导图社区 铜及铜合金
- 301
- 4
- 0
- 举报
铜及铜合金
#材料知识整理#个人整理的关于材料知识学习中，初步整理了铜及铜合金的知识，希望能对相关人员有帮助。
编辑于2023-07-20 10:35:35- 相似推荐
- 大纲
铜及铜合金
材料与成形技术基础
纯铜
纯铜又称为紫铜（颜色紫红），主成分为铜加银，含量为99.5～99.95%，密度为8.96g/cm³、熔点为1083℃，具有面心立方晶格，无同素异晶转变。纯铜有很好的导电性和导热性，高的化学稳定性，抗大气和水的腐蚀性强，并且是抗磁性金属。塑性好(A=50%)，但强度较低(Rm=230-250MPa)，硬度很低(40~50HBW)，不能热处理强化，只能通过冷加工变形强化。
纯铜中的主要杂质有铅，铋、氧、硫和磷等，它们对纯铜的性能影响极大，不仅可使其导电性能降低，而且还会使其在冷、热加工中发生冷脆和热脆现象。因此，必须控制纯铜中的杂质含量。
工业纯铜的代号用T(“铜”的汉语拼音字首)及顺序号表示，共有 T1、T2、T3 三个代号、其后的数宇越大，纯度越低。
T1、T2、T3是含氧铜，在含氢的还原介质中易产生氢脆，俗称"氢病"，故不宜在高温（>370℃）还原介质中进行加工（退火、焊接等）和使用。在低温（至-250℃）下，无论冷作硬化状态或退火状态的纯铜，其强度均有提高。
纯铜主要用作导线、电缆、传热体、铜管、垫片、防磁器械等。
黄铜
黄铜是以锌为主要合金元素的铜合金。按其化学成分不同分为普通黄铜和特殊黄铜;按生产方法的不同，分为加工黄铜和铸造黄铜。
1.普通黄铜
铜和锌组成的二元合金称为普通黄铜。锌加入铜中提高了合金的强度、硬度和塑性，并改善了铸造性能。普通黄铜的组织和力学性能与含锌量的关系如图6-5所示。由图可见，在平衡状态下，Wzn<33%时，锌可全部溶于铜中形成单相α固溶体，随着锌含量增加黄铜强度提高，塑性得到改善，适于冷加工变形;当Wzn=33%~45%时，Zn的含量超过它在铜中的溶解度，合金中除形成α固溶体外，还产生少量硬而脆的CuZn化合物，随Zn含量的增加，黄铜的强度继续提高，但塑性开始下降，不宜进行冷变形加工;当Wzn>45%，黄铜的组织全部为脆性相Cuzn，合金强度、塑性急剧下降，脆性很大，所以工业黄铜中锌的质量分数一般不超过47%，经退火后可获得全部是α固溶体的单相黄铜 (w<33%时)，或是(α+CuZn)组织的双相黄铜 (Wzn≥33%时)。
黄铜的耐蚀性良好，但由于锌电极电位远低于铜，所以黄铜在中性盐类水溶液中也极易发生电化学腐蚀，产生脱锌现象，加速腐蚀。防止脱锌可加人微量的砷。此外，经冷加工的黄铜制件存在残留应力，在潮湿大气或海水中，特别是在有氨的介质中易发生应力腐蚀开裂(季裂)，防止方法是进行去应力退火。
加工普通黄铜的牌号用“H”(“黄”的汉语拼音字首) 加数字表示，数字代表铜的平均质量分数 (%)，例如 H68 表示 Wcu=68%，其余为锌的普通黄铜。
典型的加工普通黄铜有H68、H62。H68 为单相黄铜，强度较高，冷、热变形能力好，适于用冲压和深冲法加工各种形状复杂的工件，如弹壳等;H62 为双相黄铜，强度较高，有一定的耐蚀性，适宜于热变形加工，广泛用于热轧、热压零件。
