃ 固 溶830-860 ℃ 时 效300-350 ℃ HBW 207-285
QSn10-4-4 退 火700-750 ℃ 固 溶920 ℃ 时 效650 ℃ HBW200-240
QSn11-6-6 固 溶925 ℃ （1h ） 时 效400 ℃ （24h 空 冷 ） HV365
3 、 、 弹 弹 性 性 青 青 铜 铜 合 合 金 金 的 的 强 强 化 化 和 和 热 热 处 处 理 理
一 些 弹 性 铜 合 金 的 弹 性 极 限 高 ， 抗 蚀 性 好 可 作 为 弹 性 材 料 制 造 弹 簧 及 一 些 弹 性 元 件 。 铍 青 铜 、 是 著 名 的 弹 性 材 料 ，
锡 青 铜 、 锡 磷 青 铜 也 被 广 泛 用 作 弹 性 材 料 。 此 外 ， 如 单 相 铝 青 铜 、 硅 锰 青 铜 、 黄 铜 锌 白 铜 等 也 可 用 作 弹 性 材 料 。 对 于 这些 单 相 合 金 ， 提 高 弹 性 极 限 的 方 法 是 冷 塑 型 变 形 后 低 温 退 火 。 冷 塑 型 变 形 越 大 ， 低 温 退 火 后 弹 性 极 限 提 高 越 大 。
一 般 弹 性 铜 合 金 获 得 最 好 弹 性 极 限 及 应 力 松 弛 抗 力 的 最 佳 退 火 工 艺 和 和 性 能 效 果 分 列 于 下 ：
QSn4-3
成 分wt% （4Sn 、3Zn 、Cu 余 ）
预 冷 变 形60% 后 的 最 佳 退 火 温 度150 ℃ ， 保 温30min
弹 性 极 限 σ0.002463MPa σ0.005532MPa σ0.01 593MPa 硬 度 HV218
QSn6.5-0.1
成 分wt% （6.5%Sn 、0.1%P 、Cu 余 ）
预 冷 变 形60% 后 的 最 佳 退 火 温 度150 ℃ ， 保 温30min ，
弹 性 极 限 σ0.002489MPa σ0.005550MPa σ0.01596MPa
QSn3-1
成 分wt% （3%Si 、1%Mn 、Cu 余 ）
预 冷 变 形60% 后 的 最 佳 退 火 温 度275 ℃ ， 保 温60min
弹 性 极 限 σ0.002494MPa σ0.005565MPa σ0.01632 MPa
硬 度HV210
QAl7
成 分wt%(7%Al 、Cu 余 )
预 冷 变 形60% 后 的 最 佳 退 火 温 度275 ℃ ， 保 温30min
弹 性 极 限σ0.002630MPa σ0.005725MPa σ0.01790 MPa
硬 度HV270
H68
成 分wt%(32%Zn 、Cu 余)
预 冷 变 形60% 后 的 最 佳 退 火 温 度200 ℃ ， 保 温60min
弹 性 极 限σ0.002452MPa σ0.005519MPa σ0.01581MPa
硬 度HV190
H80
成 分wt%(20%Zn 、Cu 余 )
预 冷 变 形60% 后 的 最 佳 退 火 温 度200 ℃ ， 保 温60min
弹 性 极 限σ0.002390MPa σ0.005475MPa σ0.01538MPa
硬 度HV170
H85
成 分wt%(15Zn 、Cu 余)
预 冷 变 形60% 后 的 最 佳 退 火 温 度200 ℃ ， 保 温30min
弹 性 极 限σ0.002349MPa σ0.005405MPa σ0.01594MPa
硬 度HV155
BZn15-20
成 分wt%(15%Ni 、20%Zn 、Cu 余)
预 冷 变 形60% 后 的 最 佳 退 火 温 度300 ℃ ， 保 温4h
弹 性 极 限σ0.002548MPa σ0.005614MPa σ0.01561MPa
硬 度HV230
4 、 、 铍 铍 青 青 铜 铜 的 的 热 热 处 处 理 理
