铜合金及不锈钢

二、铜合金及不锈钢

1．铜合金

铜及其合金主要用作导电、导热、耐磨、耐腐蚀性的器材，如电器仪表、化工器材、造船、医药器械、机器轴承轴套、小齿轮等，建筑工程上铜合金主要用作装饰材料、建筑小五金、城市雕塑等。

铜合金按化学成分分为黄铜、青铜、白铜三大类。

（1）黄铜

黄铜分普通黄铜与特殊黄铜两种。普通黄铜中只加入锌一种合金元素，因而又称二元黄铜，其牌号用“H”表示，H后面的数字表示铜的含量百分数，如H68表示含铜量为68％，其余为锌的含量。H62黄铜强度高，σ_s＝110MPa，σ_b＝330MPa；塑性比较好，δ＝49％，HB＝56；颜色由橙色至金黄色，是应用最广的铜合金，有“商业黄铜”之称。建筑工程中所用金属装饰材料，小五金如铜楼梯扶手、栏杆、踏步防滑条、地毯压条、水磨石嵌缝条、地弹簧及其他小五金，几乎都是采用H62黄铜制成，表面处理大都为本色抛光。

（2）青铜

品种较多，建筑工程中常用的铸造青铜，主要合金元素是锡、锌、铅。铸造青铜牌号用“QZ”表示，并标出主要合金元素锡及其含量，如QZSn3—12—5，表示此青铜中锡含量2％～4％，含锌9％～13％，含铅3％～6％，其他为铜的含量。铸造青铜最主要的特点是耐腐蚀、耐磨、弹性好，铸件体积收缩小。青铜在空气中表面生成Cu₂O及2CuCO₃，Cu（OH）₂的致密薄膜，保护下面金属不受腐蚀，在大气、海水、碱和无机盐溶液中有极高的抗蚀性，所以暴露在海水、海风中的船舶，矿山机械零件等广泛使用青铜铸造。丹麦海边的美人渔塑像就是采用铸造青铜塑成。青铜在酸性溶液中会遭腐蚀。由于铸造青铜铸造时体积收缩及热裂倾向小，因此能铸造复杂的工件及艺术品，铸件尺寸精确。

（3）白铜

品种也很多，普通白铜主要合金元素是镍和钴，代号用“B”表示，如B₁₆表示白铜中镍与钴的含量为16％，其余为铜的含量。

铜浮雕艺术装饰板由铜箔与浸渍树脂层压而成，集我国青铜器著名文物为图案，具有民族风格和艺术价值，施工时镶、贴、嵌均可采用，适用于高级建筑大厅、休息厅等内部装修。

2．不锈钢

不锈钢是含铬或含铬镍的铁合金。不锈钢的品种现在已有170余种，而且每年还不断有新的改进型品种出现。习惯上按金相组织将不锈钢分为铁素体不锈钢、马氏体不锈钢和奥氏体不锈钢三类。

不锈钢牌号用一位数字表示平均含碳量，以千分之几计；平均含碳量小于千分之一的用“0”表示；含碳量不大于0．03％的用“00”表示，后面是主要合金元素符号及其平均含量，如0Cr13表示含碳量小于千分之一，平均含铬量为13％的铁素体不锈钢。2Cr13Mn9Ni4表示含碳量为2‰，平均含铬量为13％，平均含锰量为9％，平均含镍量为4％的奥氏体不锈钢。常用的不锈钢有lCr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、0Cr18Ni9和lCr18Ni9。不锈钢的主要化学成分及机械性能如表10－7所列。

表10－7　不锈钢化学成分及机械性能

不锈钢为非磁性体，膨胀系数大，为碳钢的1．3～l．5倍，但热导率小，只有碳钢的三分之一。不锈钢韧性及延展性均较好，常温下亦可加工，冷加工后其强度、硬度有较大提高，但脆性增加。不锈钢抗腐蚀性能强，但并非绝对不会腐蚀。在相同介质中，不同种类的不锈钢腐蚀速度不同；而同一种不锈钢，在不同介质中的腐蚀行为也不一样。例如只加入单一的合金元素铬的不锈钢，它们在氧化性介质（如水蒸气、大气、海水、氧化性酸）中有较好的耐蚀性，在非氧化性介质（如盐酸、硫酸、碱溶液）中则耐蚀性很低。镍－铬不锈铜由于加入了镍元素，而镍对非氧化性介质耐蚀性强，因而使这种不锈钢的耐蚀性进一步提高。

建筑工程中除要求耐腐蚀的工业厂房、设备使用不锈钢外，现代建筑采用不锈钢制品制作装饰材料的也日益增多，如各大宾馆采用镜面不锈钢板包柱。

彩色不锈钢板系在不锈钢板上进行技术和艺术的加工，使其成为蓝、灰、紫、红、绿、金黄、橙及茶色等各种色彩绚丽的不锈钢板，色泽随光照角度改变而产生变幻的色调效果。彩色不锈钢板的耐盐雾腐蚀性能超过一般不锈钢，耐磨和耐刻划性能相当于箔层镀金的性能。彩色面层在200℃的温度下或弯曲90°不会变色损坏，彩色层经久不褪色，为极富现代气息的装饰材料，可作电梯厢板、厅堂墙板、天花板、建筑装潢、招牌之用。