簡述合金元素對銅及銅合金的（de）影響

氧幾乎不固溶於銅，含氧（yǎng）銅凝固時，氧以共晶體的形式析出，分布於銅的晶界上。鑄態含（hán）氧銅中含氧量極低時，隨著（zhe）氧含量的升高依次出現含Cu2O的亞共晶體、共晶體與過共晶體。

氧（yǎng）與其他雜質共存時則影響極為複雜，例如微量氧可氧（yǎng）化高純銅中的痕量雜質Fe、Sn、P等，提高銅的電導率，若雜質含量較多，氧的該作用則不明顯。

氧能部分削弱Sb、Cd對（duì）銅導電性的影響，但不改變As、S、Se、Te、Bi等對銅導（dǎo）電性的影響。

可采用P、Ca、Si、Li、Be、Al、Mg、Zn、Na、Sr、B等作為（wéi）銅的（de）脫氧劑，其中P是最常用的。含P量達（dá）到（dào）0.1%時，雖不影響銅的力學性能，卻（què）嚴重降低銅（tóng）的電導率，對於高（gāo）導銅，磷含量不得大於0.001%。

某些情況下紫銅中特意保留一定量的氧，一方麵它（tā）對銅性能的影響不大（dà），另一方麵Cu2O可（kě）與Bi、Sb、As等雜質起反應，形成高（gāo）熔（róng）點的球狀質點分布於晶粒內，消除（chú）了晶界脆性。

當氧含量為0.016%~0.036%之間時，隨著氧含量增加銅的抗拉強（qiáng）度增加，但（dàn）銅的塑性和疲勞極限（xiàn）會降低，氧含量增加對銅的電導率影響不大。

當氧含量為0.003%~0.008%，鐵含量為0.06%~2.09%之間時，隨著兩種元（yuán）素含量的增加，銅的電導（dǎo）率和伸長率（lǜ）均顯著下降，而抗拉強度和疲勞強度顯著升高。

氧和砷共存時，對銅的力學性（xìng）能無（wú）明顯影響（xiǎng），但顯著降低銅的電導率（lǜ）。

氫

氫在液（yè）固與固態銅中的溶解（jiě）度均隨著溫度的升高而增加。氫在（zài）固態銅中形成間歇固溶體，提高銅的硬度。

含氧銅（tóng）在氫（qīng）氣中退火時（shí），氫可與銅中的Cu2O反應，產生高壓水蒸氣，使銅破裂，俗稱“氫病”。氫病的發生與危害程度與溫度有關。150℃時（shí），因水蒸（zhēng）氣處於凝聚狀態，不引（yǐn）發（fā）氫病，含（hán）氧銅在（zài）氫氣中擱置（zhì）10a也不破裂；200℃時可放置1.5a，在400℃氫（qīng）氣中隻能停放（fàng）70h。以Mg或B脫氧的銅不（bú）發生氫（qīng）病。

硫

硫在室溫銅中的溶解度為零，硫在銅中以Cu2S的（de）彌（mí）散質（zhì）點存在，降低（dī）銅的電導率與熱導率，但極大地降低銅的塑性，顯（xiǎn）著（zhe）改善銅的可切削性能。

硒（xī）

銅中的微量硒以Cu2Se化合物形式存在，硒在固態銅中的溶解度極低，對銅的電導率及熱導（dǎo）率的影響很小，但顯（xiǎn）著降低銅的塑性，並大幅度提高銅的可切（qiē）削性能。

碲

碲在固（gù）態（tài）銅中的溶解度很小，以Cu2Te彌散質點（diǎn）存在，對銅的電導（dǎo）率及熱導率的影響很小，但能（néng）顯著改善（shàn）銅的可切削性能。

含0.06%~0.70%Te的銅在（zài）工業（yè）中獲得了應（yīng）用，並在淬火和加工狀態（tài）下（xià）應用，不要回火，以免Cu2Te沿晶界（jiè）沉澱，使材（cái）料變脆。

微（wēi）量(0.003%)硒和碲(0.0005%~0.0030%)顯著降低（dī）銅的可焊性能。

磷

磷在銅中的最大溶解度（714℃共晶溫度時）為1.75%，室溫時幾乎為零，顯著降低銅的電導率（lǜ）及熱導（dǎo）率，但對鋼的力（lì）學性能與焊接性能有良好的影響。因此，在以（yǐ）磷脫氧的銅（tóng）中，要求有一定量（liàng）的殘留磷。磷能提高銅熔體（tǐ）的流動性。

直接封（fēng）裝電真空用的無氧（yǎng）銅的含磷量最好（hǎo）不大於0.0003%，否則硼（péng）化處理氧化膜易剝落，可引起電子管泄漏。Si、Mg等也有與磷相似的影（yǐng）響。

砷（shēn）

在共（gòng）晶溫度時，砷在銅中的溶（róng）解度可（kě）達6.77%。少量砷可改善含氧銅（tóng）的加工（gōng）性能，對力學性能的影響（xiǎng）很小，顯著提（tí）高銅的再結（jié）晶溫度，降低銅的導電、導熱性能。

As可與銅中的Cu2O起反應形成高熔點的（de）砷酸銅質點（diǎn），消除了晶界上的Cu+Cu2O共晶體，從而提高了銅的塑性。

含0.15%~0.50%砷的銅可用於製造在高（gāo）溫還原氣氛中工作的零部件、發電廠低壓給水加（jiā）熱器。

銻

在共晶溫度645℃時，銻在銅中的溶（róng）解量可達9.5%，並隨著溫度的下降而急速減少。

銻降低銅的抗蝕性、電導率與熱導率。電工銅含Sb量不（bú）得大於0.02%。銻可與含氧銅中（zhōng）的Cu2O反應形成高熔點的球狀質點，分（fèn）布於晶粒內，可消除晶界上的Cu+Cu2O共晶體，提高銅的塑性。