铸造黄铜的牌号依次由“Z”(“铸”的汉语拼音字首)，铜、合金元素符号及该元素含量的百分数组成。如 ZCuZn38 为 Wzn =38%，其余为铜的铸造合金。铸造黄铜的熔点低于纯铜，铸造性能好，且组织致密。主要用于制作一般结构件和耐蚀件。
2.特殊黄铜
为了改善黄铜的耐蚀性、力学性能和切削加工性，在普通黄铜的基础上加入其他元素即可形成特殊黄铜，常用的有锡黄铜、锰黄铜、硅黄铜和铅黄铜等。合金元素加入黄铜后，除强化作用外，锡、锰、铝、硅、镍等还可以提高耐蚀性及减少黄铜应力腐蚀破裂倾向;硅、铅可提高耐磨性，并分别改善铸造和切削加工性。特殊黄铜也分为压力加工用和铸造用两种，前者合金元素的加人量较少，使之能溶人固溶体中，以保证有足够的变形能力。后者因不要求有很高的塑性，为了提高强度和铸造性能，可加人较多的合金元素。
加工特殊黄铜的牌号依次由“H”(“黄”的汉语拼音字首)、主加合金元素、铜的质量分数(%)、合金元素的质量分数(%) 组成。例如，HMn58-2 表示Wcu=58%、WMn =2%，其余为锌的锰黄铜。铸造特殊黄铜的牌号依次由“Z”(“铸”的汉语拼音字首)、铜、合金元素符号及该元素含量的百分数组成。例如，ZCuZn31A12 表示Wzn=31%、WAl =2%，其余为铜的铸造黄铜。
概要
青铜
青铜原先是指人类最早应用的一种锡合金。现在工业上将除黄铜和白铜 (铜-合金)之外的铜合金均称为青铜。含锡的青铜称为锡青铜，不含锡的青铜称为特殊青铜或无锡青铜。常用青铜有锡青铜、铝青铜、铅青铜等。按生产方式，可分为加工青铜和铸造青铜两类。
青铜的代号依次由“Q” (“青”的汉语拼音字首)、主加合金元素符号及质量分数(%)、其他合金元素质量分数 (%) 构成，例如 OSn4-3 表示 ws =40%、其合金元素”z=3%、其余为铜的锡青。如果是铸造青铜代号之前加“Z” (“铸”的汉语拼音字首)，如ZCuA110Fe3代表wn =10%、wr。=3%，其余为铜的铸造铝青铜。
1.锡青铜
锡青铜是以锡为主加元素的铜合金。锡在铜中可形成固溶体，也可形成金属化合物。因此，锡的含量不同，锡青铜的组织及性能也不同。如图 6-6 所示ws<8%的锡青铜组织中形成a 固溶体，塑性好，适于压力加工;ws>8%后，组织中出现硬脆相8，强度继续提高，塑性急剧下降，适宜铸造;wsn >20% 以上时因8相过多，合金的塑性和强度显著下降，所以工业用锡青铜中锡的质量分数一般为3%~14%。
锡青铜最主要的特点是耐蚀性、耐磨性和弹性好在大气、海水和蒸汽等环境中的耐蚀性优于黄铜。铸造锡青铜流动性差，缩松倾向大，组织不致密，因此凝固时体积收缩率很小，适合于浇注外形尺寸要求严格的铸件。锡青铜多用于制造轴承、轴套、弹性元件以及耐蚀、抗磁零件等。
2.铝青铜
铝青铜是以铝为主加元素的铜合金。铝青铜具有高的强度、耐蚀性和耐磨性，并能进行热处理强化。wa >5%~7%的铝青铜塑性好，适于冷加工，而 wa<10% 的铝青铜，强度最高，适宜铸造。实际应用的铝青铜中铝的质量分数一般为5%~12%。铝青铜主要用于制造仪器中要求耐蚀的零件和弹性元件，铸造铝青铜常用于制造要求强度高、耐磨性好的摩擦零件。
3.铍青铜