铍 青 铜 一 种 典 型 的 沉 淀 硬 化 型 合 金 ， 经 固 溶 处 理 后 ， 强 度 可 达1250-1500MPa ， 硬 度350-400HBW ， 接 近 于 中 等 强 度钢 的 水 平 。 铍 青 铜 的 热 处 理 特 点 是 ， 在 固 溶 的 状 态 下 具 有 极 好 的 塑 性 ， 可 进 行 冷 加 工 成 形 ， 随 后 进 行 时 效 ， 不 仅 可 提 高
强 度 、 硬 度 、 同 时 可 显 著 提 高 弹 性 极 限 ， 减 小 弹 性 滞 后 值 ， 这 对 仪 表 弹 簧 具 有 特 别 重 要 的 意 义 。

4.1 铍 青 铜 的 固 溶 处 理
固 溶 处 理 加 热 温 度 及 保 温 时 间 长 短 的 选 择 原 则 是 使 强 化 相 充 分 固 溶 ， 使 晶 粒 度 保 持 在0.015-0.045mm 范 围 内 。 一 般
固 溶 加 热 温 度 在780-820 ℃ 之 间 ， 对 用 作 弹 性 元 件 的 材 料 ， 加 热 受 晶 粒 度 限 制 ， 采 用760-780 ℃ 。 固 溶 加 热 温 控 精 度 严 格
控 制 在±5 ℃ 之 内 ， 保 温 时 间 按1h/ 吋 （ 约25mm ） 计 算 。
对 于 薄 板 、 带 材 ， 可 参 考 如 下 所 列 数 据 选 定 ：
厚 度 ＜0.13 mm ， 保 温 时 间 2-6min
厚 度0.11-0.25mm ， 保 温 时 间 3-9min
厚 度0.25-0.70mm ， 温 度 时 间 6-10min
厚 度0.70-2.30mm ， 保 温 时 间10-30min
铍 青 铜 在 空 气 炉 或 氧 化 气 氛 中 进 行 固 溶 处 理 时 ， 表 面 会 形 成 氧 化 膜 。 这 种 氧 化 膜 连 续 而 且 坚 韧 ， 虽 然 对 材 料 时 效 强
化 后 的 力 学 性 能 影 响 不 大 ， 但 具 有 研 磨 作 用 ， 在 冷 成 型 时 会 磨 损 模 具 。 所 以 ， 在 这 种 气 氛 下 固 溶 处 理 后 ， 可 以 用 酸 洗 的
办 法 将 氧 化 膜 去 除 。
为 避 免 氧 化 ， 可 以 在 真 空 炉 或 者 有 氨 气 、 惰 性 气 体 或 还 原 气 氛 的 设 备 中 加 热 ， 以 获 得 光 亮 热 处 理 效 果 。 不 能 在 盐 浴
炉 中 加 热 ， 因 为 大 多 数 熔 盐 都 有 去 铍 作 用 ， 会 引 起 晶 间 腐 蚀 和 铍 的 脱 失 。
固 溶 处 理 的 淬 火 ， 应 尽 量 缩 短 淬 火 转 移 时 间 ， 以 免 时 效 后 达 不 到 性 能 要 求 。 厚 度 较 薄 的 零 件 一 般 不 超 过3s ， 一 般 零
件 不 得 超 过5s ， 淬 火 介 质 一 般 用 水 ， 变 形 要 求 严 格 的 也 可 用 油 。
铸 造 铍 青 铜 的 固 溶 处 理 可 以 与 均 匀 化 退 火 相 结 合 ， 保 温 时 间 要 长 ， 最 少3h 以 上 ， 这 样 可 以 消 除 铸 造 形 成 的 枝 晶 偏
析 。
4.2 铍 青 铜 的 时 效
含Be ＜2.1% （wt ） 的 合 金 均 可 以 进 行 时 效 强 化 。 对 于 含Be ＞1.7% （wt ） 的 合 金 ， 最 佳 时 效 温 度 是300-350 ℃ ， 保 温
1-3h 。 近 年 来 发 展 了 双 级 和 多 级 时 效 ， 先 在 高 温 下 短 时 时 效 ， 而 后 在 低 温 下 长 时 间 保 温 充 分 时 效 。 这 样 可 以 得 到 更 好 的
性 能 和 更 小 的 变 形 。
