課題名稱銅及銅合金課次21教學(xué)目的與要求知識(shí)目標(biāo)：1.了解工業(yè)純銅的性能；2.掌握黃銅的牌號(hào)、性能及用途；3.了解白銅的牌號(hào)、性能及用途；4.掌握青銅的牌號(hào)、性能及用途。能力目標(biāo)：1.能根據(jù)牌號(hào)判斷銅合金的類別；2.能根據(jù)工件的性能進(jìn)行合理選材。重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：純銅的性能，黃銅的牌號(hào)及應(yīng)用，青銅的牌號(hào)及應(yīng)用。難點(diǎn)：根據(jù)零件的加工藝要求和使用性能要求選材。教學(xué)設(shè)計(jì)（方法、教具、手段、內(nèi)容）教學(xué)方法：分組討論法、板書(shū)講解、多媒體、對(duì)比歸納、舉例教學(xué)用具：教材、教案、PPT、圖片教學(xué)內(nèi)容：課題引入一、工業(yè)純銅的性能及用途1）性能2）用途二、黃銅的牌號(hào)、性能及用途牌號(hào)、性能及用途三、白銅的牌號(hào)、性能及用途牌號(hào)、性能及用途四、青銅的牌號(hào)、性能及用途牌號(hào)、性能及用途課外作業(yè)純銅有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？主要應(yīng)用？銅合金的分類及牌號(hào)。課后總結(jié)學(xué)習(xí)工業(yè)純銅及銅合金最好與生活中的工件相結(jié)合，有助于學(xué)生的理解。授課教案銅及銅合金銅在自然界中既可以以礦石的形式存在，又可以以純金屬的形式存在，是我國(guó)歷史上使用較早、用途較廣的一種非鐵金屬材料。一、工業(yè)純銅的性能及用途1、銅的性能特點(diǎn)（1）導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、抗磁性好。純銅又稱紫銅，密度8.98/cm3，熔點(diǎn)1083℃；（2）抗大氣和水的腐蝕能力強(qiáng)。但純銅在含有二氧化碳的濕空氣中表面將產(chǎn)生CuCO3·Cu（OH）2或2CuCO3·Cu（OH）3的綠色銅膜稱為銅綠。（3）加工性能好，面心立方晶格，無(wú)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，塑性好。某些銅合金也具有好塑性，故銅的某些銅合金易于冷熱壓力加工成型。銅合金還有較好的鑄造性能。由于銅及合金具有上述特點(diǎn)，故在電氣工業(yè)，儀表工業(yè)、造船業(yè)及機(jī)械制造業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。2.銅的分類及用途我國(guó)工業(yè)純銅有三個(gè)牌號(hào)：即一號(hào)銅（99.95%Cu）、二號(hào)銅（99.90%Cu），三號(hào)銅（99.7%Cu），其代號(hào)分別為T1、T2、T3。此外，純銅除工業(yè)純銅外，還有一類叫無(wú)氧銅，其含氧量極低，不大于0.003%，其代號(hào)有Tu1，Tu2，“u”是“無(wú)”漢語(yǔ)拼音字首。純銅退火狀態(tài)，強(qiáng)度低，塑性好（σb=250～270Mpa，δ=35～45%），經(jīng)冷加工變形后強(qiáng)度升高，而塑性急劇降低（σb=400～500Mpa，δ=1～3%）。不能用作受力的結(jié)構(gòu)材料，工業(yè)純銅主要用導(dǎo)電、導(dǎo)熱，兼有抗腐蝕性的器材，如電線、電纜、電器開(kāi)關(guān)等，無(wú)氧銅主要作真空器件。純銅強(qiáng)度低，雖然冷加工變形可提高其強(qiáng)度，但塑性顯著降低，不能制作受力的結(jié)構(gòu)件。為了滿足制作結(jié)構(gòu)件的要求，在銅中加入合金元素，通過(guò)固溶強(qiáng)化，時(shí)效強(qiáng)化及過(guò)剩相強(qiáng)化等途徑提高合金的強(qiáng)度，獲得高強(qiáng)度的銅合金。常用的合金元素：Zn、Al、Sn、Mn、Ni、Fe、Be、Ti、Cr、Zr等。銅合金按其化學(xué)成分可分為黃銅、青銅、白銅三大類。二、黃銅的牌號(hào)、性能及用途黃銅是以Zn為主要合金元素的銅合金，具有良好的機(jī)械性能，易加工成型，對(duì)大氣、海水有相當(dāng)好的抗蝕能力，是應(yīng)用最廣的重要有色金屬材料。