铍青铜是以皱为主加元素 (铍的质量分数为 1.7%~2.5%) 的铜合金。由于在铜中的溶解度随温度变化很大，因而青铜有很好的固溶与时效强化效果，时效后Rm可达1250~1400MPa。铍青铜不仅强度大、疲劳抗力高、弹性好，而且耐蚀、耐磨、导电、导热性优良，还具有无磁性、受冲击时无火花等优点，可进行冷、热加工和铸造成形，但价格较贵。主要用于制造精密仪器或仪表的弹性元件、耐磨零件以及塑料模具等。
常用青铜的牌号、成分、力学性能及用途见表 6-4。
概要
知乎：铜及铜合金分类、牌号及用途
1. 铜及铜合金的特性
1.1 性能
优异导电导热性：导电性仅次于Ag。
抗磁性金属：磁化率极低，用在罗盘、雷达等抗外磁场环境。
摩擦系数小：减摩性耐磨性好，高弹性极限和疲劳极限，尤其是含Sn的多元铜合金耐磨零件、轴套、轴瓦、涡轮等。
电极电位很高（+0.34V）：高于氢，耐蚀性好。
面心立方晶格，无同素异构转变：高塑性，易加工。
在水介质中释放铜离子：Cu离子具有抑制细菌生长和水生物生长的作用，因此用于饮水输送管道、洗衣机内筒、船只的螺旋桨。
颜色鲜艳：纯铜呈紫红色，合金化可以呈金黄色、白色。
1.2 杂质元素
工业纯铜中常含有少量的Pb、Bi、Ag、Cd、Fe、Ti、Se、Te、O、S、P、Zr等。
Ti、P、Fe、Si会显著降低紫铜的导电性和导热性。
O、S、Se、Te会降低紫铜的塑性。
一定量的S、Pb、Te会增加紫铜的易切削，但对焊接不利。
O会造成冷脆性和氢脆病。
1.3 合金元素的作用。
1.3.1 形成铜基共溶体。
Ni、Al、Sn、Zn、Mn是铜合金中最有效的固溶强化元素。
P、Si、Fe、Co、Be、Al、Mn强烈降低铜的导电性，Ag、Cd、Cr对导电性影响不大。
溶质元素均较大程度降低铜的导热性。
1.3.2 形成金属间化合物。有时效强化作用。
2. 铜及铜合金的分类。
纯铜
铜合金分为
黄铜
普通黄铜（二元黄铜）
特殊黄铜（多元黄铜）
青铜
锡青铜
铝青铜
铍青铜
硅青铜
铅青铜
白铜
普通白铜
特殊白铜
3. 纯铜
又称紫铜，纯度大于99%，分为普通纯铜、脱氧铜、无氧铜及特种铜。有优异的导电性，导热性，无磁性，塑性。在大气、淡水中有良好的耐蚀性，海水中较差。
3.1 分类。
普通纯铜：含氧量高，不能在还原性介质中加热，以免发生氢脆，主要用于导电导热元件。
脱氧铜：残留一定的脱氧剂元素（P，Mn），强烈降低铜的导电性，只宜作为结构材料使用。
特种铜：含有不同的微量特定元素，如含As、Ag、Te和弥散铜，主要用于导电结构件。
无氧铜：氧和杂质含量极低，主要用于电真空器件。
3.2 性质。
3.2.1 杂质元素会降低纯铜的导电性与导热性。
3.2.2 Pb、Bi会增加热脆性，热加工时易开裂，加入Ca、Ce、Zr形成难熔化合物，可消除影响； S、O会增加冷脆性，冷加工时易破裂，O在0.02-0.1%，S在0.005-0.01%。
3.2.3 氢病（氧引起的）。
3.2.4 氧的作用：引起氢脆病和冷脆性。
3.3 牌号。用T（Tong）表示，1-4号紫铜，T1、T2、T3、T4，数字增加表示纯度下降。氧含量低于0.01%的铜称为无氧铜，以TU1、TU2表示。
4. 黄铜
普通黄铜（二元黄铜）
普通黄铜：Cu-Zn二元合金。
代号H+Cu%，如H68表示含Cu68%的铜锌合金。
特点，良好的耐蚀性，锌含量越高越便宜，最高可达46%；含锌越多，越容易应力腐蚀破裂，加入Si和As可降低应力腐蚀破裂。
