特殊黄铜的代号表示形式是“H+第一合金元素符号+铜含量-第一合金元素含量+第二合金元素含量”，数字之间用“-”分开，如HAl59?3?2，表示含Cu59％，含Al 3％，含Ni 2％，余量为Zn的特殊黄铜。 铸造黄铜的牌号则以“铸”字汉语拼音字首“Z”+铜锌元素符号“ZCuZn”表示，具体为“ZCuZn+锌含量+第二合金元素符号+第二合金元素含量”，如ZCuZn40Pb2表示含Zn40％，含Pb2％，余量为Cu的铸造黄铜。常用普通黄铜、特殊黄铜、铸造黄铜的牌号及用途见表6.4、表6.5、表6.6。 表6.4普通黄铜牌号及用途 牌 号 H96 H90 H80 H70 H68 用 途 冷凝管、散热器及导电零件等 奖章、供水及排水管等 薄壁管、造纸网、波纹管、装饰品、建筑用品等 弹壳、造纸、机械及电气零件 形状复杂的冷、深冲压件、散热器外壳及导管等 H62、H59 机械、电气零件，铆钉、螺冒、垫圈、散热器及焊接件、冲压件 表6.5特殊黄铜牌号及用途 类 别 铅黄铜 牌 号 HPb63-3 HPb59-1 铝黄铜 Hal77-2 Hal60-1-1 Hal59-3-2 硅黄铜 锰黄铜 铁黄铜 锡黄铜 Hsi80-3 HMn58-2 Hfe59-1-1 HSn90-1 HSn62-1 镍黄铜 Hni65-5 用 途 钟表、汽车、拖拉机及一般机器零件 适于热冲压及切削加工零件，如销子、螺钉、垫圈等 海船冷凝器管及耐蚀零件 齿轮、蜗轮、轴及耐蚀零件 船舶、电机、化工机械等常温下工作的高强度耐蚀零件 耐磨锡青铜的代用材料，船舶及化工机械零件 船舶零件及轴承等耐磨零件 摩擦及海水腐蚀下工作的零件 汽车、拖拉机弹性套管 船舶零件 压力计管、船舶用冷凝管、电机零件 表6.6铸造黄铜牌号及用途 类 别 牌 号 用 途 接触海水工作的配件以及水泵、叶轮和在空气、淡水、油、燃料以及工作压力在4.5Mpa，工作温度在225℃以下蒸汽中工作的零件 铅黄铜 ZCuZn40Pb2 铝黄铜 ZcuZn25Al6Fe3Mn3 ZcuZn31Al2 锰黄铜 ZcuZn40Mn3Fe1 ZcuZn40Mn2 一般用途的耐磨、耐蚀零件，如轴套、齿轮等 高强度、耐磨件，如桥梁支承板、螺母、螺杆、滑块和蜗轮等 压力铸造件，如电机、仪表等以及造船和机械制造中的耐蚀零件 耐海水腐蚀零件，以及300℃以下工作的管件，船舶用螺旋桨等大型铸件 在空气、淡水、海水、蒸汽（＜300℃）和各种液体、燃料中工作的零件 硅黄铜 ZcuZn16Si4 ⑵青铜的分类及编号 青铜是以除Zn和Ni以外合金元素为主加元素的铜合金。青铜具有良好的耐蚀性、耐磨性、导电性、切削加工性、导热性能、较小的体积收缩率。 按主加合金元素的不同可分为锡青铜、铝青铜、铍青铜等；按生产方式的不同可分为压力加工青铜、铸造青铜。 压力加工青铜牌号以“青”字汉语拼音字首“Q”开头，后面是主加元素符号及含量，其后是其它元素的含量，数字间以“-”隔开，如QAl10?3?1.5表示主加元素为Al且含Fe 101