鉍

鉍在銅中的（de）溶解度可忽略不計，即使（shǐ）在（zài）800℃時的溶解度（dù）也（yě）隻不過0.01%。在270℃鉍與銅形成共晶體，其中的（de）鉍呈薄膜分布於晶界，嚴（yán）重降低銅的加工性能。因此，其含量不得（dé）大於0.002%。

Bi對銅的熱導率與電導率的影響不（bú）大，真空開關觸（chù）頭銅可含0.7%~1.0%Bi。因為（wéi）它有高的電導率，並能防止開關粘結，提高其工作期（qī）限與確（què）保（bǎo）運轉安（ān）全（quán）。

鉛

鉛不固溶於銅，呈黑色質點分布於易熔共晶體中（zhōng），存在於（yú）晶界上。

Pb對銅的電導率與熱導率無顯（xiǎn）著影響，還能大幅度提高銅的可切削性（xìng）能（néng）。含1.0%Pb的銅合金用（yòng）於加工高速切（qiē）削零件。

Pb嚴重降低Cu的高溫塑性，即伸長率δ與麵縮率ψ劇烈下降，同時高溫脆性區也隨著銅含量的增加而擴（kuò）大。

鐵

1050℃時，鐵在銅中的（de）溶解度可達3.5%，635℃時的溶解量下降到0.15%。鐵的有益作用（yòng）是：細化銅晶粒，延遲銅的再結晶過程，提高其強度與硬度。

鐵會降低銅的塑性、電導率與熱導率。

如果鐵在銅中呈（chéng）獨立的相，則（zé）銅具有鐵磁性。

含0.45%~4.5%Fe的銅合金（jīn）既有高的強度又有良好的耐熱性、導電性、可焊（hàn）性好與加工成型性，是一類獲得應用的電工材料。

在組裝（zhuāng）某（mǒu）些電子器件時，引線框架需（xū）能承（chéng）受350℃的高溫數分鍾，以及高達500℃的高溫數秒鍾。因此，含鐵的C19400及C19500合金被選為（wéi）引線框架材料，因為它們的電導率、強度與抗氧化（huà）能力好。

銀

在共（gòng）晶溫度780℃時，銀在銅中的溶解度為7.9%，但室溫時（shí）的溶解度僅0.1%左右。盡管如此含0.5%Ag的銅合金在實際生產中仍可能為單一的固（gù）溶體（tǐ）。

銀與可（kě）固溶（róng）Cu的元素（sù）不同，含銀量少時，銅的電導率與熱導率的下降不多（duō），對塑性的影響也甚微，並顯（xiǎn）著提（tí）高銅的再（zài）結晶溫度與蠕變強度。因（yīn）此，含0.03%~0.25%Ag高銅合金成為一類很有實用價值（zhí）的電工材（cái）料，如C11300、C11400、C11500、C11600、C15500等。含（hán）銀的銅帶是一種廣為（wéi）應用的汽車水箱材料。

含Ag的C15500合金（99.75Cu-0.11Ag-0.06P）是一種良好的引線框架材料，既有高的電導率又有（yǒu）相當高的強度與抗軟化能力。

鈹

鈹是銅的有效脫（tuō）氧（yǎng）劑之一，但由於鈹的（de）價格昂（áng）貴又不易添加，故不用作脫氧劑，而作為鈹青銅的主要合金元素。作為雜質存在的微量鈹固溶於銅中（zhōng），對銅的力學性能及工藝性能的影響（xiǎng）甚微，略使銅的電導率與熱導率（lǜ）下降，明顯（xiǎn）提高銅的抗高溫氧化能力。

鋁

作為雜質存在的微量鋁（lǚ）固溶於銅，對銅的力學性能與工藝性能無明顯影響，但降低（dī）銅的電導（dǎo）率、熱導率、釺焊焊性能與鍍錫性能等，提（tí）高銅的抗氧能力。

鎂

在共晶溫度485℃時，鎂在銅中的固溶度為0.61%，並隨著（zhe）溫度（dù）的下降而急劇減少，因而含鎂量高的（2.5%~3.5%）合金（jīn）有沉澱（diàn）硬化作（zuò）用。

實際應用的Cu-Mg合金的鎂含量不（bú）到1%，如含0.3%~1.0%Mg的銅合金用於加（jiā）工導電線材。這些合金無時效作用，隻（zhī）能通過冷加工強化。微量鎂略使銅的電導率下（xià）降，提高銅的抗高溫氧化能力，也對銅有脫氧作用。

鋰、硼、錳、鈣

這些元素對銅都有脫氧作用（yòng）。作為雜質存在的（de）鋰可與銅中的雜質鉍等生（shēng）成高熔點化合物，呈細化彌散（sàn）狀態分布於晶粒內，提高銅的高溫塑（sù）住，微量鋰幾（jǐ）乎不影響銅的電導率與（yǔ）熱（rè）導率（lǜ）。

作為銅脫氧劑而殘存的0.005%~0.015% B能細化銅晶粒，提（tí）高銅的（de）力學性能（néng）與工藝性能。

錳可作為銅的脫氧劑，以錳脫氧的銅中一般含（hán）0.1%~0.3%Mn，固溶於銅，一方（fāng）麵提（tí）高銅的（de）軟化溫度，另一方麵有益於銅的力學性能與工（gōng）藝性能（néng）。