特殊黄铜（多元黄铜）
六种相。
典型黄铜及用途：七三黄铜，H70，制造弹壳，又名弹壳黄铜；二一黄铜，含铜约65%，可制造铜杆、铜线、铜片、铜管、木螺钉、弹簧等；六四黄铜，含铜约60%，制造暖气管、铜片、铜线、铜杆等。
5. 青铜。
分为锡青铜、铝青铜、铍青铜、磷青铜、硅青铜等。
5.1 牌号。Q+主加元素的符号及质量分数+其他元素的质量分数。如QSn4-3表示含锡4%，含锌3%的锡青铜。
5.2 锡青铜。
含锡3~14%，含锡越高，合金强度硬度越大。锡价格较高。
铸造性能：体积收缩率小。
机械性能：锡<6%,适合冷变形，锡6~7%适合热加工；锡10~14%适合铸造合金。
耐腐蚀性：比紫铜、黄铜好。
多元锡青铜：加入Zn、P、Pb、Ni等。P可以有效提高合金的机械性能，尤其是弹性极限和疲劳极限，适合做弹簧；Zn提升铸造流动性和致密性；Pb改善切削性和耐磨性；Zr、B、V、Ti细化晶粒；
常用锡青铜：QSn4-3、QSn6.5-0.4、ZCuSn10Pb1等，用于制造弹性元件、耐磨零件、抗磁及耐蚀零件，如弹簧、轴承、齿轮、涡轮、垫圈等。
机械锡青铜：俗称炮铜，含Sn10%，制作齿轮、阀、螺旋桨等耐蚀耐磨器件。
轴承锡青铜：含Sn12~15%，铁路车轴等低速度重负荷轴承。
硬币锡青铜：含Sn4~10%，延展性好，铸造性优异。
钟用锡青铜：含Sn20~32%，杂质越少，声音越清脆悦耳。
青铜器：铜像及家饰用青铜，Cu80~90%，Sn2~8%，Zn1~12%，Pb1~3%,含Zn提高溶液流动性，铸件表面纹路清晰。
镜铜：2/3Cu，1/3Sn，古代以铜制镜。加入少量Ni和As可以制作科学仪器。
5.3 铝青铜。
铝<11.5%。锡价格较高，铝价格便宜，以铝青铜代替部分锡青铜。
铸造性能：流动性好，体积收缩率大，有氧化铝夹杂，易开裂。
机械性能：冲击无火花。Al含量提高，强度硬度提升，塑性下降。Al5~8%，冷加工热加工均可，Al8~11%，流动性差，用作铸造合金。
耐蚀性：表面形成致密的氧化膜，抗蚀性胜过锡青铜。
多元铝青铜：加入Fe、Ni、Mn等。Fe细化晶粒，避免自发回火脆性，Mn提高强度，避免回火脆性，Ni提高耐热性、耐蚀性。
5.4 铍青铜。
铍比银贵。
特点：高强度高硬度，高的疲劳极限和弹性极限；耐蚀耐磨耐寒无碱性，导电导热性好；冲击无火花。常作高级精密弹性元件以及特殊耐磨元件，用作矿山、炼油厂等冲击无火花场合。
铍青铜常加Ni0.2-0.5%，实用的为Cu-Be-Ni三元合金，少量的Ni提高弹性、强度、耐磨耐蚀性。
Fe、Co、Ni、Mg提高时效强化，细化晶粒；严格控制杂质元素P、Pb含量。
耐蚀耐磨性：QBe2、QBe1，淡水海水都行，可制作弹簧、耐磨轴承、防爆工具等。
6. 白铜。
以镍为主要合金元素的铜。按化学成分分为普通白铜和特殊白铜。普通白铜只含有铜和镍。特殊白铜实在普通白铜的基础上加入Zn、Mn、Al、Fe、Pb等，分别称为锌白铜、锰白铜、铝白铜、铁白铜、铅白铜等。
代号：B+镍含量。B19表示含Ni19%的普通白铜，BMn40-1.5表示含Ni40%、含Mn1.5%的电工白铜。
白铜按用途分类，结构白铜和电工白铜。
6.1 Cu-Ni合金。含Ni3-30%，高强度高耐腐蚀性，高压、低温下的结构材料。
