航空材料–铜合金

一、简介

铜是一种分布最广泛的金属。也是唯一的红色的有色金属，电导率仅次于银。铜有很多突出特点，如高的导电性、导热性、延展性，韧性等。铜有很好的延展性，韧性，是生产导线理想的材料。防腐能力也很强，淡水对铜不会产生腐蚀。铜的抗拉强度变化很大。铸铜，拉伸强度为约25000磅，当冷轧或冷拔抗拉强度提高到40000至67000磅。在飞机上，铜主要用于电源系统汇流条，地线，保险丝，起落架衬套。

二、类别

2.1黄铜是一种含有锌和少量的铝，铁，铅，锰，镁，镍，磷，锡的铜合金。锌含量30-35%的黄铜延展性很好，45%锌含量的黄铜则具有相对较高的强度。孟兹合金为60%铜和40%锌构成的黄铜。它具有优良的耐海水腐蚀性。这种金属具有50000磅的极限抗拉强度。它用于制造螺栓、螺母，以及部件来在接触盐水。

2.2红色黄铜，有时被称为“青铜”，因为它的锡含量，可用于制造燃油和滑油系统管路零件。这种金属具有良好的铸造和加工性能。青铜是含锡的铜合金。真正的青铜含有百分之25以上的锡，但那些含量少于百分之11的更有用，特别是制造飞机管路接头。

2.2.1铍青铜是近年来发展的最成功的铜合金，含有约百分之97的铜，百分之2铍，及足够的镍增加延伸率。这种金属的最重要的特征是，物理性能可以被热处理快速提升，拉伸强度在退火状态从70000磅迅速增加到热处理状态下的200000磅。铍铜抗疲劳和耐磨损特性，使它更适合于隔膜，精密轴承和衬套，球架，弹簧垫圈。

2.2.2在飞机使用的铜合金中，铝青铜占有率非常高。如果不是因为强度重量比，其堪比合金钢。铝青铜的强度和韧性相当于中碳钢，它具有很高的耐腐蚀性，包括空气，水，和化学品等的腐蚀。很容易锻造，热轧或冷轧和热处理。这些铜基合金中铝的含量达到16%以上，而其他的金属，如铁，镍，锰可添加。铝青铜有良好的撕裂性质，强度大，硬度，耐冲击和疲劳。由于这些特性，被用于膜片，齿轮及泵。铝青铜可制成棒材，板材，片材，条材，锻件等形式。

2.2.3锰青铜是一个强度非常高，坚韧，耐腐蚀的铜合金，它是铜锌合金增加铝，锰，铁，镍或锡形成。这种金属可以板弯，挤压，拉伸，或冷热轧到任何所需的形状。如果是棒料的形式，它通常用于机加工零件，如飞机起落架和支架等。

防爆工具的材质以铍青铜和铝青铜为原料，铍青铜合金、铝青铜合金在撞击或磨擦时不发生火花，十分适合用来制造在易爆、易燃、强磁及腐蚀性场合下使用的安全工具。

2.2.4硅青铜是最新发展的铜合金，其成分包含约95%的铜，3%的硅及2%锰、锌、铁、锡和铝。虽然不是真正意义上的青铜，因为它的锡含量太小，硅青铜仍然具有高强度和耐蚀性

三、标准

铜材料标准即是定义了各种铜及铜合金的性能数据的标准。标准是定义一种金属型号、形态和交货条件等的基础文献。同时铜材料的标准也是铜合金生产厂商、分销商和最终用户之间沟通的共同语言。

随着金属和制造业的全球化，让具有比较欧洲、美国、日本和其他全球铜材料标准的的能力变得越来越重要性。

铜材料在欧洲由欧盟标准(缩写为 EN )统一管理，欧盟标准是欧洲国家统一的金属标准体系，它使用六位字符来命名铜材料。第一个字母 C 表示 铜合金.；第二个字母表示产品的形式，比如 B – 铜锭，用于重熔制造铸造产品，C – 铸造产品，F – 钎焊和焊接用的填充材料，M – 中间合金，R – 未锻轧的精炼铜，S – 废料，W – 锻造产品和 X – 非标材料；后面常用三个数字，以定义具体材料；最后一个字母用于定义具体铜材料的类别特征，并有助于提高材料牌号系统的容量。

在北美铜合金标准被统一成统一编号系统 (UNS),该系统集合了美国测试和材料协会标准 (ASTM) 和美国机动车工程师协会标准 (SAE) 的铜合金材料。在 UNS 系统中铜及铜合金被定义为 C + 五位数的代号，五位数的代码是基于并取代了较早的美国铜和黄铜行业的三位数系统。

旧的三位数系统是由铜发展协会 (CDA) 建立和管理，在许多文档和打印文件中铜合金依然被标注为 “CDA 编号”。UNS 系统铜牌号只是简单在 CDA 编号后面加上两位数字，例如易切削黄铜，原为“CDA 360”，就变成了 UNS C36000。UNS 系统已经覆盖了最重要的铜标准如 ASTM 标准，ASME 标准以及 SAE 标准。

UNS 系统中，数字 C10000 至 C79999 表示锻造铜合金，C80000 至 C99999 为铸造铜合金。在这两个大类中，根据化学成分的不同又分为六个类别：铜，高合金铜，黄铜，青铜，铜镍合金，镍银合金。不属于这六个类别的合金被称为“其他铜锌合金”，锻造铜合金、或“特殊铜合金”和铸造铜合金。

日本 JIS 标准的铜标准均基于 ISO 国际标准。JIS 标准的铜合金的牌号前可以加上 JIS，牌号的首字母 C 表示铜及铜合金，后面紧接四位数字代表合金元素。例如：JIS C1020 含有 99.9% 铜，JIS C2720 是铜锌合金(黄铜)，JIS C5191 是铜锌磷合金(磷青铜)，JIS C3601 是铜锌铅合金(铅黄铜)，JIS C6801 是铜锌铝合金(黄铜)，JIS C4430 是铜锌锡黄铜等。

来源：aero-expert