鈣幾乎不固溶於銅，作（zuò）為（wéi）雜質存在的鈣可與雜質Bi等（děng）形成高熔點化（huà）合物，以質點形式均勻地分布於晶粒（lì）內，提高銅的高（gāo）溫塑性。

稀土元素

稀土元素一般幾乎不固（gù）溶於銅，但少量的稀土金（jīn）屬不管是單獨還是混合的形式（shì）加入（rù），都對銅（tóng）的力學性能有益，而對銅的電導率影響又不大。這類元素可與銅中的雜質鉛、鉍等形成高熔（róng）點化合物，呈細小的球形質點均布於晶粒內，細化晶粒，提高鋼的高溫塑性。

向（xiàng）銅中添加0.008%混合稀土即可（kě）顯著改善銅的工藝性能；加入小於0.l%Y時，銅的力（lì）學性能與（yǔ）工藝性能就有所改善（shàn）；含0.01%~0.15% La的銅合金的力學性能、電導率、抗軟化溫（wēn）度均優於Cu-0.15Ag合金，已在工業（yè）中獲得應用。

難熔金屬及其他金屬

鎢、鉬、铌、鈾（yóu）、鈈（bù）等元素幾（jǐ）乎不固溶於銅，鈦、鋯、鉻、鈷等元素少量固溶於（yú）銅，但它們都不同程度地細化銅晶粒，提高其再結晶溫度，中（zhōng）和（hé）一（yī）些（xiē）易熔（róng）雜（zá）質的有害作用，對（duì）改善高溫塑性有益。

含（hán）少量鋯（Cl5000、C15100、C18100)）、鈷（gǔ）（C17110、C17500）、鉻（C18400、C18200、C18500）的銅合金已在工業上獲得應用，成為良好的電（diàn）工材料。

黃銅

鐵

鐵（tiě）在固態銅中的熔解極微，呈富鐵相質點（diǎn）分布於α基體中，有細化晶粒作用。H60黃銅添加0.3%~0.6%Fe，有（yǒu）較強的晶粒細化（huà）作用，但抗磁銅材（cái）的含鐵量應小於0.3%。

雜質鐵對黃銅的力學性（xìng）能無明顯影響。

鉛和鉍

鉛和鉍對（duì）於（yú）一（yī）般黃銅中是有害雜質，鉍的危害（hài）比鉛（qiān）的大（dà）。

鉛呈顆（kē）粒狀存在於晶界上的易熔共晶體中，α黃銅（tóng）的含鉛量若大（dà）於0.03%會出現熱脆（cuì）性，對冷加工性能無明顯影響（xiǎng）。鉛對雙相黃銅的加工性能（néng）無大的影響，其允許含量可稍高一些。

鉍在黃銅中呈連續的脆性薄膜分布於晶界上，使黃銅在冷（lěng）、熱加工時發脆。

含鉛、鉍量超過允許限度的冷軋黃銅在退（tuì）火過程中若加熱速度過快（kuài），會產生“火（huǒ）裂”即突然爆裂。

含鉛、鉍的黃銅添加少量鋯（gào）之類的元素，使它們形成高熔點化合物（wù），可（kě）消除它們的危害。

銻

銻在銅中的（de）溶解度隨著溫度的下降而急劇減小，在其含量（liàng）還不到0.1%時，就會形成Cu2Sb，呈網狀分布於晶界，使黃銅的（de）冷加工性能大幅度下降。

銻還使銅合金產生熱脆性。

黃銅添加微量鋰可形成高熔（róng）點化合（hé）物Li3Sb，呈細小（xiǎo）顆粒均布於晶粒內，從而消除銻（tī）的（de）不利影響。

由於銻在高溫（wēn）下在銅中的熔解度較大，因而固（gù）溶處理可提高（gāo）含銻黃銅的冷加工性能。

磷

磷在α銅（tóng）中的固溶度很小，少量磷有晶粒細化（huà）作（zuò）用，提高黃銅的力學（xué）性能。黃銅中磷含量大於0.05%時，就會形成脆相的（de）Cu3P，降低黃銅的（de）加工性能。

磷顯著提高黃銅的（de）再結晶溫度，使再（zài）結晶晶粒粗（cū）細不均勻。

砷

砷在室溫黃銅中的溶解度小於0.01%，含量較大時則（zé）形（xíng）成脆相化合物Cu3As，分布於晶界，降低黃銅的加工性能。含0.02%~0.05%As的黃銅的抗腐蝕性能（néng）能得到提高，不會產生脫鋅現象（xiàng）。

青銅

錫青銅

磷

錫青（qīng）銅的磷含（hán）量一（yī）般不超過0.45%。當磷含量大於0.5%時在637℃左右會發生共晶-包晶反應L+α?β+Cu3P，引（yǐn）起熱脆。合金的磷含量大於0.3%時，組織中會出（chū）現銅與銅的磷化物（Cu3P）組成的共晶體。

磷是銅合金的有效脫氧劑，提高錫青銅的流動性。缺點是加大鑄錠的逆偏析。

材料冷加工前的（de）晶粒尺寸和加工後的低（dī）溫退火（180~300℃）對（duì）錫-磷青銅的力學性能有較大的影響。晶粒細小時，材料的強度、硬度、彈性模（mó）量、疲勞強度都比粗晶粒材料高，但塑性卻稍低一些。

冷加工錫-磷青銅在200~260℃退火1~2h後，其強度、塑性、彈（dàn）性極限與彈性模量均有（yǒu）所提高，還能改善彈性穩定性。

鋅

鋅是錫（xī）青銅的合金元（yuán）素之一，鋅在錫青銅α固溶體中的溶（róng）解度大（dà）。因此Cu-Sn-Zn加工青銅為單相α固溶體，Zn提高合金（jīn）的流（liú）動性、縮小結晶溫度區間，減輕逆偏析，而（ér）對其組織與（yǔ）性能無大的影響。

