铜，这一在生产和生活中不可或缺的重要金属，以多种形态呈现在我们的视野中。无论是金属本身，还是与其它元素结合形成的合金，甚至是铜的化合物，都展现了其广泛的应用价值。从古至今，铜一直陪伴着我们，见证着人类社会的繁荣与进步。在21世纪的今天，铜更是成为了推动世界飞速发展的关键元素之一。
     铜，这一化学元素，以其独特的物理和化学性质，在众多领域发挥着关键作用。它的化学符号为Cu，原子序数为29，属于过渡金属范畴。铜在电线制造领域的应用尤为突出，因其导电性和导热性仅次于银，且价格远低于银，因此成为电线制造的优选材料。
此外，铜还拥有多种分类。除了纯铜，还有合金铜，如黄铜（铜与锌的合金）、白铜（铜与镍的合金）以及青铜（铜与其他元素的合金，包括锡青铜和铝青铜等）。同时，紫铜也是一种特殊的铜，其铜含量极高，杂质总含量低于1%。

在铜的加工方面，也存在着多种分类。包括硫酸铜、氯化铜等化合物，以及铜棒、铜排、铜锭、铜板、铜线等不同形态的铜材。这些铜材通过轧制、挤制和拉制等方法进行加工，形成棒、线、板、带、条、管、箔等多种形状。其中，板材和条材既有热轧也有冷轧，而带材和箔材则都是冷轧产品。管材和棒材则分为挤制品和拉制品，线材则全部为拉制品。
纯铜，这种玫瑰红色的金属，在表面形成氧化铜膜后呈现出紫色，因此也被工业上称为紫铜或电解铜。它的密度介于8~9g/cm³之间，熔点高达1083℃。纯铜不仅导电性***，广泛用于制造电线、电缆、电刷等，其导热性也相当出色，常被用于制造磁学仪器、仪表等需防磁性干扰的设备，如罗盘和航空仪表。此外，纯铜的塑性极好，易于进行热压和冷力加工，从而制成各种形态的铜材，如管、棒、线、条、带、板、箔等。

在中国，紫铜加工材按照成分可分为四大类：普通紫铜（包括T1、T2、T3、T4等）、无氧铜（如TU1、TU2及高纯、真空无氧铜）、脱氧铜（如TUP、TUMn）以及添加少量合金元素的特种铜（例如砷铜、碲铜和银铜）。纯铜的电导率和热导率在金属中仅次于银，这使得它成为制作导电和导热器材的理想选择。同时，紫铜在众多环境中都展现出良好的耐蚀性，特别是在大气、海水以及某些非氧化性酸、碱、盐溶液中，其耐蚀性更为出色。此外，紫铜还具有良好的焊接性和可塑性，能够经过冷、热加工制成各种半成品和成品。在20世纪70年代，紫铜的产量甚至超过了其他各类铜合金的总产量。

然而，纯铜中的微量杂质会对铜的导电和导热性能产生显著影响。例如，钛、磷、铁和硅等元素会显著降低电导率，而镉和锌的影响则相对较小。同时，氧、硫、硒和碲等元素在铜中的固溶度较低，它们与铜反应生成的脆性化合物虽然对导电性影响不大，但会降低加工时的塑性。在某些情况下，如普通紫铜在含氢或一氧化碳的还原性气氛中加热时，这些气体可能与晶界的氧化亚铜反应，产生高压水蒸气或二氧化碳气体，导致铜材破裂，这种现象被称为“氢病”。此外，氧还会对铜的焊接性产生不利影响。而铋或铅与铜生成的低熔点共晶则可能使铜产生热脆或冷脆。磷虽然能显著降低铜的导电性，但可以提高铜液的流动性并改善焊接性。适量的铅、碲和硫等元素还能改善铜的可切削性。
黄铜，这种铜与锌的合金，在工业领域有着广泛的应用。通过调整黄铜中锌的含量，可以获得具有不同机械性能的合金。一般来说，黄铜中锌的比例越高，其强度也会相应提升，但同时塑性会降低。在实际工业应用中，为了确保黄铜的性能稳定，其含锌量通常控制在45%以内，以避免因锌含量过高而导致的脆性问题。此外，黄铜产品可分为铸造和压力加工两大类，以满足不同的生产需求。

黄铜的分类：

黄铜，这一铜与锌的合金，在工业领域发挥着至关重要的作用。其性能和特点在很大程度上取决于锌的含量。为了满足不同的生产需求，黄铜被广泛地分为铸造和压力加工两大类别。通过合理调整锌的比例，可以获得具有特定机械性能的黄铜合金，从而确保其在实际应用中的稳定性和耐用性。
1）普通黄铜

普通黄铜，这一由铜与锌所组成的合金，其性能与含锌量密切相关。当锌的含量低于39%时，锌会充分溶于铜中，形成单相a，即单相黄铜。此类黄铜具有良好的塑性，非常适合进行冷热加压加工。然而，当锌的含量超过39%时，黄铜中会出现a单相与以铜锌为基的b固溶体共存的双相结构，即双相黄铜。这种结构的黄铜塑性较低，但抗拉强度有所提高，因此更适宜进行热压力加工。

