图1 铜锌二元合金相图

 

　　黄铜是Cu-Zn合金，其组织是（α+β）双向组织。图1是铜锌二元合金相图。Zn溶入Cu中会形成α固溶体，在454℃以上，其溶解度随着温度下降而增加；在454℃时，Zn在α固溶体中溶解度最大，为39%;而在454℃以下，Zn在α固溶体中的溶解度随温度下降而减小。含Zn量小于39%的黄铜，通过再结晶退火、缓冷，可获得单一α固溶体组织，即单相黄铜（面心立方晶格），塑性优良，在热态和冷态下都有很好的成形性；当Zn量在39%-45%时，于454-458℃以上为α+β双相组织，即双相黄铜，β相（如图2所示）是电子化合物Cu-Zn为基的固溶体，体心立方晶格；当温度降至454-458℃时发生有序化转变，形成有序固溶体β‘相（如图3所示）。β相塑性较好，强度与硬度较高，而β’相硬而脆，热处理时应避免出现β‘相。因此双相黄铜适宜进行热加工，即在α+β双相状态下加工，而α+β’状态下不适宜冷加工。当Zn含量大于46%时，黄铜组织全部为脆性β‘相，塑性很差，无实用价值。

 

 

　　图2 LMtsKNS（58-2-2-1-1）黄铜的显微结构（亮色为α相，黑色为β相）

 

 

　　图3 Cu-40%Zn黄铜的微观组织（a）经过少量变形（b）等通道转角挤压+350℃下180min退火处理

 

　　不同的热处理方式对黄铜的组织会产生不同的影响。A DAVOODI等人研究了热处理对Cu-30Zn-1Sn黄铜组织的影响。他们采用了三种热处理方式（A试样先加热到800℃保温20h,然后放在温度为250℃的盐浴中保温20h,最后试样随炉冷却到室温；B试样先加热到800℃保温20h,然后在水中淬火；C试样先加热到600℃保温20h,然后在水中淬火）获得了相应的组织图片，如图4、图5、图6所示。Varli等人研究了不同热处理温度对58-2-2-1-1黄铜组织影响。他们经过730℃和690℃获得了如图7（a）、（b）的淬火组织；经过经过250℃、450℃和550℃获得了如图8（a）、（b）、（c）所示的回火组织。L.Ramiandravola等人研究了热处理过程中铸造Cu-Zn-Ai-Fe-Mn铝黄铜结构和亚结构的变化，他们发现特殊黄铜在退火的过程中发生了固溶体中Fe的析出以及α相的析出，α相析出呈针形沿着铸造结构结晶的方向沉淀，经过退火之后，在黄铜中只发现了非附着分散的颗粒，它们不均匀的分布在基体上。Kamali-M等人研究了含铜86%,含锌13%,含铁0.8%的黄铜的结构。他们发现当热处理温度为650℃时，将会析出最佳数量的γ相Fe.

 

 

　　图4 通过A热处理工艺获得的不同放大倍数的锡黄铜的组织

 

 

　　图5 通过B热处理工艺获得的不同放大倍数的锡黄铜的组织

 

 

　　图6 通过C热处理工艺获得的不同放大倍数的锡黄铜的组织

 

 

　　图7 58-2-2-1-1（LMtsSKA）黄铜经过730℃（a）和690℃（b）的淬火组织

 

 

　　图8 58-2-2-1-1（LMtsSKA）黄铜经过250℃（a）450℃（b）550℃（c）的回火组织