Zn在加工錫青銅中的含量一（yī）般不（bú）大於5%。

鉛

Pb在錫青銅中的含量不（bú）超過5%，它不固溶於α相，以遊（yóu）離（lí）狀態存在，呈黑色質點分布於枝（zhī）晶之（zhī）間，但分布不均勻。

Pb可降低錫青銅（tóng）的摩擦係數，改善耐磨性能，提高可切削性能，但略使合金的（de）力學性能（néng）下（xià）降。

鐵

Fe是錫青銅的雜質，其最大含量為0.05%，有細化晶粒、延緩再結晶過程（chéng），提高（gāo）強度與硬度作用。但含量不（bú）得超過極限值，否則（zé）會形成過多的富鐵相，降低（dī）合金的抗蝕性與（yǔ）工（gōng）藝性能。

錳

Mn是（shì）錫青銅的有害雜質之一（yī），對其含量（liàng）應嚴（yán）加控製，不得大於0.002%。

錳易氧化生（shēng）成（chéng）氧（yǎng）化物，降低合金（jīn）熔體流動性，而在凝固後又分布（bù）於晶界上，削弱晶（jīng）間結合，使強度下降。

鈦

Ti可與Sn形成化合物TiSn，固溶於（yú）銅，有沉澱強化作用，並能提高加（jiā）工錫青銅（tóng）退火後的（de）硬度和軟化溫度。含0.20%~0.75%Ti與、5%Sn的青銅（tóng）合金，在（zài）800℃固溶（róng）處理1h，淬火後（hòu）在450℃時（shí）效1h可達到峰值硬度。

鈹

Be可與Sn形成金屬間化合物，使合金的強（qiáng）度升高。

Cu-4.5%Sn-1.0%Be青銅淬火後在325℃時效具（jù）有最大硬度值。

鋁與鎂

鋁在Sn青（qīng）銅中的含（hán）量不宜大於（yú）0.002%，Mg的含量也應嚴加控製，因為它們的氧化物會使合金的強度下降及熔（róng）體流動（dòng）性降低。而國外（wài）已開（kāi）發出一（yī）些含Al及含Mg的錫青銅，不但有高的強（qiáng）度，而且抗蝕性也好，如Cu-5Sn-7Al合金有高的抗蝕性與強度，又如（rú）Cu-5Sn-lMg錫青銅在時（shí）效處理後的強度可達900 MPa、30 HRC，電導率為30%~35% IACS，可用於製造具有高的強度、較高的抗蝕性、電導率好的元器件。

矽

Si 是錫青銅的有（yǒu）害雜（zá）質之一，微量Si可（kě）國溶於α相中，對合金（jīn）的（de）力學性能有益，但（dàn）在高（gāo）溫下（xià）易（yì）形成SiO2，會使熔體流動性（xìng）下降。若殘留於鑄（zhù）錠中，又有損於其強度。Si的最大含量為0.002%。

銻與鉍

銻與鉍都是錫青（qīng）銅的有害雜質元素，其允許最大含量為（wéi）0.002%。它們都不固（gù）溶於α相。

鋯、铌、硼

三種元素幾乎不固溶於α相（xiàng）中，微量（liàng）Zr、Nb、B有晶粒細化作用。因此對錫青銅的力（lì）學性能與壓力加工性能有益。

鋁青銅

鐵

少量Fe可固溶於Cu-Al合（hé）金的α固溶體中， 若過量則會形成針狀FeAl3，使合金的（de）力學性能與抗蝕性降低。因（yīn）此，合（hé）金中的Fe含量不應超（chāo）過5%。

若合金中的Ni、Mn、Al 含量增多，會進一步降低Fe在（zài）固溶體中的（de）溶解度。鐵可使鋁青銅中的原子擴散速度減慢，增加β相穩（wěn）定性，因而能抑製引起合金變脆的“自退火”現象（xiàng），使合金的（de）脆性大大下降。

適量鐵能細化鋁青銅鑄（zhù）造與再結晶晶粒，提高力學性能（néng），加0.5%~1.0%Fe就有明顯的細化晶粒效果。

鎳

鎳在Cu-Al合金中有一定的（de）固溶度，當Ni含量超過最大固溶度時會有K相NiAl相形成。Ni一方麵提高鋁青（qīng）銅的共析轉變溫度，另一（yī）方麵又（yòu）使共析點成分向升溫方向移動，還能改變（biàn）α相的形態。Ni含量低時，α相呈針狀，鎳含量達3%時轉變為片狀。

在Cu-Al-Ni合金中添（tiān）加Mn，β相發生共析轉變時有形成粒狀組（zǔ）織的傾（qīng）向。

Ni能顯著提高鋁青銅的強度、硬度、熱穩定（dìng）性與抗蝕（shí）性，含有一定量Ni的的Cu-Al-Ni-Fe合金在熱（rè）加工後不需要再固溶處理與淬火，即可直接時效。

鋁青銅中同時（shí）添加Ni和Fe，可獲得更佳（jiā）的綜合性能。在Cu-A1-Ni-Fe合金中，κ相（xiàng）的析（xī）出形態對其力（lì）學性能（néng）的影響甚（shèn）大。

Ni與Fe的最佳含量比為0.9~1.1。

錳

Mn在（zài）Cu-Al合金α固溶（róng）體中有較大的溶解度，卻又降低鋁在α中的固（gù）溶度。錳對β相（xiàng）分解起穩定作用，降低相變開（kāi）始溫度，推遲共析轉變。