6.2 特殊白铜。提高时效强度。铝白铜，高温性能优良，适合做内燃机的高温零件；硅白铜，伸长率及导电性佳，适合高强度跨距输电线、电车架空电线等；锌白铜，耐热耐蚀耐疲劳佳，电阻温度系数小，制作弹簧或热电材料。
6.3 结构白铜。包括普通白铜、铁白铜、锌白铜、铝白铜，具有良好的耐腐蚀性、加工性能。用于制作冷凝器、热交换器、医疗器械、耐蚀零件、艺术品等。
6.4 电工白铜。包括普通白铜、锰白铜，具有高电阻高热电势低电阻温度系数，用于补偿导线，热电偶，电阻仪器和加热器等。
资料1
概述
自 然界中的铜， 多数以化合物 即铜矿物 存在。 开采出来的铜矿石， 经过选矿而成为含铜品位较高的铜精矿
铜矿石分为三类:
(1) 硫化矿，如黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)和辉铜矿(Cu2S)等
(2)氧化矿，如赤铜矿(Cu,0) 、孔雀石 [CuCOCu (0H),]、蓝铜矿[2CuCO,Cu(OH),]、硅孔雀石(CuSi0,2H,0)等。
(3)自然铜。铜矿石中铜的会量1%左右 (0.5%~3% )便有开采价值，因为采用浮选法可以把矿石中一部分脉石等杂质除去，而得到会铜量较高 (8%~35% )的精矿砂。
铜矿石经过选矿成为会铜品位较高的铜精矿或者说是铜矿砂，铜精矿需要经过冶炼提成,才能成为精铜及铜制品.目前，世界上铜的治炼方式主要有两种: 火法冶炼与湿法冶炼
1.火法:
通过熔融治炼和电解精火炼生产出阴极铜，也即电解铜，一般适于高品位的硫化铜矿。除了铜精矿之外,废铜做为精炼铜的主要原料之一，包括旧废铜和新废铜
2.湿法:
一般适于低品位的氧化铜，生产出的精铜称为电积铜
纯铜
工业纯铜的牌号及应用
纯铜含铜 99.90-99.99%，高纯铜纯度可达 99.99%-99.9999% ，又称为4N、5N、6N铜。
加工铜国家标准有9个牌号: 3个纯铜牌号、3个无氧铜牌号、2个磷脱氧铜牌号、1个银铜牌号；
工业纯铜的牌号用字母T加上序号表示，如T1，T2，T3等数字增加表示纯度降低。
无氧铜用 “T”和“U”加上序号表示，如TU1、TU2；用磷和锰脱氧的无氧铜，在TU后面加脱氧剂化学元素符号表示，如TUP、TUMn。
纯铜的性能
根据氧含量和生产方法，纯铜可分无氧铜、脱氧铜和纯铜
导电/热性
工业纯金属的导电、导热性由高到低的顺序为:银、铜、铝、镁、锌、、钻、铁、铂，锡、铅、锦。
热导率为402W /mK;20°C时铜的电阻率为1.613u.·cm，银为1.590uQ·cm,银为419W/ mK。用途:各种导线、电缆、导电牌、电器开关等导电器材和各种冷凝管、散热管、热交换器、真空电弧炉的结晶器等。导电器材用量占铜材总量一半以上。
所有杂质和加入元素，降低铜的导电、导热性能。固溶于铜的元素(除Ag、Cd外)对铜的导电、导热性降低较多，而呈第二相析出的元素则对铜的导电、导热性降低较少。
Ti、P、Si、Fe、Co、As，Be、Mn、A1强烈降低Cu导电性。冷变形对铜的导电性能影响不大.A1,0,弥散强化可提高铜的强度而又不使其导电率明显下降
耐蚀性:
铜的标准电极电位为+0.345V，比氢高，在水溶液中不能置换氢，因此，铜在许多介质中化学稳定性好.