在命名上，普通黄铜采用“H+数字”的方式进行表示，其中H代表黄铜，而数字则表示铜的质量分数。例如，H68黄铜即表示其含铜量为68%，含锌量为32%。若为铸造黄铜，则会在代号前添加“Z”字，如ZH62。

此外，不同相结构的黄铜在应用上也有所不同。例如，H90和H80单相黄铜因其金黄色的外观而常被用于制作镀层、装饰品及奖章等。而H68和H59双相黄铜则因其出色的机械性能而被广泛应用于电器结构件，如螺栓、螺母、垫圈和弹簧等。在加工方式上，冷变形加工通常选用单相黄铜，而热变形加工则更适宜采用双相黄铜。
2）特殊黄铜

在普通黄铜的基础上，通过加入其他合金元素，我们可以得到多元合金，这类黄铜被称为特殊黄铜。常见的添加元素包括铅、锡、铝等，从而形成了铅黄铜、锡黄铜、铝黄铜等不同类型。这些合金元素的加入旨在提升黄铜的抗拉强度并改善其工艺性能。

在命名上，特殊黄铜的代号遵循一定的规则，即“H+主加元素符号（除锌外）+铜的质量分数+主加元素质量分数+其他元素质量分数”。例如，HPb59-1黄铜表示其铜的质量分数为59%，主加元素铅的质量分数为1%，其余为锌，是一种铅黄铜。
3）青铜
青铜，这一历史上应用悠久的合金，***初指的是铜锡的混合物。因其色泽青灰，而得名青铜。为了进一步优化合金的性能，现代工业中常在青铜中融入其他元素，例如铅、锌和磷等。尽管锡元素较为稀缺，但工业上仍广泛使用不含锡的无锡青铜，它们不仅经济实惠，更满足了特定的性能需求。青铜产品可大致分为压力加工和铸造两大类别。
    代号规定为"Q+主加元素符号及质量分数+其它元素的质量分数"，如Qal7表示含铝5%的铝青铜，ZQsn10-1则代表含锡10%的铸造锡青铜。青铜主要分为锡青铜和特殊青铜（即无锡青铜）两大类。锡青铜，以锡为主要添加元素，含锡量通常在314%之间。当含锡量低于5%时，适合冷变形加工；57%时则适宜热变形加工；而含锡量超过10%时，则更适合铸造。锡青铜的耐蚀性在大气和海水中表现优异，但耐酸性略差。其结晶温度范围宽，流动性好，适合铸造形状复杂、壁厚较大的铸件，但不适宜制作高致密度和密封性要求严格的铸件。此外，锡青铜还具备良好的减摩性、抗磁性和低温韧性。

压力加工锡青铜的含锡量通常低于8%，可通过冷热压力加工成板、带、棒、管等型材。经过加工硬化后，其抗拉强度和硬度提升，而塑性有所下降。退火处理可进一步提高其塑性，并获得高弹性极限。这类青铜常用于制造仪表中的耐蚀、耐磨件，弹性件，以及机器中的滑动轴承和轴套等。

铸造锡青铜则以铸锭形式供应，适用于铸造形状复杂但致密度要求不高的铸件，例如滑动轴承和齿轮等。常用的铸造锡青铜包括ZQsn10-1和ZQsn6-6-3等。
4) 特殊青铜
特殊青铜是在锡青铜的基础上，通过加入其他元素（如铝、铅等）来取代锡，或者完全不含锡，从而形成的一类青铜。这类青铜多数情况下，其机械性能、耐磨性和耐蚀性都优于锡青铜。常见的特殊青铜包括铝青铜（如QAL7和QAL5），以及铅青铜（如ZQPB30）等。

此外，还有一种以镍为主要添加元素的铜基合金，它呈现出银白色的外观，被称为白铜。白铜中的镍含量通常为10%、15%或20%，且镍含量越高，合金的颜色就越白。铜和镍的二元合金被称为普通白铜，而加入锰、铁、锌和铝等元素的铜镍合金则称为复杂白铜。纯铜中加入镍可以显著提升其强度、耐蚀性、电阻以及热电性能。根据其性能特点和用途的不同，工业用白铜可分为结构用白铜和电工用白铜两大类，以满足各种特定的耐蚀和电、热性能需求。
5) 白铜，作为一种以镍为主要添加元素的铜基合金，展现出银白色的外观，因而得名。这种合金中，铜与镍的二元组合被称为普通白铜，而当加入锰、铁、锌和铝等元素时，则被称为复杂白铜。纯铜中加入镍能够显著提升其多项性能，包括强度、耐蚀性、电阻以及热电性能。在工业领域，白铜被广泛分类为结构用白铜和电工用白铜，以满足不同的耐蚀性和电、热性能需求。

接下来，我们探讨一下铜的辨别方法。
白铜、黄铜、红铜（也被称为“紫铜”）、青铜（呈现青灰色或灰黄色）这些铜的变种，在颜色上各有特点，因此可以通过观察颜色进行初步区分。其中，白铜和黄铜的区分相对简单；而红铜作为纯铜的代表（杂质含量小于1%），与青铜（其他合金成分占比约5%）的区分则稍显复杂。在未氧化的状态下，红铜的色泽比青铜更为明亮，青铜则略带青色或黄色偏暗。一旦发生氧化，红铜会变为黑色，而青铜则会呈现青绿色（多因有害氧化）或巧克力色。

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