一 些 铍 青 铜 固 溶 及 时 效 温 度 列 于 下 ：
成 分wt%(Cu+1.9-2.2%Be+0.2-0.5%Ni)
固 溶780-790 ℃ ， 时 效320-330 ℃
成 分wt%(Cu+2.0-2.3%Be+( ＜0.4% ）Ni )
固 溶790-800 ℃ ， 时 效300-345 ℃
成 分wt%(Cu+1.6-1.85%Be+0.2-0.4%Ni+0.1-0.25%Ti)
固 溶780-800 ℃ ， 时 效320-330 ℃
成 分wt%(Cu+1.85-2.1%Be+0.25-0.35%Co ）
固 溶780-800 ℃ ， 时 效320-330 ℃
成 分wt%(Cu+1.9-2.15%Be+0.25-0.35%Co)
固 溶785-790 ℃ ， 时 效305-325 ℃
成 分wt%(Cu+1.6-1.8%Be+0.25-0.35%Co)
固 溶 温 度785-790 ℃ ， 时 效 温 度305-325 ℃
成 分wt%(Cu+0.45-0.6Be+2.35-2.6Co)
固 溶920-930 ℃ ， 时 效450-480 ℃
成 分wt%(Cu+0.25-0.5%Be+1.4-1.7%Ni+0.9-1.1%Ag) 固 溶925-930 ℃ ， 时 效450-480 ℃
成 分wt%(Cu+0.2-0.3%Be+1.4-1.6%Ni )
固 溶950-960 ℃ ， 时 效450-500 ℃
成 分wt%(Cu+0.63%Be+2.48%Ti)
固 溶780-800 ℃ ， 时 效450-500 ℃
成 分wt%(Cu+0.2-2.3%Be+0.35-0.45%Co+0.07-0.11%Fe)
固 溶800-820 ℃ ， 时 效295-315 ℃
在 时 间 相 同 的 条 件 下 ， 铍 青 铜 时 效 硬 度 随 时 效 温 度 的 升 高 而 提 高 。 温 度 一 定 时 ， 时 效 硬 度 随 时 间 延 长 而 提 高 ， 随 后
趋 于 稳 定 。 但 温 度 过 高 时 ， 时 效 硬 度 短 时 间 内 升 到 最 大 值 ， 随 后 随 时 间 延 长 ， 硬 度 开 始 下 降 ， 这 就 是 过 时 效 现 象 。
图 一 是QBe2 的 时 效 曲 线 ， 可 以 从 曲 线 的 变 化 中 看 到 这 一 趋 势 。
图 一 QBe2 的 时 效 曲 线
图 二 是 几 种 铍 青 铜 在320 ℃ 温 度 下 的 时 效 硬 化 曲 线 ， 可 以 看 出 ，QBe2.0 和QBe2 .5 ， 时 效 时 间 超 过 约90min 后 ， 开 始
出 现 过 时 效 现 象 ， 硬 度 随 时 间 延 长 而 降 低 。QBe1.9 随 着 时 效 时 间 延 长 硬 度 缓 慢 上 升 ， 但 超 过4-5h 后 ， 也 出 现 过 时 效 现
象 。 这 一 规 律 在 实 际 生 产 中 需 要 切 实 注 意 。图 二 几 种 铍 青 铜 在320 ℃ 温 度 下 的 时 效 硬 化 曲 线
不 同 的 固 溶 处 理 工 艺 ， 在 相 同 时 效 条 件 下 有 相 应 的 性 能 差 异 。 铍 青 铜QBe2 及QBe1.9 在 不 同 固 溶 工 艺 、 相 同 时 效 条 件
(320 ℃×2h ） 下 ， 性 能 差 异 如 下 ：
QBe2 厚0.33mm ：
固 溶760 ℃×5min ， 晶 粒0.015-0.025mm ，σb1165MPa ，δ10.5% ，HV0.2360
固 溶780 ℃×15min ， 晶 粒0.025-0.030mm ，σb1220MPa ，δ9.5% ，HV0.2380
固 溶800 ℃×10min ， 晶 粒0.035-0.040mm ，σb1250MPa ，δ7.5% ，HV0.2400