铜在大气中耐蚀性良好，暴露在大气中的铜能在表面生成难溶于水、并与基底紧密结合的碱性硫酸铜(即铜绿，CuSO.3Cu(OH),或碱性碳酸铜(CuCO,Cu(OH,薄膜，对铜有保护作用，可防止铜继续腐蚀。
铜在淡水及蒸汽中抗蚀性能也很好。所以野外架设的大量导线、水管、冷凝管等，均可不另加保护，
铜在海水中的腐蚀速度不大，约为0.05mm/a; 加入0.15~0.3%As能显著提高铜对海水的抗蚀性。
铜在非氧化性的酸(如盐酸)、碱、多种有机酸(如醋酸、柠檬酸脂肪酸、乳酸、草酸)中有良好的耐蚀性。但是，铜在氧化剂和氧化性的酸(如硝酸)中不耐蚀。氨、氯化按，氰化物，汞盐的水溶液和湿润的卤素族元素等，均引起铜强烈的腐蚀。
铜在常温干燥空气中几乎不氧化，但当温度超过100°C时开始氧化并在其表面生成黑色的CuO薄膜。在高温下，铜的氧化速度大为增加，并在表面上生成红色的Cu,O薄膜
磁性:
为逆磁性物质，磁化率为-0.085 x 10-6，常用来制造不受磁场干扰的磁学仪器，如罗盘、航空仪器。铁磁性杂质(Fe、Co、Ni)在铜中呈不溶状态时，即显铁磁性。用T1或T2铜来作磁性仪表的结构材料，Fe是危害最大的杂质，应严格限制在0.01%以下。
机械性能
软态铜: ,-200 ~ 240MPa， 35 ~ 45HB，8~50%，w达75%。
硬态铜: ,2350~400MPa， 110 ~ 130 HB，延伸率8-6 %。
铜为面心立方晶格，滑移系多，变形易，退火态铜不经中间退火可压缩85 ~95%而不产生裂纹。
纯铜在500 ~ 600C呈现“中温脆性” ，热加工需在高于脆性区温度下进行。
中温脆性是低熔点金属Pb、Bi与Cu生成低熔点共晶、分布在晶界上造成，因在中温区它以液体状态存在于晶界，造成热脆而在较高温度时，由于Pb、Bi在Cu中的固溶度增大，微量Pb、Bi又固溶于铜的晶粒内，不造成危害，从而使塑性又升高
杂质及微量元素对铜压力加工性能的影响
杂质元素对铜塑性的影响，取决于铜与元素的相互作用
纯铜中的杂质分为三类:
(1) 固溶于铜的杂质及微量元素:
当杂质元素固溶于铜时，影响不大;
(2)与铜形成易熔共晶的杂质及微量元素:
若杂质元素与铜形成低熔点共晶时，则会产生“热脆”
(3) 与铜形成熔点较高的脆性化合物的杂质及微量元素
若杂质元素与铜形成脆性化合物分布于晶界时，则产生“冷脆”
磷:固溶于铜的杂质磷熔点44C，700C时磷在铜中的溶解度为1.75%，而200°C时则只溶解0.4%，温度下降磷在铜中的溶解度也下降。磷显著降低铜的导电、导热性，但对铜的机械性能特别是对焊接性能有益。磷常作为铜的脱氧剂使用，并提高铜液的流动性。过量的磷会生成CuP脆性化合物，造成“冷脆”’，所以过量的磷有害
砷:熔点613°C，在固态铜中可溶解7.5%。少量As对机械性能没明显影响，但显著降低铜的导电、导热性。砷可提高铜的再结晶温度，提高铜的耐热性;此外，砷显著提高铜的耐蚀性，作冷凝管用的铜管中均加入少量的砷; 还可改善含氧铜的加工性能。
锑: 熔点630C，共晶温度 (645C ) 下在铜中的固溶度11%，随温度降低，锑在铜中的溶解度急剧降低，并形成脆性Cu3Sb，分布在晶界上而造成“冷脆”。锑同时造成铜的导电性和导热性的严重降低，导电用铜的会锑量不允许超过0.002 %。
铅: 熔点327°C，基本上不溶解于铜，微量的铅与铜形成低熔点共晶组织(Cu + Pb)，共晶温度为326°C，共晶体最后结晶并集中晶界上，铅呈黑色颗粒状分布在晶界上，热加工时，铅先熔化使金属晶粒之间的结合力受到破坏，造成“热脆“，铅限制在0.005 ~ 0.05 %。
