铜、黄铜和青铜,或“红色金属”,最初可能看起来相同,但大不相同。铜是一种纯元素金属,具有标志性的红棕色调,以其出色的导热性和导电性而著称,使其可用于电线和电子产品。黄铜是铜和锌的合金,呈现出更亮、更黄的外观,并为装饰艺术、管道装置和乐器提供增强的强度和延展性。青铜主要是铜和锡的合金,具有更高的硬度和耐腐蚀性,尤其是对海水的抵抗力,使其成为海事应用、雕塑和轴承的首选材料。将铜、青铜和黄铜进行比较,可以发现成分的细微变化如何导致材料具有不同的特性和应用。
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铜
铜因其优异的导电性和导热性、强度、可成型性和耐腐蚀性而被用于各种产品中。由于管道和管件具有耐腐蚀性,通常由这些金属制成。它们可以很容易地焊接和钎焊,并且许多可以通过各种气体、电弧和电阻方法进行焊接。它们可以抛光和抛光到几乎任何所需的质地和光泽。
非合金铜有不同等级,它们所含杂质的数量可能会有所不同。无氧铜牌号明确用于需要高导电性和延展性的功能。
铜最重要的特性之一是它对抗细菌的能力。经过环境保护署的广泛抗菌测试,发现 355 种铜合金,包括许多黄铜,被发现在接触后两小时内杀死超过 99.9% 的细菌。发现正常的失去光泽不会损害抗菌效果。
铜应用
铜是最早发现的金属之一。希腊人和罗马人将其制成工具或装饰品,甚至有历史细节显示铜用于消毒伤口和净化饮用水。今天,它最常见于电线等电气材料中,因为它能够有效地导电。
黄铜
黄铜是添加了锌的铜合金。黄铜可以添加不同数量的锌或其他元素。这些可变混合物产生广泛的特性和颜色变化。锌含量的增加使材料具有更高的强度和延展性。黄铜的颜色范围从红色到黄色,具体取决于添加到合金中的锌量。
如果黄铜的锌含量在 32% 到 39% 之间,它将具有更高的热加工能力,但冷加工将受到限制。
如果黄铜的锌含量超过 39%,它将具有更高的强度和更低的延展性(在室温下)。
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黄铜应用
黄铜通常用于装饰目的,主要是因为它类似于黄金。由于其高可加工性和耐用性,它也常用于制造乐器。
其他黄铜合金
锡黄铜
锡黄铜是铜、锌和锡的合金。该合金组包括海军部黄铜、海军黄铜和自由加工黄铜。在许多环境中,添加锡是为了抑制脱锌(锌从黄铜合金中浸出)。该组对脱锌敏感性低,强度适中,耐大气和水腐蚀性高,导电性优异。它们具有良好的热锻性和良好的冷成型性。这些合金通常用于制造紧固件、船用五金、螺丝机零件、泵轴和耐腐蚀机械产品。
青铜
青铜是一种主要由铜并添加其他成分组成的合金。在大多数情况下,添加的成分通常是锡,但砷、磷、铝、锰和硅也可用于在材料中产生不同的特性。所有这些成分产生的合金比单独的铜硬得多。
青铜的特点是暗金色。您还可以区分青铜和黄铜,因为青铜的表面会有微弱的环。
铜牌应用
青铜用于雕塑、乐器和奖章的制造,以及衬套和轴承等工业应用,其中其低金属对金属摩擦是一个优势。由于其耐腐蚀性,青铜还具有航海应用。
其他青铜合金
磷青铜(或锡青铜)
这种合金的锡含量通常为 0.5% 至 1.0%,磷含量范围为 0.01% 至 0.35%。这些合金以其韧性、强度、低摩擦系数、高抗疲劳性和细晶粒而著称。锡含量增加了耐腐蚀性和抗拉强度,而磷含量增加了耐磨性和刚度。该产品的一些典型最终用途是电气产品、波纹管、弹簧、垫圈和耐腐蚀设备。
铝青铜
它的铝含量范围为 6% – 12%,铁含量为 6%(最大值),镍含量为 6%(最大值)。这些组合添加剂可提供更高的强度和出色的耐腐蚀性和耐磨性。这种材料通常用于制造船用硬件、套筒轴承和处理腐蚀性流体的泵或阀门。
硅青铜
这种合金可以覆盖黄铜和青铜(红色硅黄铜和红色硅青铜)。它们通常含有 20% 的锌和 6% 的硅。红黄铜具有高强度和耐腐蚀性,常用于阀杆。红青铜非常相似,但它的锌浓度较低。它通常用于制造泵和阀门部件。
镍黄铜(或镍银)
这是一种含有铜、镍和锌的合金。镍使材料看起来几乎是银色的。它具有适度的强度和相对较好的耐腐蚀性。这种材料通常用于制造乐器、食品和饮料设备、光学设备和其他注重美观的物品。
铜镍(或白铜)
这种合金可以含有 2% 到 30% 的镍。这种材料具有非常高的耐腐蚀性和热稳定性。这种材料在蒸汽或潮湿空气环境中对应力和氧化下的腐蚀开裂也表现出非常高的耐受性。这种材料中较高的镍含量将提高在海水中的耐腐蚀性和对海洋生物污垢的抵抗力。这种材料通常用于制造电子产品、船用设备、阀门、泵和船体。
黄铜、青铜还是铜哪个更贵?
虽然它可能因您比较的等级而异,但铜通常是三种红色金属中最昂贵的。虽然这三种物质都含有铜,但由于混合了合金元素,黄铜和青铜的百分比远低于纯铜。这降低了黄铜和青铜的成本。青铜通常比黄铜更昂贵,部分原因是制造青铜所需的工艺。
哪个持续时间更长:黄铜、青铜还是铜?