鋁青銅中（zhōng）的含Mn量不超過最大溶解度極限，對合金的力學性能與抗蝕性有益（yì），它們有良好的加工成形性能。

含0.3%~0.5%Mn的二（èr）元鋁青銅有相當好的熱（rè）加工（gōng）性能，熱軋時的開（kāi）裂傾向顯著減少。

含（hán）Mn的鋁青銅添加一定量Fe，合金的性（xìng）能得到進一步攻善，因為Fe能細化晶粒，不過鐵會減弱Mn對（duì）β相的穩定作用。

錫與鉻

鋁青銅添加≤0.2%Sn，能提（tí）高合金在蒸汽和微酸性氣氛中抵抗應力腐蝕開裂的（de）能力。

鉻可提高二元Cu-Al合（hé）金的力（lì）學性能，抑製合金退火時的晶粒長大，提高退火材料的（de）硬度。

鋅與矽

鋅在Cu-Al合金α中有限溶解，擴（kuò）大α相區。但Zn會減少Cu-Al-Ni-Fe合金的富鐵相質點，使耐磨性下降。加工鋁青銅的雜質鋅的最大含量為（wéi）1.0%。

矽是鋁（lǚ）青銅的雜質，其含量不（bú）得（dé）越過0.2%，對大多數鋁青銅不得大於0.1%，否則會（huì）降低合金的力學性能與工藝性能，但（dàn）能改善合金的可切削性能。

磷、硫、砷、銻、鉍

以上元素均為鋁青（qīng）銅的有害雜質（zhì），降（jiàng）低合金的力學性能（néng）、工藝性能及其他性能，須嚴格控製在標準範圍內。

矽青銅

錳

適量Mn對矽青銅的力學性（xìng）能、抗蝕性能與工藝性能有益。含量小於（yú）3%Si、1%Mn的合金在高（gāo）溫下（xià）為單一的α固溶體（tǐ），當冷卻到450℃以（yǐ）下時，會（huì）析出脆性相Mn2Si，但幾乎無強化效（xiào）果（guǒ）。

合金的（de）Si含量越（yuè）高，沉澱的Mn2Si也越（yuè）多，發生自裂傾向也越（yuè）大。把矽含量控製在3%以下（xià）對材料（liào）進行低溫（wēn）退火可消除自裂現象。

鎳

含Ni的矽青銅有良好的力學性能、抗蝕性和導電（diàn）性。

Ni與Si可形成化合物Ni2Si，Ni在共晶溫度1025℃在α固溶體中（zhōng）的固溶度溶度（dù）可達9%，而室（shì）溫時的（de）固溶（róng）度幾乎為零。因（yīn）此，當合金中的Ni、Si含量比為4:1時（shí），可全部形成Ni2Si，有較強的時效硬化作（zuò）用，使合金具有（yǒu）良好的綜合性能。

合金中的Ni/Si比（bǐ）值小於4時，雖有高的強度與硬度，但其電導率與塑性會降低，不（bú）利於壓力加工。Cu-Si-Ni合金添加少量（0.1%~0.4%）Mn，可（kě）改善合金的性能，因為Mn既有脫氧作用（yòng）又有固溶強（qiáng）化效果。

鉻

Cr與Ni的作用相似，能形成固溶於α的矽化鉻，但沒有時效硬化效果，是矽（guī）青（qīng）銅的有害雜（zá）質之一。

鈷

鈷與矽可形成能固溶於α中的Co2Si，並且其溶解度隨著溫（wēn）度的下降而減少，有一定的（de）時效強化效果。淬火溫度為1000~1050℃，時效溫度500~550℃。含少量鈷的合金已得到應用。如C66400等。

鋅

鋅可較多地固溶於Cu-Si合金的α中，提高合金的強度（dù）與（yǔ）硬度，縮小合金的凝固溫（wēn）度（dù）範圍，提（tí）高合金的流動性，改善其鑄造性能。Cu-3.5Si-3Zn-1.5Fe青銅用於製造高溫軸套。

鐵

雖然Fe在α固溶體中的溶解（jiě）度隨著溫度的（de）降低而顯著減少，室溫溶解度幾乎為零。時效強化效果甚微。Cu-Si合金中的（de）Fe含（hán）量不得大於0.3%。否則形成（chéng）單獨的相，大大降低合金的（de）抗蝕性。

鈦

Ti對矽青（qīng）銅有晶粒細化（huà）效果，並能增（zēng）強Cu-Si合金的時效硬化效（xiào）果，提高材（cái）料的強度與（yǔ）硬度。

鉛、鋁、鉍、砷、銻、硫、磷

以上元素（sù）都（dōu）是矽青銅中的有（yǒu）害雜質（zhì），須嚴加控製。

Pb雖提高合金的抗磨（mó）性和可切（qiē）削性能，但會引起熱裂。

鋁對矽青（qīng）銅的強度和硬度有益，但使焊接性能變差。

錳青銅

加工錳青銅為Cu-Mn二元合金，有相當高（gāo）的力學性能，抗腐蝕、耐熱、可進行冷、熱壓（yā）力加工，多用於製造在高溫下（xià）工作（zuò）的（de）零件。

Mn可大量固（gù）溶於銅，有較高的固溶強化（huà）作用（yòng），Mn能提高銅的再結晶溫度（150~200℃）。含16.3 at.%Mn的銅合金在400℃形成麵心（xīn）立方晶（jīng）格的有（yǒu）序相（xiàng）Cu5Mn。含25.0 at.%Mn的銅（tóng）合金於450℃形成麵心立（lì）方晶格的有（yǒu）序相Cu3Mn。

