a+β黄铜挤制品前后端组织与性能差别较大。由于前端温度较高,挤压后才从β相析出针状a相,故塑性较高。后端则由于冷至B→a转变温度以下,在挤压筒内即为两相组织,挤压后a相再结晶成带有李晶的等轴晶,而β相未再结晶,仅被挤成条状分布,结果塑性下降,并对以后的加工带来困难,为此可适当提高锭温、预热挤压筒、提高挤压速度以减轻前后端性能的不匀。普通黄铜的焊接性能和镀锡、镀镍等表面工程特性能良好。

1.2黄铜耐腐蚀性

黄铜的有很多的性能，其中最重要的性能就是耐腐蚀性。如果黄铜中锌的含量少于15%的话，那与紫铜合金在大气环境中、淡水中或水溶液中有不同的介质都有相似的耐腐蚀的能力。但如果黄铜中锌的含量大于15%,尤其是(a+β)相的铜合金，脱锌问题是这种铜合金的最主要的问题。(看图一，图二）

图一

图二

脱锌腐蚀目前较普遍地认为是铜的二次(再)沉积所致。铜合金会发生脱锌腐蚀的问题主要是因为接触的水溶液中有中性盐且含氧的成分,铜合金成分中的锌被选择性地溶解出来,留下了多孔薄膜状的、强度很低的残留铜。在a单相黄铜中,脱锌区会全部变为铜的多孔残留体。在(a+β)双相黄铜中,β相优先溶解,其后才扩展到a相脱锌。脱锌腐蚀又分为均匀层状脱锌(在海水中易出现)和局部栓状脱锌(在淡水中易出现)两种。前者使材料厚度较均匀地减薄,材料在较长的时间内不致于发生穿孔破坏。而后者则可能因出现栓状的铜块突然剥落形成穿孔破坏。使用低锌黄铜或在a黄铜中加入砷、磷或碲为0.03%~0.05%时,脱锌腐蚀现象可以得到减轻和抑制。

应力腐蚀又称为季节破裂,简称SCC。它是由于氨气和水蒸气或者氧气等一系列的介质和拉应力在黄铜表面起到的一起相互作用下,导致铜合金表面出现裂纹的现象。由于应力腐蚀所引起的开裂特征与疲劳及腐蚀疲劳有相同之处,即材料的脆断,破裂处几乎不产生任何收缩变形。腐蚀的黄铜的破裂处也许是晶体之间的,也可以是穿过晶体的,或着两者同时都有。黄铜的穿过晶体的腐蚀程度会随着拉应力的增大而增加。在铜合金加工时，其中的锌的含量越高,黄铜表面所受到的拉应力就越大,那么维持黄铜表面完整的时间在腐蚀的介质中就越短。实验室常用氨介质和汞盐法来检验进行拉应力的腐蚀。

防止应力腐蚀破裂能从两方面入手，一方面是可以消除金属的内应力，另一方面是减小腐蚀。其中最有用消除内应力的方法是对冷加工的铜合金及时的进行在较低温度下的退火(生产中多采用250~325℃×1-2h退火)并保证材料在贮运过程中不得有外加负荷以防止材料内部产生新的拉应力。通过在铜合金中添加少许的硅(含量约为0.5%)可以明显的降低铜合金的腐蚀,在铜合金中加人镍、锡和磷也有良好防止腐蚀破裂的作用。另外在黄铜表面进行镀层(如镀锌或锡)也是防止黄铜腐蚀破裂的有效措施。

黄铜在高温(300~900℃)会出现氧化与脱锌。氧化使表面出现含Cu2O与Zn O的氧化层。锌在高温下易挥发,脱锌使黄铜表面含锌量降低,使(a+β)双相黄铜表面的β相可能消失。为防止氧化,材料须在无氧化气氛中退火,但很薄的氧化膜又可以抑制脱锌的发生,故黄铜多采用在含微量氧的氮气或CO2气氛中退火,以得到较好的表面质量。

1.3普通铜合金的特征和相的晶体结构

相的名称 黄铜电子化合物 晶体常数/nm 晶格结构 特征 锌含量/%

分子式 电子浓度/原子数

α —— —— 0.3607~0.3693 面心立方 塑性好，适于冷热加工 0~38

β Cu Zn 3/2 0.2942~0.2949 体心方立 适于热加工。冷变形困难 45~49

γ Cu5Zn8 21/13 0.833~0.855 复杂立方 性脆而硬。不适于压力加工