普通纯铜化学成分

普通纯铜化学成分、化学及物理性能介绍 普通纯铜化学成分、化学及物理性能介绍 普通纯铜是铜的质量分数不低于99.7%，杂质量极少的含氧铜，外观呈紫红色，故又称为紫铜。主要牌号有T1、T2、T3。 Ⅰ   化学成分 按GB/T 5231-2001规定，常用普通纯铜的化学成分见1-16。 表1-16 常用普通纯铜的化学成分(质量分数，%) 牌号 Cu+Ag P Bi Sb As Fe Ni Pb Sn S Zn O 杂质总和 不小于 不大于 T1 99.95 0.001 0.001 0.002 0.002 0.005 0.002 0.003 0.002 0.005 0.005 0.02 0.05 T2 99.90 - 0.001 0.002 0.002 0.005 - 0.005 - 0.005 - 0.1 T3 99.70 - 0.002 - - - - 0.01 - - - 0.3                             注：1.表中未列入的杂质包括在总和内 2.T2~T3的磷含量在杂质总和内控制，对导电用T2，杂质磷含量不大于0.001% 3.T3在杂质总和中的铅含量，经需方同意可不超过0.025% Ⅱ   物理及化学性能 A   热学性能 熔点：T1为1084.5℃ T2为1065~1082.5℃ T31065~1082℃ C11000为1083℃ C12500为1085℃ 熔化潜热：T1、T2为212.5kJ/kg C11000为205.4kJ/kg 沸点：2350~2600℃ 比热容：385~420J/(kg?K)，20℃时，C11000与C12500为385 J/(kg?K) 热导率：20℃时，C11000为388W/(m?K)，C12500为W/(m?K) 常用普通黄铜纯铜在不同温度下的热导率见表1-17。 表1-17 常用普通纯铜在不同温度下的热导率 温度θ/℃ -256 -160 -79 0 20 100 324 667 热导率λ/ W?(m?K)-1 约5024 450 400 391 390 380 352 339                   热膨胀：0~1084.5℃的线膨胀率为2.25%，常用普通纯铜线膨胀系数见表1-18。 表1-18 常用普通纯铜线膨胀系数 温度θ/℃ 常温 20~100 20~200 20~300 线膨胀系数α1/℃-1 普通纯铜 16.92×10-6 17.28×10-6 17.64×10-6 C11000 17.0×10-6 17.3×10-6 17.7×10-6 C12500 - - 17.7×10-6           B   质量特性 20℃时，99.999%加工纯铜的密度为8958kg/m3，铸态电解精铜的密度为8300~8700kg/m3(可取平均值8500kg/m3)，铸态无气体的电解精铜的密度为8850~8930kg/m3(可取平均值8920kg/m3)，C11000与C12500的密度为8890kg/m3。加工铜的密度与温度的关系见表1-19。 表1-19 加工铜的密度与温度的关系 状态 固态 液态 温度θ/℃ 20 900 1000 1084.5 1084.5 1200 密度ρ/kg?m-3 8930 8680 8470 8320 7990 7810               C   电学性能 根据技术标准规定，T2线材的电性能见表1-20。 表1-20 技术标准规定的T2线材在20℃时的电阻率 状态 电阻率ρ/μΩ?m 技术标准 软(M) ≤0.01800 GB/T 14593-1994 硬(Y) ≤0.01820       20℃时普通纯铜的电阻率和导电率见表1-21 表1-21 普通纯铜的电阻率和导电率 牌号 T1 T2 T3 C11000 C12500 电率/% IACS 102.3① 101.5① 100.6 101.5(O60) 98 电阻率/μΩ?m 0.0168 0.0171 0.0171 0.0170② 0.0176             注：①700℃退火30min后测定 ②100% IACS材料在℃叶的电阻温度系数为0.00393/K，101% IACS材料在-100~200℃时的电阻温度系数为0.00397/K。H14状态：1.78μΩ?m。97% IACS材料在0~100℃时的电阻温度系数为0.00381/K。 D   磁性 纯铜为抗磁性物质，室温磁化率为-0.085×10-6，温度对其磁化率的影响不大。铁磁性杂质(特别是铁)若在铜中呈不溶状态，则使铜显铁磁性。 E   弹性模量 20℃时纯铜的弹性模量为105~137GPa，切变模量为38~48GPa。C11000及C12500在O60状态，拉伸弹性模量为115GPa，剪切弹性模量为44GPa；C11000在H状态拉伸弹性模量为115~130GPa，剪切弹性模量为44~49GPa。再结晶铜的弹性模量见表1-22。 表1-22 20℃时再结晶铜的弹性模量和泊松系数 弹性模量E/GPa 切变模量G/GPa 压缩模量K/GPa 泊松系数 材料 125 46.4 139 0.35 退火软化电解铜 133 - - - 高纯铜           F   化学性能 ⑴抗氧化性能。铜耐高温氧化性能较差，在大气中于室温下即缓慢氧化。 ⑵耐腐蚀性能。铜与大气、水等作用，生成难溶于水的复盐膜，能防止铜继续氧化。 铜的耐蚀性良好，在大气中的腐蚀速率为0.002~0.5mm/a，在海水中的腐蚀速率为0.02~0.04mm/a。铜有较高的正电位，在非氧化无机酸和有机酸介质中均保持良好的耐蚀性，但在氨、氰化物、汞化物和氧化性酸水溶液中的腐蚀速率较快。 纯铜的化学性能见表1-23。 表1-23 纯铜的化学性能 合金 化学性能 C10100、C10200 按电动势，铜呈阴极，位于氢之前。因此，在与Fe、Al、Mg、Pb、Sn、Zn组成电偶时为阴极。C10100、C10200对大气、淡水、微咸水和海水有很强的抗蚀性，在非氧化酸中也有良好的抗蚀性，但对氧化性酸、湿氨、湿卤素、硫化物、含铵离子溶液的抗蚀性很低 C11000 C11000对下列介质有相当强的抗腐蚀特性：全部饮用水、多种工业水、矿泉水、矿井水、海水、微大事水；乙酸、醋酸、碳酸、柠檬酸、甲酸、草酸、酒石酸、脂肪酸、亚硫酸、纸浆厂亚硫酸盐溶液；熔融氢氧化钠与氢氧化钾，浓的或稀的苛性碱溶液；氯化铝、硫酸铝、氯化钙、硫酸铜、碳酸钠、硝酸钠、硫酸钠、硫酸锌溶液C11000也抗土壤腐蚀，可在地下设施中应用，不可用于下列介质中，即氧化性酸中，如：硝酸、氨水、酸性铬酸盐溶液、三氯化铁、汞盐、高氯酸盐、高硫酸盐溶液、充气的非氧化性酸如硫酸、乙酸。不过在完全没有空气的条件下，它们不会腐蚀铜紫铜在氨水和可引起黄铜应力腐蚀开裂的溶液中无应力腐蚀开裂倾向，可是在还原性气氛特别是在有氢存在的还原性介质中易变脆