固 溶820 ℃×15min ， 晶 粒0.040-0.045mm ，σb1260MPa ，δ6.0% ，HV0.2405
固 溶840 ℃×120min ， 晶 粒0.055-0.065mm ，σb1210MPa ，δ4.0% ，HV0.2380
固 溶740 ℃×25min ， 晶 粒0.008-0.012mm ，σb1220MPa ，δ11.5% ，HV0.2355
固 溶760 ℃×25min ， 晶 粒0.012-0.018mm ，σb1280MPa ，δ9.5% ，HV0.2370
QBe1.9 厚00.85mm ：
固 溶780 ℃×25min ， 晶 粒0.016-0.025mm ，σb1310MPa ，δ9.0% ，HV0.2380
固 溶800 ℃×25min ， 晶 粒0.025-0.035mm ，σb1310MPa ，δ8.0% ，HV0.2395
固 溶820 ℃×25min ， 晶 粒0.035-0.045mm ，σb1280MPa ，δ7.0% ，HV0.2388
固 溶840 ℃×25min ， 晶 粒0.045-0.055mm ，σb1265MPa ，δ6.0% ，HV0.2380 、

时 效 温 度 （ ℃ ） 对QBe2 力 学 性 能 的 影 响 如 下 ：
300 ℃ ，σb1205MPa ，δ11.5% ， HV0.2360
310 ℃ ，σb1250MPa ，δ19.0% ， HV0.2380
320 ℃ ，σb1255MPa ，δ8.5% ，HV0.2380
330 ℃ ，σb1200MPa ，δ8.5% ，HV0.2355
340 ℃ ，σb1130MPa ，δ8.0% ，HV0.2330 时 效 时 间 对QBe2 力 学 性 能 的 影 响 如 下 ：
780 ℃×25min 水 淬+320 ℃×60min ，σb1225MPa ，δ10.0% ，HV0.2375
780 ℃×25min 水 淬+320 ℃×120min ，σb1245MPa ，δ9.0% ，HV0.2380
780 ℃×25min 水 淬+320 ℃×180min ，σb1240MPa ，δ9.0% ，HV0.2380
780 ℃×25min 水 淬+320 ℃×240min ，σb1240MPa ，δ9.0% ，HV0.2380
780 ℃×25min 水 淬+320 ℃×300min ，σb1200MPa ，δ8.0% ，HV0.2365
780 ℃×25min 水 淬+320 ℃×360min ，σb1190MPa ，δ7.0% ，HV0.2355
为 保 证 铍 青 铜 工 件 时 效 后 的 尺 寸 精 度 ， 可 采 用 夹 具 夹 持 时 效 ， 有 时 还 采 用 两 段 时 效 ， 即 线 进 行 一 段 不 装 夹 时 效 ， 然
后 用 夹 具 装 夹 充 分 时 效 。 当 工 件 形 状 允 许 时 ， 夹 具 设 计 上 应 使 工 件 叠 装 。 形 状 复 杂 的 工 件 ， 热 处 理 时 应 设 计 工 件 中 心 及
边 沿 都 受 到 约 束 的 夹 具 。
4.3 去 应 力 退 火
铍 青 铜 去 应 力 退 火 温 度 为150 ℃-200 ℃ ， 保 温1-1.5h 。 可 用 于 消 除 切 削 、 校 直 、 冷 成 形 等 产 生 的 应 力 ， 稳 定 零 件 长 期
使 用 中 的 形 状 和 尺 寸 精 度 。
5 其 其 它 它 青 青 铜 铜 的 的 热 热 处 处 理 理
5.1 硅 青 铜 的 热 处 理
Si 在Cu 中 的 最 大 溶 解 度 为5.3% （wt ） ， 温 度 降 低 时 溶 解 度 有 明 显 变 化 ， 但 已 被 证 实 无 明 显 的 时 效 硬 化 效 应 。 所 以 ，
