锌当量系数复杂黄铜的组织,可根据黄铜中加入元素的“锌当量系数”来推算。因为在铜锌合金中加入少量其他合金元素,通常只是使Cu-Zn状态图中的α/(α+β)相区向左或向右移动。所以特殊黄铜的组织,通常相当于普通黄铜中增加或减少了锌含量的组织。例如,在Cu-Zn合金中加入1%硅后的组织,即相当于在Cu-Zn合金中增加10%锌的合金组织。所以硅的“锌当量”为10。硅的“锌当量系数” ,使Cu-Zn系中的α/(α+β)相界显著移向铜侧,即强烈缩小α相区。镍的“锌当量系数”为负值,即扩大α相区。
特殊黄铜中的α相及β相是多元复杂固溶体,其强化效果较大,而普通黄铜中的α及β相是简单的Cu-Zn固溶体,其强化效果较低。虽然锌当量相当,多元固溶体与简单二元固溶体的性质是不一样的。所以,少量多元强化是提高合金性能的一种途径。
铅易切削空心黄铜棒的其含量不得大于0. 002010。铋、碲、硫等元素对其他铜合金极为有害,出产中必需严格控制,防止原料、旧料、炉衬材料、辅助工具等的混用。空心黄铜棒具有较高的导电机能,并能防止开关粘结,进步其工作期限,确保运转。 Bi对铜的热导率与电导率的影响不大,真空开关触头铜可含0. 7%~1.0% Bi。一般在淬火和加工状态下应用,不需回火,以免Cu2 Te沿晶界沉淀,使材料变脆。
含0. 06%~0.7% Te的铜在产业中获得了实际应用。 Bi、Te等这些合金元素在铜中存在的特点、形式和铅相似,基本不溶于铜,以游离质点存在于晶界上,经后序加工弥散分布于铜基体,起润滑和减摩作用,使合金切屑易碎、易排,保证制品表面光洁。在某些特殊用途上,如要求高导电性的电触头等采用高铜合金系列。从加工机能方面来讲,此类合金的加工机能均不是很好,尤其是对高铜合金,其成分的控制及加工机能不易保证,而在无铅易切削黄铜棒中,锌的加入在一定程度上增大了其溶解度,并使其成分不乱性和加工机能得到改善。
量(0. 003 010)硒和碲(0.00050/0一0.003%)明显降低铜棒的可焊机能。 无铅易切削黄铜棒是易切削铅黄铜棒的替换产品,因为铅对人体危害较大,无铅易切削黄铜棒是以害第三合金元素来替换铅,目前已研制出的无铅黄铜棒合金体系有:Cu-Zn-Bi、Cu-Zn-Te、Cu-Zn-Bi-Te,同时在Cu-Bi、Cu-Te、Cu-C以及Cu-S等高铜合金体系上也有一定研究,但因为产品的可加工性、易切削性以及性价比等因素影响,目前有一定实际应用的主要为Cu-Zn-Bi无铅易切削黄铜棒。
碲在固态铜中的溶解度很小,以Cu2 Te弥散质点存在,对铜的电导率及热导率的影响很小,但能明显改善铜的切削机能。铋在270℃与铜形成共晶体,其中铋呈薄膜分布于铜晶界,严峻降低铜的加工机能。铋在铜中的溶解度很小,800℃时也只有0. 01%。