秘: 熔点为271C，不溶于Cu中，在270℃与Cu生成低熔点共晶(Cu+Bi)。Bi在低熔点共晶中呈薄膜状，分布在铜的晶界上；热加工时，薄膜熔化而造成“热脆”。Bi本身也是脆性相，使铜在冷态下也会变脆，所以Bi不但造成“热脆”，也造成“冷脆”，对铜危害严重。秘的极限含量不大于0.002 %。
氧: 不固溶于铜，与铜形成高熔点脆性化合物Cu2O，含氧铜冷凝时，氧呈共晶体(Cu+Cu2O)析出，分布在晶界上。共晶温度很高(1066°C)，对热变形性能不产生影响，但Cu2O硬而脆，使冷变形产生困难，致使金属发生“冷脆"。含氧铜在氢或还原性气氛中会出现“氢病”；“氢病”的本质是由于退火时，氢或还原性气氛易于渗入铜中与CuO的氧化合而形成水蒸气或CO2；100g含氧0.01%的铜在氢气中退火，会形成140cm3的蒸汽，生成的水蒸汽无法扩散，在铜中形成很高的压力，使铜遭到破坏，含氧量达0.005%的铜，即出现“氢病”
硫: 形成共晶系相图，共晶温度较高，对铜热变形影响不明显，共晶体(a +Cu2S) 集中在晶界上，Cu2S硬而脆，致使金属发生“冷脆”。硫的最大允许含量为0.005 ~ 0.01%。
硒，碲: 在固态铜中的溶解度极小，生成Cu2Se、Cu2Te脆性化合物，凝固时沿晶界析出，造成“冷脆”。铜中会0.003%硒和0.005~ 0.003%碲即可使其焊接性能恶化
铜合金
铜合金:
黄铜
简单黄铜
为Cu-Zn二元合金，以“H”表示，H后面的数字表示合金的平均含铜量
H70表示含铜量为70%，其余为锌。
普通黄铜的相组成及各相的特性 Cu-Zn二元系相图中，固态下有a、β、γ、δ、ε、η六个相。
α相
α相是以铜为基的固溶体，其晶格常数随锌含量的增加而增大，锌在铜中的溶解度与一般合金相反，随温度降低而增加.在456C时固溶度达最大值(39%Zn); 之后，锌在铜中的溶解度随温度的降低而减少
含锌量为25%左右的 α相区，存在Cu3Zn化合物的两种有序化转变，采用X射线、电阻、差热分析等方法测定发现: 在450C左右 α无序固溶体转变为α1有序固溶体，在217C左右α1有序固溶体转变为 α2有序固溶体。
α 固溶体具有良好的塑性，可进行冷热加工，并有良好的焊接性能
β相
β相: 以电子化合物CuZn为基的体心立方晶格固溶体。冷却过程中，在468 ~ 456C温度范围，无序相β转变成有序相β'，β'相塑性低，硬而脆，冷加工困难，所以含有 β' 相的合金不适宜冷加工。但加热到有序化温度以上，β'-β后，又具有良好塑性。β相高温塑性好，可进行热加工。
γ相
γ 相是以电子化合物Cu5Zn8为基的复杂立方晶格固溶体，硬而脆，难以压力加工，工业上不采用。所以，工业用黄铜的锌含量均小于46%，不含γ相。
工业用黄铜，按其退火组织可分为 a 黄铜和 a + B 两相黄铜B 黄铜只用作焊料
Wzn<36%的 a 黄铜: H96~H65为单相a 黄铜，a 黄铜的铸态组织中存在树枝状偏析，枝轴部分含铜较高，不易腐蚀:呈亮色，枝间部分含锌较多，易腐蚀，故呈暗色。变形及再结晶退火后，得到等轴的 a 晶粒，而且出现很多退火挛晶，这是铜合金形变后退火组织的特点。
工业用 黄铜， 按其退火组织可分为α 黄铜和α +β 两相黄铜。β 黄铜只用作焊料。
W Zn ＜ 36％ 的α 黄铜： H96 ～ H65为单相α 黄铜， α 黄铜的铸态组织中存在树枝状偏析， 枝轴部分含铜较高， 不易腐蚀； 呈亮色， 枝间部分含锌较多 ， 易腐蚀， 故呈暗色。 变形及再结晶退火后， 得到等轴的α 晶粒， 而且出现很多 退火孪晶， 这是铜合金形变后退火组织的特点。