为3％，含Mn 1.5％，余量为Cu的铝青铜。 铸造青铜表示方法是“ZCu+第一主加元素符号+含量+合金元素+含量+……”如ZCuSn5Pb5Zn5表示主加元素为Sn且含Sn5％、Pb5％、Zn5％，余量为Cu的铸造锡青铜。常用青铜的牌号及用途见表6.7。 ⑶白铜的分类及编号 白 表6.7常用青铜的牌号及用途 铜是以Ni为主加元素的铜合类别 代号（或牌号） 用 途 金。白铜具有较高的强度和塑压力 QSn4-3 弹性元件、化工机械耐磨零件和抗磁零件 性，可进行冷、热变形加工，加工 QSn6.5-0.1 精密仪器中的耐磨零件和抗磁元件，弹簧 具有很好的耐蚀性、电阻率较锡青 铜 QSn4-4-2.5 飞机、汽车、拖拉机用轴承和轴套的衬垫 高。根据性能和应用分为耐蚀在中等及较高载荷下工作的重要管配件，阀、泵体等 用白铜和电工用白铜；按化学铸造 ZCuSn10Zn2 锡青 ZCuSn10P1 重要的轴瓦、齿轮、连杆和轴套等 成分和组元数目可分普通白铜铜 （或简单白铜）和特殊白铜（或特︵ ZCuAl10Fe3 重要的耐磨、耐蚀重型铸件，如轴套、蜗轮等 殊无 复杂白铜）。特殊白铜又按加入形状简单的大型铸件，如衬套、齿轮、轴承 青锡 ZCuAl9Mn2 Zn、Mn、Al等不同合金元素，铜青 QBe2 重要仪表的弹簧、齿轮等 称作锌白铜、锰白铜和铝白铜铜 高速双金属轴瓦、减摩零件等 ︶ ZCuPb30 等。 普通白铜的牌号以“白”字汉语拼音字首“B”+数字表示，数字代表Ni的含量，如B30表示含Ni30％的普通白铜。 特殊白铜的代号表示形式是“B+第二合金元素符号+镍的含量+第二合金元素含量”，数字之间以“-”隔开，如BMn3?12表示含Ni3％、Mn12％、Cu85％的锰白铜。常用白铜的牌号及用途见表6.8。 6.2.3 黄铜 表6.8常用白铜的牌号及用途 类 别 牌 号 6.2.3.1 普通黄铜 普通黄铜是铜锌二元合金。普通白铜 B30、 B19、 B5 Cu?Zn二元相图见图6.4。?相锌白铜 BZn15-20 是锌溶入铜中形成的固溶体，锌锰白铜 BMn3-12 的溶解度随温度变化而变化，在BMn40-1.5 456℃（溶解度最大为39％Zn）以下降温，溶解度略有下降。?相是以电子化合物CuZn为基的固溶体，具有体心立方晶格，当温?相度降至456～468℃以下时，发生有序化转变，转化为有序固溶体?′相，硬且脆，难以进行冷用 途 船舶仪器零件，化工机械零件 潮湿条件下和强腐蚀介质中工作的仪表零件 主要用途的弹簧 热电偶丝 加工变形。?相是以电子化合物CuZn3为基的固溶体，具有六方晶格，更脆，强度和塑性极差。工业上使用的黄铜中Zn的含量一般不超过47％，否则因性能太差而无使用价值。 仅有?固溶体的黄铜为单相黄铜，有较高的强度和塑性，可进行冷、热变形加工；它还具有良好的锻造、焊接性能。常用单相黄铜有H68、H70、H90等，H68、H70因较高强度和塑性， 图6.4 Cu-Zn合金相图 常用作子弹和炮弹的壳体，故又称为“弹壳黄铜”。当Zn含量超过32％，就出现了?+?′双相黄铜。与单相黄铜相比，双相黄铜塑性下降，强度随Zn含量提高而升高。 当Zn含量为45％时强度达到最大值。?+?′双相黄铜具有良好的热变形能力，较高的强度和耐蚀性。常用牌号有H59、H62等，可用于散热器、水管、油管、弹簧等。 当Zn含量＞45％以后，组织全部为?′相，强度急剧下降，塑性继续降低。 6.2.3.2 特殊黄铜 特殊黄铜是在铜锌二元合金基础上加入Pb、Al、Mn等合金元素形成的多元铜合金。
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合金元素的加入，特殊黄铜的力学性能、切削加工性能、铸造性能、耐蚀性能等得到了进一步提高，拓宽了应用范围。