Mn提高合金的硬（yìng）度與強度，伸長率（lǜ）開始階段隨Mn含量的提高而上升，於4%~5%Mn時達到最大值（zhí），然（rán）而後下降，但變化不大。

鋅

Zn在Cu-Mn合金中的固溶度很大，有一定的（de）固溶強化作用。

鎳

Ni可固溶於Cu-Mn合金的α固溶體（tǐ）中，有固溶強化作用，同（tóng）時提高合金的抗蝕性。Cu-20Mn-20Ni合金是一種時效硬化型銅合金，其硬（yìng）狀態材料的力學性能為抗拉強度（dù）1200MPa~1300MPa，屈服強度1150MPa~1250MPa，伸長率1%~4%，維（wéi）氏硬度370~410，彈性（xìng）模量157GPa。

錫

Sn是錳（měng）青銅中的雜質元（yuán）素之一（yī），其最大含量為0.1%，溶於Cu-Mn固溶體α中，Sn擴大錳青銅的（de）凝固溫度範圍。

鋁、砷、矽、銻、鉛、磷、硫、鐵、鉍（bì）

以上元素都是錳青銅的（de）雜質，含量應控製在標準（zhǔn）規定（dìng）的範圍，含2%Al的56Cu-42Mn合金是一（yī）種可熱處理強化（huà）的合金，經固溶處理與時效後，其強度幾乎與結構鋼相當，並且與很強的吸震能力，比灰鑄鐵的還高30%左右，是一種既可（kě）以壓力加工又可（kě）以鑄造的合金，還有（yǒu）良好的可焊性，已用於（yú）製造墊片、齒輪、鋸片之類的（de）消震零件。

鉻青銅及鎘青銅

Cr及Cd均可與銅形成固（gù）溶體，而且其固溶度隨著溫度的下（xià）降而顯著減少，因此它們都（dōu）有（yǒu）沉（chén）澱硬化作用。這兩類青銅由高的強度和硬度，抗磨、耐熱、電導率與熱導率高，加（jiā）工成（chéng）型性能（néng）好，是製（zhì）造導電（diàn）、耐（nài）磨零件的優選材料。

鎘是一種對人體有害的元素，在熔煉時應注（zhù）意防護其蒸氣對人的危害。鎘（gé）含量低的（de）Cu-Cd合（hé）金時效（xiào）硬化（huà）效果很小，沒有實際生產意義。

鋁及鎂

Al與Mg可作為鉻青銅的合金元素，它們可在Cu-Cr合金表麵形成一層（céng）薄而致密的與基體金屬結合牢靠的氧化物膜，提高合金的高（gāo）溫抗氧化性能與耐熱性。不過Al及Mg在合金中的（de）含量通常各不（bú）大於0.3%。

錫及鈦

鉻青銅中添加一定量的Sn和Ti，可形成有時效硬化作用的TiSn金屬間化合物，對合金強度、硬度和耐熱（rè）性有益。含0.3%~0.5%Cr、0.15%~0.25%Sn、0.05%~0.12%Ti是一種可在250℃下長期使用的導電材料。

鋯

Cr與Zr形（xíng）成固溶於Cu的（de）化合物Cr2Zr，而（ér）且（qiě）其溶解度隨著溫度的降低（dī）而（ér）明顯減少（shǎo），使合金的（de）強度、硬度（dù）、耐熱性有所提高，同時對合金電導率的影響很小。

鉿

鉿在這類青銅中的（de）作用與Zr相似，可與Cu 形成有一定（dìng）時效（xiào）強化作用的銅鉿化合物。Cu-0.6Cr合金在時效後的強度隨鉿含量的上升而提高，但其電導率則隨（suí）鉿含量的增加而下降。含0.6%Cr與0.2%~0.6%Hf的青銅於400~450℃時效3~20h後（hòu），既有高（gāo）的力學性（xìng）能又有良好的電導（dǎo）率，其抗拉強度≥600 MPa，電導率達（dá）80% IACS。

鋅（xīn）與（yǔ）銀

鋅可溶於鉻青銅的α固溶（róng）體中，能提（tí）高合金的強度性能，而對其電導率的影響不（bú）大。鉻青銅添加約0.2%Ag，一方麵能顯著提高合金的軟化溫度，另一方（fāng）麵（miàn）又不降低合金的電導率（lǜ）。

鉻

鉻是（shì）鎘青（qīng）銅的（de）一種（zhǒng）有益的微量元（yuán）素，少量鉻（0.35%~0.65%）對其時效強化效果有較（jiào）明顯的有益影響（xiǎng）。

鐵、鉛、鉍、砷、磷

以上（shàng）元素都是（shì）這兩類青銅的有害雜質，應嚴加控製，不得（dé）超過標準的最大（dà）值。

鋯青銅

在共晶溫度966℃時，鋯在銅中的極限溶解度（dù）隻有0.15%，但隨（suí）著溫度的下降而急劇減少。因此鋯青銅有時效強化作用，強化相為β(Cu5Zr或Cu3Zr)。鋯青銅（tóng）有高的（de）導電性、導熱性與耐熱性，並有良好的抗蠕變性能。在400℃以下，鋯青銅的強度雖與鋯青銅的相（xiàng）當，但前者電導率與塑性卻比後者高。