α +β 两相黄铜含36～ 46％ Zn， H62至H59均属于此。 凝固时发生包晶反应形成β 相， 凝固完毕， 合金为单相β 组织， 当冷至α +β 两相区时， α 相自 β 相析出， 残留的β 相冷至有序转变温度时(456℃) ， β 无序相转变为β ´ 有序相， 室温下合金为α +β ´ 两相组织。 铸态α +β ´ 黄铜， α 相呈亮色(因含锌少， 腐蚀浅) , β ´相呈黑色(因含锌多 ， 腐蚀深) 。 经变形和再结晶退火后， α 相具有挛晶特征， β ´ 相则没有。
普通黄铜性能变化与锌含量的关系
物理性能： 二元黄铜的密度随锌含量的增加而下降， 而线膨胀系数则随锌含量的增加而上升。 电导率、 热导率在α 区随锌含量的增加而下降， 但锌含量在39％ 以上， 合金出现β 时， 电导率又上升， 锌含量达50％ 时达峰值。
力学性能： W Zn <30％ 时， 随锌含量的增加， σb 和δ 同时增大， 对固溶强化的合金来说， 这种情况是极少有的， 锌含量在30～ 32%范围时， δ 达最大值。 之后， 随β 相的出现和增多 ， 塑性急剧下降。4.3 铜合金 ——黄铜围时， δ 达最大值。 之后， 随β ´ 相的出现和增多 ， 塑性急剧下降。
而σb 则一直增长到锌含量45％ 附近， 当锌含量为45％ 时， σ b 值最大。 锌含量超过45％ ， 由于α 相全部消失， 而为硬脆的β ´ 相所取代， 导致σb 急剧下降。
变形和退火后的性能： α 相随锌含量的增加其强度、 塑性均增加。当锌含量为30％ 时， 塑性最好， 适于深冲压和冷拉， 大量用 于制造炮弹壳， 所以H70黄铜有“炮弹黄铜” 之称。 β 相强度更高， 但室温下呈有序状态， 塑性很低。 γ 相在室温下则更硬而脆。
α黄铜具有良好的塑性， 适于冷、 热加工。 所有黄铜在200～ 600℃温度范围内 均存在中温低塑性区， 这主要是微量杂质(铅、 锑、 铋等)的影响， 它们与铜生成低熔点共晶而最后凝聚在晶界上， 形成低熔点共晶薄膜， 从而造成热加工过程的“热脆” 。 然而黄铜的塑性会随温度升高而重新显著增长， 表明这些杂质在高温时的溶解度明显增加。 脆性区温度范围与锌含量有关， 具体温度要看含锌量而言， 如H90、 H80， HPb59－ 1等的低塑性区。
加入微量混合稀土或锂。 钙、 锆、 铈等能与杂质形成高熔点化合物的元素， 均能有效减轻或消除杂质的有害影响， 从而消除热脆性。 如加铈能与铅和铋形成Pb2Ce及Bi2Ce等高熔点化合物。
黄铜的热加工一般应在高于脆性区的温度进行， α+β黄铜室温塑性较低， 只能热变形、 要加热到β相区热轧， 但温度不能太高，因β相长大得快， 以保留少量α相为宜， 利用 残留α相限制β晶粒长大。 所以， 热变形温度通常选择在(α+β)／ β相变温度附近。
复杂黄铜
在Cu-Zn会金中加入少量铅、锡、铝、锰等，组成多元合金。
第三组元为铅的称铅黄铜，为铝的称铝黄铜
HSn70-1表示含70% Cu、1% Sn、余为锌的锡黄铜。
多元合金则以第三种含量最多的元素相称
HMn57-3 - 1: 57% Cu、3%Mn、1%A1、余为锌的锰黄铜
HA166-6-3-2: 66%Cu、6%A1、3%Fe、2%Mn、余Zn的铝黄铜
普通黄铜
白铜:
Cu-Ni合金，以B表示。
B10为10%Ni、余为铜
B30为30%Ni、余Cu的铜镍合金
青铜:
除黄铜、白铜之外的铜合金。
按主加元素(如Sn、A1，Be等) 命名为锡青铜、铝青铜、皱青铜，并以Q+主添元素化学符号及百分含量表示
如QSn6.5-0.1为6.5%Sn、0.1%P、余为铜的锡磷青铜。
QAl5为5%Al、余为铜的铝青铜。
QBe2为2%Be、余下为铜的皱青铜。
铜合金的应用