黃銅按其所含合金元素的種類可分為普通黃銅和特殊黃銅兩類；按生產(chǎn)方式可分為壓力加工黃銅和鑄造黃銅兩類。1.黃銅的牌號(hào)普通黃銅其牌號(hào)H+平均銅含量，如H62表62%Cu的其余量Zn。特殊黃銅：在普通黃銅的基礎(chǔ)上加入Al、Fe、Si、Mn、Pb、Sn、Ni等元素，形成特殊黃銅，它們比普通黃銅具有更高的強(qiáng)度、硬度、抗腐蝕性能。其牌號(hào)：H+主加元素符號(hào)+平均銅含量+主加元素平均含量，如HMn58-2，含58%Cu、2%Mn的特殊黃銅。無(wú)論普通黃銅，還是特殊黃銅，鑄造黃銅牌號(hào)前加“z”如：ZH62、ZHMn58-2、ZcuZn38、ZCuZn40Mn2。2.黃銅的熱處理①去應(yīng)力退火目的是消除應(yīng)力，防止黃銅零部件發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂及切削加工后的變形。既適用于加工黃銅，也適用于鑄造黃銅。②再結(jié)晶退火目的是消除加工黃銅的加工硬化現(xiàn)象。3.黃銅的用途如：金獎(jiǎng)黃銅---H90，彈殼黃銅---H70(H68)，日用黃銅---H62(H59)注意：雖然黃銅具有優(yōu)良抗蝕性，但當(dāng)零件以冷壓力加工（擠壓、沖壓、彎曲等）成形時(shí)，由于其中有殘余內(nèi)應(yīng)力存在，在氨、濕氣、海水作用下，極易出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂現(xiàn)象——稱為黃銅的“季裂”。為了防止這種現(xiàn)象，冷壓力加工后的黃銅零件（如彈殼等）必須進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力的退火（250～300℃保溫1h以上）三、白銅的牌號(hào)、性能及用途1.牌號(hào)白銅是以Ni為主要合金元素的合金。白銅其牌號(hào)B+平均鎳含量，如H16表示含16%Ni的其余量Cu。2.性能Ni和Cu在固態(tài)下能完全互溶，所以各類銅鎳合金均為α單相固溶體，具有很好的冷熱加工性能，不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，只能用固溶強(qiáng)化和加工硬化來(lái)提高強(qiáng)度。3.用途白銅具有高的抗蝕性和優(yōu)良的冷熱加工成形性，精密儀器儀表，化工機(jī)械及醫(yī)療器械中的關(guān)鍵材料。四、青銅的牌號(hào)、性能及用途除黃銅（銅-鋅合金）和白銅（銅-鎳合金）以外的其它銅合金稱為青銅，青銅是以Sn、Al、Si、Be、Ti等為主要合金元素的銅合金按照生產(chǎn)方式：加工青銅和鑄造青銅兩類。1．牌號(hào)牌號(hào)：Q+主加元素符號(hào)+主加元素平均含量（+其他元素的平均含量）。如QSn4-3表示平均WSn≈4%、WZn≈3%，其余為Cu的加工錫青銅。2.常用青銅性能及用途根據(jù)主加元素的不同青銅常見(jiàn)的有三種：錫青銅、鋁青銅、鈹青銅1）錫青銅的性能及用途主加元素為錫的青銅為錫青銅，其在大氣、海水、淡水以及蒸汽中的耐蝕性比純銅和黃銅好，但在鹽酸、硫酸和氨水中的耐蝕性較差；具有良好的減摩性，無(wú)磁性、無(wú)冷脆現(xiàn)象；錫青銅中加入少量Pb，可提高耐磨性和切削加工性能；加入P可提高彈性極限、疲勞強(qiáng)度及耐磨性；加入Zn可縮小結(jié)晶溫度范圍，改善鑄造性能。加工錫青銅適于制造儀表上要求耐磨、耐蝕的零件及彈性零件、滑動(dòng)軸承、軸套及抗磁零件等。

鑄造錫青銅適宜制造形狀復(fù)雜，外形尺寸要求嚴(yán)格，致密性要求不高的耐磨、耐蝕件，如軸瓦、軸套、齒輪、蝸輪、蒸汽管等。2）鋁青銅的性能及用途以Al為主要添加元素的銅合金稱為鋁青銅，應(yīng)用最廣泛。其耐蝕性、耐磨性高于錫青銅與黃銅，并有較高的耐熱性、硬度、韌性和強(qiáng)度。加工鋁青銅主要用來(lái)制造各種要求耐蝕的彈性元件及高強(qiáng)度零件。鑄造鋁青銅用于制造要求有較高強(qiáng)度和耐磨性的摩擦零件。3）鈹青銅的性能及用途以Be為主要添加元素的銅合金(WBe＝1.7%～2.5%)。在淬火狀態(tài)下塑性好，可進(jìn)行冷變形和切削加工，制成零件，經(jīng)人工時(shí)效處理