鋯（gào）顯著提高銅合金的再結晶溫度，其效果比其它元素的都大。

在含（hán）有少量Cr的（de）鋯青（qīng）銅中，會出現可（kě）固溶於α相中的化合物Cr2Zr，在高溫下為密集六方晶格，低溫（wēn）時為麵心立方晶格。Cu-0.3Zr-0.34Cr合金有較明顯的時效強化作用，因為它含有（yǒu）約0.64%Cr2Zr。Cu-Zr-Cr合金因Zr、Cr含量的不同，而從固（gù）溶體中單獨（dú）析出Cr2Zr或同時析出β相與Cr2Zr，起合金強化作用。

砷可與Zr形成Zr-As化合物。

As可把（bǎ）Cu-Zr合金的共晶溫度提高到1000~1020℃，增加鋯（gào）在該溫度的溶解度而降低它在低溫下的溶解度，細化鉛青銅的晶粒，抑製合金在加熱時的晶粒長大。

銻、錫、鉛、硫、鐵、鉍、鎳等元素都是鋯（gào）青銅的有害雜質，不得超出（chū）標準規定的極限值。

鈹青銅

加工鈹青銅的正常鈹（pí）含（hán）量（liàng）為0.20%~2.00%，一（yī）般還0.2%~2.7%Co或小於2.2%Ni。鈹青銅又分為兩類：①高強度（dù）合金，如C17200、C17000；②高導（dǎo）性合金，其鈹含量（liàng）較低，通常不大於0.7%，如C17500、C17510、C17410。鈹含（hán）量接近12 at.%的高（gāo）強（qiáng）度合金呈金黃色（sè），而鈹含量較低的高導鈹青銅為（wéi）淡紅色或珊珊金黃色。

鎳和鈷

鎳和鈷是鈹青銅的（de）合金化元素， Ni與Be可形成有序體心立方晶格的（de）化合物NiBe，NiBe硬度高達610 MPa。NiBe可溶於α固溶體，在共溫度（dù）1030℃的最大（dà）溶解度為3.25%（0.42%Be、2.83%Ni），NiBe的溶解（jiě）度隨著溫度的下降而顯著減少，故此類合金有明顯的時效硬化（huà）效果。

Cu-Be合金中（zhōng）加人0.2%~0.5%Ni能（néng）延緩再結晶過程、阻礙（ài）晶粒長大、大大（dà）減（jiǎn）慢冷卻時的相變過（guò）程、抑製時效時的晶界反應，因此少量Ni能進一步提（tí）高（gāo）鈹青銅（tóng）在時效後（hòu）的力學（xué）性能。

不過工業（yè）鈹青銅（tóng）含有少量Ni時會出現硬而脆的γ1相，降低合金的疲勞強度、彈性滯後（hòu）和彈性穩定性（xìng）。因此，既要控（kòng）製γ1相的數（shù）量又要控製其分布形態。

高電導率鍍青銅常（cháng）含（hán）有一定的Co。它可與形成化合物CoBe及Co5Be21。CoBe屬於（yú）體心立方晶格，其（qí）顯微硬度高達443 MPa。CoBe在（zài）α固溶體中的固溶量隨著溫度的下降而減少，在共晶溫度1011℃的最大溶解度為2.7%，因而當（dāng）合金含有一定量Co，可通過固溶與時效處理提高鍍（dù）青銅的強度性能。

少（shǎo）量（liàng）Co（0.2%~0.5%）能阻礙鈹青（qīng）銅在加熱過程中的晶（jīng）粒長大、延緩固（gù）溶體分解、抑製晶界反（fǎn）應、避免晶（jīng）界（jiè）附（fù）近（jìn）由於過時效而形成的（de）組織不均勻（yún）性，從而提高合金的沉澱（diàn）硬化效果（guǒ）。

鈦

鈦可與鈹形成（chéng）固（gù）溶於（yú）α固溶體的金屬化合（hé）物TiBe2，在共晶溫度825℃時的最大固溶度為3.7%，溫度下降時，其固溶度會急劇減少，因而TiBe2有沉澱硬化作用。含少量Ti的Cu-Be-Ni合金中有時會（huì）出現富鈦的化合（hé）物，如果呈條（tiáo）狀分布，會使合（hé）金在加（jiā）工過（guò）程中出現層狀開裂。

含少量Ni的Cu-Be合金添加0.10%~0.25%Ti可（kě）使其硬脆γ1相的量減到最低限度，使合金組織均勻，一方麵能改善合金的加工性能與提高疲勞強（qiáng）度，另一方麵使時效後的材料有好的彈性（xìng）穩定性和低的（de）彈性滯後；少量鈦（tài）既能細化鑄錠的晶粒又能細化退火材料的晶粒，降低鈹的（de）擴散速度（dù），減弱晶界反應，阻礙脫溶相優先在（zài）晶界沉澱，使合金沉澱相分布均勻，提（tí）高材料的（de）力學性能。

鎂

鎂降低（dī）鈹在固態（tài）銅中的溶解度。含2%Be的鍍青銅添加（jiā）0.2%~0.5%Mg，在合金晶界上會出現低熔點共晶體Cu2Mg+Cu，其熔點約730℃，使材料在熱加工過程中易開裂。向QBe1.9和QBe2合金添加0.02%~0.15%Mg，不但能細化（huà）晶粒，而且會使γ1相質點（diǎn）既細小又（yòu）均勻地分布，提高材料（liào）的力（lì）學性能及其穩（wěn）定（dìng）性。

少量鎂對鈹青銅的可焊性與抗（kàng）蝕性無影響。

鐵

一般鈹青（qīng）銅的含Fe量（liàng）應小於0.1%。鐵含量（liàng）過多，不但會形（xíng）成含鐵的相，增加合金的組織不均勻，降低其抗蝕性，而且會減少Be在α固溶體中的（de）過飽（bǎo）和度，即降低合金的沉澱硬（yìng）化效果。