二 元Cu-Si 合 金 一 般 不 进 行 时 效 强 化 处 理 。
工 业 上 硅 青 铜QSi3-1 在 用 作 弹 性 元 件 时 ， 只 进 行 去 应 力 退 火 ， 温 度275-325 ℃ 。
含Ni 的 硅 青 铜 可 出 现Ni ?Si 金 属 化 合 物 ， 有 显 著 的 时 效 强 化 效 果 ， 并 具 有 较 高 的 高 温 强 度 和 较 高 的 导 电 性 。
QSi1-3 的 时 效 强 化 工 艺 为850 ℃ 保 温2h 水 淬 ，450 ℃ 保 温1-3h 。
5.2 铬 青 铜 、 锆 青 铜 的 热 处 理
Cr 在Cu 中 的 最 大 溶 解 度 仅 有0.63% （wt ） ， 但 随 温 度 的 下 降 溶 解 度 剧 烈 变 化 ，400 ℃ 时 仅 为0.02% （wt ） ， 可 以 时 效
强 化 。
工 业 铬 青 铜QCr0.5 ， 固 溶 时 效 后 强 度 显 著 提 高 ， 工 艺 为 ：
固 溶950 ℃-980 ℃×30min （ 盐 浴 或 氨 分 解 气 氛 ） ， 时 效400-450 ℃×60min 。
铬 青 铜QCr0.5 ， 含Cr0.5%-1% （wt ） 具 有 较 高 的 力 学 性 能 和 导 电 、 导 热 性 能 ， 再 结 晶 温 度 高 ， 因 而 耐 热 性 能 好 ， 能
在 不 高 于400 ℃ 的 高 温 环 境 下 工 作 。 故 常 用 于 电 机 的 换 向 器 ， 电 焊 机 的 电 极 。
Zr （ 锆 ） 在Cu 中 的 溶 解 度 最 大 为0.15% （wt ） ， 随 温 度 下 降 急 剧 降 低 ， 有 时 效 强 化 效 果 。 一 般 在 固 溶 后 进 行 冷 变
形 ， 然 后 再 进 行 时 效 ， 可 得 到 较 好 的 综 合 性 能 。 含Zr0.24% （wt ） 的 锆 青 铜 热 处 理 工 艺 为 ：
920 ℃ 固 溶→ 冷 变 形→450 ℃ 时 效
含Cr0.35%-0.6%+Zr0.2-0.35% （wt ） 的 锆 青 铜 ， 导 电 率 为 纯 铜 的70%-90% ， 时 效 强 化 效 果 很 好 ， 是 目 前 耐 热 最 好 的
高 导 电 材 料 。 热 处 理 工 艺 为 ：
950 ℃×90min 固 溶→ 冷 变 形→460-470 ℃×3-4h 时 效
以 下 是 常 用 的 四 种 铸 造 铍 青 铜 的 时 效 工 艺 与 性 能 ：
化 学 成 分wt%(Cu+Be0.5+Co2.5) ， 时 效480 ℃×3h ，σb720MPa ，δ10% ，
化 学 成 分wt%(Cu+Be1.4+Ni1.8) ， 时 效480 ℃×3h ，σb720MPa ，δ9% ，
化 学 成 分wt%(Cu+Be1.7+Co0.3) ， 时 效345 ℃×3h ，σb1120MPa ，δ2.5% ，
化 学 成 分wt%(Cu+Be2.0+Co0.5) ， 时 效345×3h ，σb1160MPa ，δ2% ，

6 青 青 铜 铜 的 的 力 力 学 学 性 性 能 能 及 及 用 用 途 途
锡 青 铜 ：
1 ）QSn4-5
退 火 态 ，600 ℃ 退 火 ， 抗 拉 强 度350MPa ， 延 伸 率40% ，
用 于 扁 弹 簧 、 圆 弹 簧 ， 管 件 、 化 工 机 械 件 、 耐 磨 件 、 抗 磁 件 等 。
2 ）QSn4-4-2.5
退 火 态 ，600 ℃ 退 火 ， 抗 拉 强 度300-350MPa ， 延 伸 率35-40% ，用 于 航 空 、 汽 车 、 农 机 等 承 受 摩 的 零 件 ， 衬 套 、 圆 盘 、 轴 套 等 。
