7.2.3 青铜

1.青铜牌号的表示方法

青铜牌号由代号“Q”加第一个主添元素符号及除基体元素Cu以外的合金元素平均质量分数（以百分之几计）组成。例如：QBe1.7，QSn4-3，QAl9-5-1-1。

2.青铜的牌号及化学成分

青铜分为加工青铜和铸造青铜两类。

（1）加工青铜的牌号及其化学成分 加工青铜的牌号及其主要化学成分如表7-16所示。

表7-16 加工青铜的牌号及其主要化学成分（质量分数，%）（GB/T 5231—2001）

（续）

（2）铸造青铜合金的牌号及其主要化学成分（见表7-17）

表7-17 铸造青铜合金的牌号及其主要化学成分（GB 1176—1987）

3.加工青铜的热处理

（1）均匀化退火 压力加工用锡青铜在铸造时会产生严重的偏析现象，甚至出现脆性共析体，给加工带来困难。均匀化退火可消除铸锭在化学组成及组织上的不均匀性，提高塑性，防止加工时出现破裂。锡青铜的均匀化退火工艺如表7-18所示。

表7-18 锡青铜的均匀化退火工艺

（2）去应力退火 目的是消除在压力加工、焊接和铸造过程中产生的残留内应力，稳定尺寸及性能，提高弹性元件的弹性稳定性。加工青铜的去应力退火温度如表7-19所示。保温时间一般为30～60min，保温后空冷。

表7-19 加工青铜的去应力退火温度

（3）中间退火 加工青铜在压力加工过程中需进行中间退火。加工青铜的中间退火温度如表7-20所示。

表7-20 加工青铜的中间退火温度

（续）

（4）最终退火 锡青铜棒材、线材的退火温度如表7-21所示。加工青铜合金预冷变形60%后的最佳退火工艺如表7-22所示。铝青铜的退火温度如表7-23所示。

表7-21 锡青铜棒材、线材的退火温度

表7-22 加工青铜预冷变形60%后最佳退火工艺

表7-23 铝青铜的退火温度

（5）固溶处理和时效

1）铝青铜的固溶处理和时效。铝青铜经固溶处理和时效后，强度显著提高。如果在时效前增加一次预先冷变形，强化效果更佳。铝青铜的固溶处理和时效工艺如表7-24所示。

表7-24 铝青铜的固溶处理和时效工艺

2）铍青铜的固溶处理和时效。由图7-2所示的Cu-Be合金相图可见，w（Be）＜2.1%的合金均可进行固溶时效强化。

图7-2 Cu-Be合金相图

固溶加热温度及时间的选择原则：①使强化相充分固溶；②使晶粒度保持在0.015～0.45mm。

铍青铜的固溶加热温度一般为780～820℃，用于制作弹性元件的材料采用760～780℃。保温时间一般以1h/25mm计算，厚度很薄的工件可适当缩短。铍青铜在冷却时相变进行得很快，因此操作时要特别迅速，尽量缩短淬火转移时间，一般零件不得大于5s，厚度较薄的零件不得超过3s。淬火介质为清洁的水，水温应在10℃以下。对于形状复杂的工件，也可采用油淬。

时效处理温度一般为300～340℃。铍的质量分数低于0.5%的高导电性电极合金，固溶处理温度较高，时效温度也高，为450～480℃。时效时间一般为1～3h。对于以要求高硬度和高耐磨性的零件，时效时间为1～2h。对于弹性零件，时效时间为2～3h。保温后的冷却速度对性能影响不大。

铍青铜的固溶处理及时效温度如表7-25所示。铍青铜薄板、带材及厚度很小的工件固溶处理时的保温时间如表7-26所示。

表7-25 铍青铜的固溶处理及时效温度

表7-26 铍青铜薄板、带材及厚度很小的工件固溶处理时的保温时间

铍青铜是一种典型的沉淀硬化型合金，经固溶时效处理后，晶粒细化，硬度和强度提高，接近中强度钢的水平。时效温度和时效时间对QBe2力学性能的影响如表7-27和表7-28所示。固溶处理温度对QBe1.9板材晶粒尺寸和力学性能的影响如表7-29所示。

表7-27 时效温度对QBe2力学性能的影响

表7-28 时效时间对QBe2力学性能的影响

表7-29 固溶处理温度对QBe1.9板材晶粒尺寸和力学性能的影响

注：试样厚0.85mm，保温时间为25min，未时效。

表7-30列出了铍青铜QBe2、QBe1.9经固溶处理和时效后的力学性能。

表7-30 铍青铜QBe2、QBe1.9经固溶处理和时效后的力学性能

（续）

3）其他青铜的固溶处理和时效

表7-31所示为几种青铜（硅青铜、锆青铜和铬青铜）的固溶处理和时效工艺。QZr0.2、QCr0.6-0.4-0.05经固溶处理后，一般进行50%～75%的冷变形，然后再时效，处理后强度有明显提高。

表7-31 几种青铜的固溶处理和时效工艺

4.青铜的力学性能

青铜的力学性能及用途如表7-32所示。

表7-32 青铜的力学性能及用途

（续）

（续）