鐵（tiě）能細化（huà）晶（jīng）粒，而且固溶的（de）Fe能延遲過飽和固溶體分解與抑製晶界反應。

錫

少量錫能固溶於鈹青銅的α固溶體，延遲過飽和固溶體分解，顯（xiǎn）著抑製晶界的不連續沉澱，防止過時效（xiào），故可用錫代替部分鈹，例如含1.30%Be、0.25%Co、3%Sn、1.0%Zn的銅合（hé）金的力學性能與QBe 2青銅的相當，且有（yǒu）很高的可切削性能。

錳

錳可與鈹形成（chéng）溶於α固熔體中的化合物MnBe2，在共晶溫度782℃時的最大溶解度為7.3%，而且會隨著溫度的下降而顯著減（jiǎn）小，因而合（hé）金有明顯沉澱硬化（huà）效果。Mn對含（hán）Be量高的鈹青銅的力學性能沒（méi）有顯著（zhe）影響，但對含Be量低的（de）合金卻（què）有積極的作（zuò）用。

銀

含0.25%~0.50%Be、1.1%~1.7%Co的（de）鈹青（qīng）銅（tóng）加入0.9%~1.1%Ag，既能提高（gāo）合金時效後（hòu）的室溫強度，又（yòu）使合金（jīn）保持（chí）有高的電導率（50%~55%）。這種合金是製造焊接電極的良好材料。

矽

合金中同時含有Co與Si時，可形（xíng）成CoSi、Co2Si、Co3Si5以及CoSi2等化合物（wù），提高合金的強度。矽（guī）含量足夠（gòu）大時，可與鈹形成又硬、又脆的共晶體，使材料的韌性大幅度下降。

鋁

少量（0.4%~0.8%）鋁略使Cu-2%Be合金的（de）力學性能上升。

磷

磷促使Cu-Be合金晶粒在加熱過程中長（zhǎng）大，加速（sù）固溶體分解，生成分布於晶界的易熔（róng）物，降低合（hé）金的熱硬（yìng）性，提高其可切削加工性能。

砷

鈹青銅（tóng）中添加0.1%~0.2%As促進其晶界反應和過時效軟化過程。

鉛

鈹青銅添加0.2%~0.3%Pb，通常（cháng）可顯著提高其（qí）可切削性能，如C17300合金。另外，含1.8%~2.0%Be、0.20%~0.25%Pb的鈹青銅是製（zhì）造（zào）手（shǒu）表齒（chǐ）輪的良好材料。Pb加速鈹青銅的晶界反應，促進軟（ruǎn）化。

白銅

Cu與Ni形（xíng）成無限固溶（róng）的連續固溶體，麵心立方晶格，溫度低（dī）於322℃時，存在一個亞穩分解的相當寬的成分-溫度區域，向Cu-Ni合金添加第三元素諸如Fe、Cr、Sn、Ti、Co、Si、Al等，可改變亞穩分解的成分-溫度區域範圍和位置。同時（shí）也可改善合金的某些性能。白銅除是良好的結構材料（liào）外，還是一類重要的高電阻和熱電偶合金。

鋅

鋅（xīn）在Cu-Ni固溶（róng）體中的溶解度相當大（dà），有較大的固（gù）溶作（zuò）用。

當Ni含量一定時（shí），提高合金的鋅含量會（huì）增強合金抗（kàng）大（dà）氣腐蝕的能力。

一般（bān）鋅白銅含5%~18%Ni和43%~72%Cu，其餘為Zn，其抗蝕性、彈性與強度均（jun1）高（gāo）。

鐵

Fe在Cu-Ni合金中的固溶度較小，950℃時可固溶1.8%。300℃時則劇降到0.1%。鐵可提高Cu-Ni合金的在（zài）抗蝕性與力學（xué）性能，特別能大幅度提（tí）高Cu-Ni合金抗海水衝擊（jī）腐蝕的（de）能力。一般Cu-Ni-Fe合金的Fe含量不大於2%，否（fǒu）則合金有應力腐（fǔ）蝕開裂（liè）傾向，若超過1%則（zé）腐蝕加劇。

鋁

Al在Cu-Ni合金（jīn）中的固溶度較低，並隨著溫度的（de）下降而減小。

Cu-Ni-Al合金中會產生Ni3Al化合物（wù），有明顯的沉（chén）澱硬化作用（yòng），提高合金的強度和硬度。

鋁顯著提高白銅的強（qiáng）度與抗蝕性。但材料的冷成（chéng）形（xíng）性下降（jiàng）。合金的Ni/Al比為8~10時，具有最佳（jiā）的綜合性能。

錳

白銅中的錳含（hán）量一般不超過14%。

在Cu-Ni-Mn合（hé）金中（zhōng）可形成MnNi化合物，具有沉澱硬化作用，Mn提高合金的強度、抗蝕性與彈性，還能提高Cu-Ni合金抗湍流（liú）衝擊腐蝕的能力（lì），不過會（huì）略（luè）使B19合金的抗應力腐（fǔ）蝕開裂的能力下降，但比Al、Si、Sn、Cr、Be等元素（sù）的（de）影響小。

Mn能消除Cu-Ni合金中過量碳的不良影響，改善其工藝性（xìng）能。Cu-Ni-Zn合（hé）金添加（jiā）少量Mn，也有一定的有益作用。

錫、鈹、鈦、矽、碳、鉻（gè）、鋯、碳、硼

以上元素及S、P、As、Sb、Bi等都是白銅的雜質元素，應控製在標準規定範圍（wéi）之（zhī）內。