[科普中国]-铸造青铜

介绍

铸造青铜最初仅指锡青铜，后因多种合金元素被采用，出现了锡青铜以外的新型青铜，如铝青铜、硅青铜、锰青铜、铬青铜、铍青铜和铅青铜。

铸造锡青铜Cu-Sn合金体积收缩很小（线收缩率为1.45%～1.5%），易制得尺寸要求准确的复杂铸件和花纹清晰的工艺品。铸造锡青铜一般还添加锌、铅、磷等元素。磷化物硬度高、耐磨，并有良好的研磨性，在耐磨的锡青铜中，磷含量可高达1.2%。锌能改善合金的流动性，减轻锡青铜的反偏析倾向。铅显著改善合金的耐磨性和切削性。铸造锡青铜用作耐磨、耐蚀零件。

（1）锡磷青铜。磷是铜合金的良好脱氧剂，可增加合金的流动性，改善锡青铜的工艺和力学性能，但加大逆偏析程度。锡青铜中磷的极限溶解度为0.15%，过多时将形成α+δ+Cu3P三元共晶，熔点为628℃，热轧时易产生热脆性，只能冷加工。因此，变形锡青铜中含磷量不应大于0.5%，热加工时，磷应小于0.25%。含磷锡青铜是有名的弹性材料，在加工时，控制冷加工前的晶粒大小和加工后的低温退火很有必要。细晶粒加工材的强度、弹性模量和疲劳强度比其粗晶粒加工材为高，但塑性较低。冷加工材在200～260℃经1～2h低温退火、产生退火硬化效应，可进一步提高制品的强度、塑性、弹性极限和弹性模量，并增加弹性的稳定性。

（2）锡锌青铜。锌大量溶解于铜锡合金中，在变形锡青铜中锌的加入量一般不大于4%。锌能改善合金的流动性，缩小结晶温度范围，减轻逆偏析。

（3）锡锌铅青铜。铅实际不固溶于铜锡合金中，它以单相、呈黑色夹杂物分布在枝晶间。铸锭中铅分布不易均匀，通常加入少量镍可改善其分布，并细化组织。铅降低锡青铜的摩擦系数，改善耐磨性和切削性，但略降低力学性能。在铜锡铅合金中常加入3%～5%的锌，以再提高力学性能。加入0.02%～0.1%锆或0.02%～0.1%硼，特别是加入0.02%～0.2%稀土元素能细化铅质点，使之分布均匀，以改善含铅锡青铜的组织、铸造和力学性能。1

无锡青铜铸造铅青铜具有高的力学性能，耐蚀、耐磨，流动性好，可铸造致密的铸件。

铸造锰青铜一般还添加铝、铁、镍等元素，耐蚀、耐热，适于制作高温工作的零件。

铸造铝青铜一般还添加铁、锰、镍等元素，适于制作高强、耐蚀零件。2

常用铸造青铜的化学成分和用途中国常用牌号铸造青铜的化学成分和用途见表。

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