黄铜、青铜或铜的寿命在很大程度上取决于各种因素,包括特定的合金成分、环境条件和金属的预期用途。通常,黄铜具有良好的耐腐蚀性,使其使用寿命长。然而,在特别恶劣或腐蚀性的环境中,黄铜会逐渐降解。适当的维护和保护涂层可以延长其使用寿命。由于其耐湿性和耐腐蚀性,青铜通常比纯铜或某些黄铜合金具有更长的使用寿命。纯铜在大多数环境中具有很强的耐腐蚀性。然而,它会逐渐氧化,形成绿色铜绿 (verdigris)。
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哪些因素会影响黄铜、青铜和铜的使用寿命?
黄铜、青铜和铜材料的寿命受多种因素影响,包括:
组成–黄铜、青铜或铜的特定合金成分会显着影响它们的耐用性。具有不同比例的铜和其他金属(如黄铜中的锌或青铜中的锡)的不同合金可以表现出不同程度的耐腐蚀性和机械强度。
环境条件 – 周围环境对这些金属的寿命起着至关重要的作用。湿度、温度、污染水平、暴露于盐水和化学污染物等因素都会影响腐蚀速度。例如,暴露在盐水中的海洋环境会加速腐蚀。
暴露在湿气中 – 湿气是腐蚀的关键因素。长时间暴露在潮湿或高湿度水平下会导致这些金属腐蚀,尤其是在存在氧气和某些化学物质的情况下。
机械应力 – 机械应力,例如振动、弯曲或冲击,会影响这些材料的使用寿命。应力会导致微裂纹或磨损,从而促进腐蚀。
pH 值 – 周围环境的 pH 值会影响腐蚀速率。强酸性或碱性条件可能会增加这些金属对腐蚀的敏感性。
维护 – 定期维护措施,例如清洁、保护涂层和润滑,可以延长黄铜、青铜或铜材料的使用寿命。去除污染物并涂上适当的涂层有助于防止腐蚀。
接触化学品 – 接触化学品,包括酸、碱和工业污染物,会影响这些金属的耐腐蚀性。在涉及接触此类物质的应用中,应考虑与特定化学品的相容性。
设计和安装 – 由这些金属制成的组件的设计和安装会影响其耐用性。适当的设计、材料选择和安装技术可以减少压力,防止积水,并延长使用寿命。
工作温度 – 极端温度会影响这些材料的机械性能和耐腐蚀性。一些合金在高温下的性能可能比其他合金更好。
使用频率 – 频繁使用和磨损会影响由这些金属制成的组件的使用寿命,尤其是在运动部件或高应力应用中。
涂层和表面处理 – 应用保护涂层或表面处理,例如镀锌或阳极氧化,可以增强这些金属的耐腐蚀性并延长其使用寿命。
你如何区分青铜和黄铜?
区分青铜和黄铜有时可能具有挑战性,因为它们具有相似的外观,主要是淡黄色或红金色。但是,有几种方法可以区分两者:
成分 – 区分青铜和黄铜最可靠的方法是了解它们的成分。青铜主要由铜和锡组成,尽管它可以包含其他元素。青铜金属中的锡含量通常在 5% 到 12% 之间。黄铜主要由铜和锌组成,锌的比例各不相同。黄铜的锌含量范围很广,从低于 10% 到超过 40%,具体取决于特定合金。
颜色 – 虽然这两种金属都具有金色外观,但与黄铜的较淡黄色相比,青铜金属通常略带红色或粉红色。然而,由于合金成分的变化,单独的颜色可能并不总是一个决定性的指标。
密度 – 青铜通常比黄铜更密集。如果您有两个大小相同的物体,青铜物体通常会感觉更重。
磁性 – 黄铜没有磁性,而一些青铜合金由于铁或其他磁性元素的存在而表现出弱磁性。然而,这种方法可能并不总是决定性的,因为并非所有青铜合金都是磁性的。
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声音 – 敲击时,青铜比黄铜产生低音调更低、更共鸣的声音,黄铜的声音音调更高。
实验室分析 – 在某些情况下,尤其是在处理古董或贵重物品时,实验室分析可以确定金属的精确成分,确认它是青铜还是黄铜。
黄铜是金属吗?
黄铜是一种金属,它从其主要成分铜继承了其金属特性,但也从锌和任何其他可能与它形成合金的金属那里获得了额外的特性。
黄铜是由什么制成的?
黄铜是铜和锌的合金。铜和锌的比例可以变化,从而产生具有不同机械和电气性能的不同类型的黄铜合金。黄铜通常含有约 55% 至 95% 的铜和 5% 至 45% 的锌。某些类型的黄铜还含有少量其他元素,例如用于提高可加工性的铅或用于增加耐腐蚀性的锡。
青铜是由什么制成的?
青铜是铜和锡的合金。青铜的典型成分约为 88% 的铜和 12% 的锡,尽管这些比例可能因青铜金属的具体类型而异。与使用锌作为铜的主要合金元素的黄铜不同,青铜的独特特性来自于添加锡,这增强了合金的强度、硬度和耐腐蚀性。
青铜还可以包含少量的其他元素,如铝、锰、镍或磷,以生产具有特定性能的合金,以满足不同的应用需求。例如,铝青铜含有铝,可以提高强度和耐腐蚀性,而磷青铜含有磷,以提高耐磨性和刚度。
青铜和铜有什么区别?
铜是一种纯金属元素,符号为 Cu,原子序数为 29。它是天然存在的,可以在自然界中以直接可用的金属形式找到。青铜是一种主要由铜和锡组成的合金。它还可能包含其他元素,如铝、锰、镍、磷或硅,以实现特定性能。
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