3 ）QSn6.5-0.1
退 火 态 ，600-650 ℃ 退 火 ， 抗 拉 强 度350-450MPa ， 延 伸 率60-70% ，
用 于 导 电 性 好 的 弹 性 件 ， 精 密 仪 器 里 的 耐 磨 件 抗 磁 元 件 。
4 ）QSn6.5-0.4
退 火 态 ，600-650 ℃ 退 火 ， 抗 拉 强 度350-450MPa ， 延 伸 率60-70% ，
用 于 金 属 网 、 耐 磨 件 、 弹 性 件 。
5 ）QSn4-0.3
退 火 态 ，600-650 ℃ 退 火 ， 抗 拉 强 度340MPa ， 延 伸 率52% ，
用 于 仪 器 、 仪 表 、 各 种 机 械 的 各 种 尺 寸 测 的 管 件 。
铸 造 锡 青 铜 ：
1 ）ZQSn10
金 属 模 铸 态 ，420 ℃ 退 火 ， 抗 拉 强 度200-250MPa ， 延 伸 率3-10% ，
用 于 连 杆 、 衬 套 、 轴 瓦 、 涡 轮 等 高 速 运 行 的 耐 磨 件 。
2 ）ZQSn10-2
金 属 模 铸 态 ，420 ℃ 退 火 ， 抗 拉 强 度200-250MPa ， 延 伸 率2-10% ，
用 途 同 上 。
3 ）ZQSn8-4
金 属 模 铸 态 ，420 ℃ 退 火 ， 抗 拉 强 度200-250MPa ， 延 伸 率4-10% ，
用 途 同 上 。
4 ）ZQSn6-6-3
金 属 模 铸 态 ，420 ℃ 退 火 ， 抗 拉 强 度180-250MPa ， 延 伸 率4-8% ，
用 途 同 上 。
5 ）ZQSn10-1
金 属 模 铸 态 ，420 ℃ 退 火 ， 抗 拉 强 度250-350MPa ， 延 伸 率7-10% ，
用 途 同 上 。
6 ）ZQSn8-12
金 属 模 铸 态 ，420 ℃ 退 火 ， 抗 拉 强 度150-200MPa ， 延 伸 率3-8% ，
用 途 同 上 。
7 ）ZQSn2-25
金 属 模 铸 态 ，420 ℃ 退 火 ， 抗 拉 强 度140-180MPa ， 延 伸 率6-8% ，
用 途 同 上 。
铝 青 铜 ：
1 ）QAl5
退 火 态 ，600-700 ℃ 退 火 ， 抗 拉 强 度370MPa--- 延 伸 率65% ； 抗 拉 强 度750MPa--- 延 伸 率5% ，
用 于 制 造 耐 蚀 弹 性 元 件 。
2 ）QAl7
退 火 态 ，650-750 ℃ 退 火 ， 抗 拉 强 度470MPa---- 延 伸 率70% ； 抗 拉 强 度980MPa---- 延 伸 率3% ，
用 于 制 造 高 强 度 零 件 。
3 ）QAl9-2
退 火 态 ，650-700 ℃ 退 火 ， 抗 拉 强 度450MPa---- 延 伸 率20-40% ； 抗 拉 强 度600-800MPa---- 延 伸 率4-5% ，
用 途 同 上 。
4 ）QAl9-4
退 火 态 ，700-750 退 火 ， 抗 拉 强 度500-600MPa---- 延 伸 率40% ； 抗 拉 强 度800-1000MPa---- 延 伸 率5% ，
用 于 制 造 高 强 度 耐 磨 零 件 ， 如 轴 承 、 轴 套 、 齿 轮 、 涡 轮 等 ， 还 可 制 造 管 嘴 、 法 兰 、 摇 臂 、 支 架 等 。
5 ）QAl10-3-15
退 火 态 （ 冷 变 形 ） ，650-750 ℃ 退 火 ， 抗 拉 强 度500-600MPa---- 延 伸 率20-30% ； 抗 拉 强 度700-900MPa---- 延 伸 率9-
12% ，
用 于 制 造 高 强 度 零 件 及 标 准 件 ， 如 齿 轮 、 轴 承 、 圆 盘 、 导 向 臂 衬 套 、 飞 轮 、 固 定 螺 母 、 管 嘴 等 。6 ）QAl10-4-4