Al、Sn、Si、Mn主要是提高抗蚀性，Pb、Si能改善耐磨性，Ni能降低应力腐蚀 敏感性，合金元素一般都能提高强度。有铅黄铜、铝黄铜、锡黄铜、硅黄铜、锰黄铜、铁黄铜、镍黄铜等。
6.2.3.3 铸造黄铜
铸造黄铜含较多的Cu及少量合金元素，如Pb、Si、Al等。它的熔点比纯铜低，液固相线间隔小，流动性较好，铸件致密，偏析较小，具有良好的铸造成形能力。铸造黄铜的耐磨性、耐大气、海水的腐蚀性能也较好，适于用作轴套、腐蚀介质下工作的泵体、叶轮等。
6.2.3.4 黄铜的脱锌和季裂
黄铜虽然具有良好的耐蚀性，但是在一定的环境下会发生脱锌和季裂现象导致破坏。 ⑴脱锌 脱锌是黄铜在盐液等介质存在时发生电化学腐蚀，表面失去Zn导致力学性能下降的现象。Zn的电极电位比铜低，Zn极易在盐液等介质中溶解，表面残存疏松多孔的海绵铜，其与表层以下的黄铜因电极电位差又构成微电池，黄铜成为阳极加速腐蚀，形成了一定深度的脱Zn层，抗蚀性和力学性能恶化。为防止发生脱Zn，生产中常使用低Zn铜(＜15％)或加入含量为0.02～0.06％的As。
⑵季裂 季裂是指经过冷变形加工的黄铜（含Zn＞20％）制品，由于残余应力的存在，在潮湿的大气或海水中，尤其是在含氨气的环境中，放置一段时间，容易产生应力腐蚀，使黄铜开裂，这种自发破裂的现象称应力腐蚀开裂或季裂。防止黄铜的季裂，可以进行喷丸处理，在表面施加压应力；低温退火（250～300℃加热保温1～3h）去除残存拉应力；或加适量Al、Sn、Si、Mn、Ni等元素来显著降低对应力腐蚀的敏感性。
6.2.4 青铜
工业生产习惯上把黄铜、白铜以外的铜合金都称为青铜。 6.2.4.1 锡青铜
以Sn为主加元素的铜基合金称锡青铜。锡青铜的主要特点是耐蚀、耐磨、强度高、弹性好等。如图6.5为Cu?Sn二元合金相图局部。
图6.5 Cu-Sn合金相图 图6.6锡青铜组织和力学性能与含锡量的关系
在铜中可形成固溶体，也可形成金属化合物。因此，根据Sn的含量不同，锡青铜的组织和性能也不同，图6.6是锡青铜的组织和力学性能与含Sn量的关系。由图可知：
含Sn5～6％时，合金的组织为?单相固溶体，合金的塑性最高，强度也增加；含Sn超过6～7％后，由于组织中出现硬而脆的?相（以化合物Cu31Sn8为基的固溶体），塑性显著下降，强度继续增加，当Sn的含量超过20％时，由于大量的?相出现，使合金变脆，合金的强度和塑性均下降。
因此，压力加工锡青铜含Sn一般低于7～8％，含Sn大于或等于10％的合金适宜铸造。 由于锡青铜表面生成由Cu2O?2CuCO3?Cu(OH)2构成的致密薄膜，因此锡青铜在大气、海水、碱性液和其它无机盐类溶液中有极高的耐蚀性，但在酸性溶液中抗蚀性较差。
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锡青铜的结晶温度区间较大，流动性差，易形成枝状偏析和分散缩孔，铸件致密性差。但是锡青铜的线收缩率小，热裂倾向小，可铸造形状复杂、厚薄不均匀的铸件，尤其是构图精巧、纹路复杂的工艺品。
为了改善锡青铜的铸造性能、力学性能、耐磨性能、弹性性能和切削加工性，常加入Zn、P、Ni等元素形成多元锡青铜。
锡青铜可用作轴套、弹簧等抗磨、抗蚀、抗磁零件，广泛应用于化工、机械、仪表、造船等行业。
