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微量元素進(jìn)入銅是不可避免的,有的是河北錫青銅及銅合金生產(chǎn)過程中進(jìn)入的,有的是各種原料帶入的,也有人為加入的,這些元素通過改變銅的組織,組織又決定著性能,從而對銅的性能產(chǎn)生重要的影響,由于元素特性的不同,可以不固溶于銅、微量固溶、大量固溶、無限互溶,固溶度隨溫度下降而激烈降低、固相下有復(fù)雜相變等,因此對銅性能的影響千差萬別。
1、氫:氫與銅不形成氫化物,氫在液態(tài)和固態(tài)銅中的溶解度隨著溫度升高而增大,特別是在液態(tài)銅中有很大的溶解度,在凝固時,會在銅中形成氣孔,從而導(dǎo)致銅制品的脆性和表面起皮;在固態(tài)銅中,氫以質(zhì)子狀態(tài)存在,氫的電子填充銅原子的S層軌道,形成質(zhì)子型固溶體,氫對銅的性能雖然影響甚微,但氫對銅及銅合金來說是有害的,含氧銅在氫氣中退火時會產(chǎn)生裂紋,即“氫病”
2、氧:在銅的生產(chǎn)過程中是不可避免的,其影響也非常重要,氧在銅中除極少易固溶外,均以Cu2O形式存在,銅的氧化物不固溶于銅,呈現(xiàn)Cu+Cu2O共晶組織, 分布于晶界,共晶反應(yīng)為:L含氧0.39% 1065℃ α含氧0.01%+Cu2O,亞共晶銅中的含氧量與共晶量成正比,可在顯微鏡下與標(biāo)準(zhǔn)圖片比較來測定銅中的含氧量。
3、磷:隨著溫度降低,磷在銅中的固溶量迅速減 少,300℃時為0.6%,200℃時為0.4%;固溶于銅中的磷顯著的降低其導(dǎo)電率,含P0.014%的軟帶導(dǎo)電率為94%IACS,含P0.14%的 導(dǎo)電率僅為45.2%;磷是有效、成本低的脫氧劑,微量磷的存在,可以提高熔體的流動性,改善銅及合金的焊接性能、耐蝕性能、提高抗軟化程度,廣泛用于生產(chǎn)建筑用水道管、制冷和空調(diào)器散熱管、艦船海水管路。
低磷銅合金板、帶材 在電子和化工工業(yè)中廣泛應(yīng)用,集成電路引線框架銅帶也大量使用低磷銅合金;共晶成份的磷銅合金,是優(yōu)良的焊接材料,高磷銅合金在580-620℃之間具有 超塑性,可以熱擠成φ3-φ5毫米焊絲,是焊接銅及銅合金、鋼和銅零件的重要材料。