退 火 态 （ 冷 变 形 ） ， 600-750 ℃ 退 火 ， 抗 拉 强 度600-700MPa---- 延 伸 率/ ； 抗 拉 强 度900-1100MPa---- 延 伸 率9-15% ，
用 于 制 造 高 强 度 耐 磨 零 件 和400 ℃ 以 下 的 高 温 条 件 下 的 零 件 ， 如 衬 套 、 齿 轮 、 球 形 座 、 螺 母 、 法 兰 等 。
铍 青 铜 ：
1 ）QBe2
固 溶 ， 抗 拉 强 度400-600MPa ， 延 伸 率≥30% ，
固 溶+ 冷 变 形 ， 抗 拉 强 度≥650MPa ， 延 伸 率≥2.5% ，
固 溶+ 时 效 ， 抗 拉 强 度≥1150MPa ， 延 伸 率≥2.0%
冷 变 形+ 时 效 ， 抗 拉 强 度≥1200MPa ， 延 伸 率 ≥ 2.0 % ，
用 于 制 造 重 要 的 弹 簧 和 弹 性 元 件 、 各 种 耐 磨 零 件 、 膜 片 、 膜 盒 、 波 纹 管 、 微 型 开 关 、 矿 山 和 炼 油 厂 用 是 冲 击 不 生 火 花 的
工 具 及 各 种 深 冲 零 件 。
2 ）QBe1.9 、QBe1.7
固 溶 ， 抗 拉 强 度400-600MPa ， 延 伸 率≥30% ，
固 溶+ 冷 变 形 ， 抗 拉 强 度≥650MPa ， 延 伸 率≥2.5%
固 溶+ 时 效 ， 抗 拉 强 度≥1150MPa ， 延 伸 率≥2.0% ，
冷 变 形+ 时 效 ， 抗 拉 强 度≥1200MPa ， 延 伸 率≥1.5% ，
固 溶+ 冷 变 形 ， 抗 拉 强 度 ≥600MPa ， 延 伸 率≥2.5% ，
固 溶+ 时 效 ， 抗 拉 强 度 ≥1100MPa ， 延 伸 率≥2.0% ，
用 于 重 要 的 弹 簧 、 精 密 仪 表 弹 性 元 件 、 敏 感 元 件 以 及 承 受 高 变 向 载 荷 的 弹 性 元 件 等 。
硅 青 铜 ：
1 ）QSi3-1
固 溶 ， 抗 拉 强 度350-380MPa ， 延 伸 率40-45% ，
固 溶+ 冷 变 形 ， 抗 拉 强 度700-750MPa ， 延 伸 率1-2% ，
用 于 制 造 各 种 弹 性 元 件 和 在 腐 蚀 条 件 下 工 作 的 零 件 以 及 涡 轮 、 蜗 杆 、 齿 轮 、 衬 套 、 制 动 销 和 杆 等 耐 磨 件 。
2 ）QSi1-3
挤 压 成 型 ， 抗 拉 强 度600MPa ， 延 伸 率12% ，
用 于 制 造 发 动 机 中 的 各 种 重 要 零 件 ， 如 温 度300 ℃ 以 下 工 作 的 零 件 、 润 滑 不 良 零 件 、 压 力 不 大 的 零 件 、 气 门 导 向 套 等 。
铬 青 铜 ：
QCr0.8
固 溶 时 效 ， 抗 拉 强 度430MPa ， 延 伸 率18% ，
电 机 换 向 器 、 电 焊 机 电 极 。
锆 青 铜 ：
QZr0.4
固 溶+ 冷 变 形+ 时 效 ， 抗 拉 强 度420MPa ， 延 伸 率16% ，
电 阻 焊 接 零 件 及 高 导 电 、 高 强 度 电 极 材 料 。
附 ： 铜 及 铜 合 金 的 牌 号 及 化 学 成 分 列 于 表1—— 表7 中 。 表 中 数 据 仅 供 参 考 ， 详 细 了 解 请 查 阅 相 关 国 家 标 准 。Copyright 【www.josen.net? 】 2006-2018 微 信 号 ：steeltuber 百 度 熊 掌 号 ：steeltuber
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