6.2.4.2 铝青铜
以Al为主加合金元素的铜基合金称铝青铜，是得到最广泛应用的一种青铜。它的成本比较低，一般铝的含量为8.5～10.5％。铝青铜具有良好的力学性能，耐蚀性和耐磨性，并能进行热处理强化。铝青铜有良好的铸造性能，在大气、海水、碳酸及大多数有机酸中具有比黄铜和锡青铜更高的抗蚀性，此外还有冲击时不发生火花等特性。宜作机械、化工、造船及汽车工业中的轴套、齿轮、蜗轮、管路配件等零件。
6.2.4.3 铍青铜
以Be为主加合金元素的铜基合金称铍青铜。一般铍的含量为1.7～2.5％。铍青铜可以淬火时效处理，有很高的强度、硬度、疲劳极限和弹性极限，而且耐蚀、耐磨、无磁性、导电和导热性好，受冲击无火花等。在工艺方面，它承受冷、热压力加工的能力很强，铸造性能亦好。主要用于制作高级精密的弹性元件，如弹簧、膜片、膜盘等，特殊要求的耐磨零件，如钟表的齿轮和发条、压力表游丝；高速、高温、高压下工作的轴承、衬套及矿山、炼油厂用的冲击不带火花的工具。铍青铜价格较贵。
6.2.5 白铜
以Ni为主加合金元素的铜基合金称白铜。
工业上应用的白铜有普通白铜和特殊白铜。普通白铜是Cu?Ni二元合金；特殊白铜是在Cu?Ni合金基础上加入Zn、Mn、Al等合金元素，分别称锌白铜、锰白铜、铝白铜等。
白铜具有高的耐蚀性、优良的冷、热加工工艺性。因此，广泛用于制造精密仪器、仪表 化工机械及医疗器械中的关键零件。
6.3 钛及其合金
钛及钛合金具有重量轻、比强度高、耐高温、耐腐蚀以及良好低温韧性等优点，同时资源丰富，所以有着广泛应用前景。但目前钛及钛合金的加工条件复杂，成本较昂贵，在很大程度上限制了它们的应用。
6.3.1 纯钛
纯Ti是灰白色轻金属，钛的密度小，为4.54g/cm3,熔点高，约为1668℃，热膨胀系数小，导热性差。纯Ti塑性好、强度低，容易加工成形，可制成细丝和薄片。Ti在大气和海水中有优良的耐蚀性，在硫酸、盐酸、硝酸、氢氧化钠等介质中都很稳定。Ti的抗氧化能力优于大多数奥氏体不锈钢。
在固态下有同素异构转变：882.5℃以下为密排六方晶格，称?-Ti；882.5℃以上直到
?-Ti，它对熔点为体心立方晶格，称?-Ti。在882.5℃时发生同素异构转变?-Ti强化有很重要的意义。
工业纯中含有H、C、O、Fe、Mg等杂质元素，少量杂质可使钛的强度和硬度显著升高，塑性和韧性明显降低。工业纯钛按杂质含量不同分为TA1、TA2、TA3等三种（见表6.9）,编号越大杂质越多，可制作在350℃以下工作的、强度要求不高的零件。
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6.3.2 钛合金 合金元素溶入?-Ti中，形成?固溶体，溶入?-Ti中形成?固溶体。Al、C、N、O、 ?-Ti转变温度升高,称为?稳定化元素。Fe、Mo、Mg、Cr、Mn、 B等使?-Ti等使同素异构转变温度下降， 表6.9工业纯钛及部分钛合金的牌号及用途 称为?稳定化元素。Sn、Zr等类别 牌号 成 分 用 途 在350℃以下工作、强度要求不高的零对转变温度的影响不明显，称工业 TA1 Ti(杂质极微) 纯钛 TA2 件 Ti(杂质微) 为中性元素。 TA3 Ti(杂质微) 根据使用状态的组织，钛合钛 TA4 Ti-3Al 在500℃以下工作的零件，导弹燃料罐、金可分为三类：?钛合金、?钛合金 TA5 Ti-4Al-0.005B 超音速飞机的蜗轮机匣 TA6 Ti-5Al 合金和（?+?）钛合金。牌号在350℃以下工作的零件、压气机叶片、?钛 TB1 Ti-3Al-8Mo-11Cr 分别以TA、TB、TC加上编号Ti-5Mo-5V-8Cr-3Al 轴、轮盘等重载荷旋转件，飞机构件 合金 TB2 来表示。钛合金的牌号及用途＋ TC1 Ti-2Al-1.5Mn 在400℃以下工作的零件，有一定高温见表6.9。 强度的发动机零件，低温用部件 ?钛 TC2 Ti-3Al-1.5Mn ⑴?钛合金 钛中加入合金 TC3 Ti-5Al-4V Al、B等?稳定化元素获得?TC4 Ti-6Al-4V 钛合金。?钛合金的室温强度低于?钛合金和（?+?）钛合金，但高温（500～600℃）强度比它们的高，并且组织稳定，抗氧化性和抗蠕变性好，焊接性能也很好。?钛合金不能淬火强化，主要依靠固溶强化，热处理只进行退火（变形后的消除应力退火或消除加工硬化的再结晶退火）。 ?钛合金的典型的牌号是TA7，成分为Ti?5Al?2.5Sn。其使用温度不超过500℃，主要用于制造导弹的燃料罐、超音速飞机的涡轮机匣等。 ⑵?钛合金 钛中加入Mo、Cr、V等?稳定化元素得到?钛合金。?钛合金有较高的强度、优良的冲压性能，并可通过淬火和时效进行强化。在时效状态下，合金的组织为?相和弥散分布的细小?相粒子。 ?钛合金的典型牌号为TB1，成分为Ti?3Al?13V?11Cr，一般在350℃以下使用，适于制造压气机叶片、轴、轮盘等重载的回转件，以及飞机构件等。 ⑶(?+?)钛合金 钛中通常加入?稳定化元素、大多数还加入?稳定化元素所得到的(?+?)钛合金，塑性很好，容易锻造、压延和冲压，并可通过淬火和时效进行强化。热处理后强度可提高50～100％。 TC4是典型的(?+?)钛合金，成分为Ti?6Al?4V，经淬火及时效处理后，显微组织为块状?+?+针状?。其中针状?是时效过程中从?相中析出的。由于强度高，塑性好，在400℃时组织稳定，蠕变强度较高，低温时有良好的韧性，并有良好的抗海水应力腐蚀及抗热盐应力腐蚀的能力，所以适于制造在400℃以下长期工作的零件，要求一定高温强度的发动机零件，以及在低温下使用的火箭、导弹的液氢燃料箱部件等。 6.3.3 钛及钛合金的热处理 ⑴退火 消除应力退火目的是消除工业纯钛和钛合金零件机加工或焊接后的内应力。退火温度一般为450～650℃，保温1～4h，空冷。 再结晶退火目的是消除加工硬化。纯钛一般采用550～690℃温度，钛合金用750～800℃温度，保温1～3h，空冷。 ⑵淬火和时效 目的是提高钛合金的强度和硬度。 ?钛合金和含?稳定化元素较少的(?+?)钛合金，自?相区淬火时，发生无扩散型的马氏体转变?→?′,?′为马氏体，是?稳定化元素在?-Ti中的过饱和固溶体，具有密排六方晶格，硬度较低，塑性好，是一种不平衡组织，加热时效时分解成?相和?相的混合物，强度和硬度有所提高。 钛合金和含?稳定化元素较多的(?+?)钛合金淬火时，?相转变成介稳定的?相，加热时效后，介稳定?相析出弥散的?相，使合金的强度和硬度提高。 钛合金一般不进行淬火和时效处理，?钛合金和(?+?)钛合金可进行淬火时效处理，
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