铜及铜合金板材和带材的相关知识.docx

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1、铜及铜合金板材和带材的相关知识目录1.摘要12 .前言13 .铜材是什么24 .铜材的种类有哪些24.1.铜板24.2.铜棒24.3.铜管34.4.铜带34.5.铜线34.6.铜排45.铜的导热系数4?铜及铜合金板材和带材的计算5?为什么氨腐蚀在铜及其合金中很常见？67.1.概述67.2.H2S-NH3-H2O腐蚀77.3.氨气催化重整77.4.延迟焦化装置的氨腐蚀77.5.硫磺回收装置的氨腐蚀71.摘要铜材是什么？铜材是以金属铜或者铜合金为主制成的包括线材、管材、板材、铜箔、铜棒的总称。铜材的种类有很多，常用的铜材主要有铜板、铜线、铜棒、铜管、铜箔。铜材以品种繁多的金属、合金和化合物的形式被

2、人们利用，已深深地渗入了生产和生活的各个方面。2 .前言铜材在银金产品中也是一种很常见的金属材料，尤其在控制器产品中，常被用作导电和导热作用的重要材料，比如直流和交流用的母线汇流排，通常指定铜含量为99.9%或更高的铜合金；有些接地用的弹片，也会使用铜合金材料。铜是所有工程金属中导电率和导热率最高的。铜的性能可以很容易地通过合金化来定制。最著名的铜合金家族是黄铜（铜锌）和青铜（铜锡）。紫铜的导热系数约为386.4w（mk）电阻率（20时）为L75*10-8q.mo这里再复习下什么是导热系数和电阻率。3 .铜材是什么铜材是以纯铜或铜合金制成各种形状包括棒、线、板、带、条、管、箔等统称铜材。铜材的

3、加工有轧制、挤制及拉制等方法，铜材中板材和条材有热轧的和冷轧的；而带材和箔材都是冷轧的；管材和棒材则分为挤制品和拉制品；线材都是拉制的。一般来说，使用铜合金和黄铜轧制的铜材是最多的，同样也是使用频率最高的。铜材最大的特点就是耐腐蚀性更强，能够在潮湿的环境下使用，而且不容易上锈，更加经久耐用。而且铜材的可塑性也是非常不错的，适合制作精密仪器的零部件。4 .铜材的种类有哪些铜材有铜板，铜棒，铜管，铜带，铜线，铜排，铜材料。4.1.铜板铜板是一种高稳定、低维护的屋面和幕墙材料，环保、使用安全、易于加工并极具抗腐蚀性。铜板分类：铝青铜板，黄铜板，锡青铜板，硅青铜板，镀青铜板，铝铜板,紫铜板，红铜板，无

4、氧铜板，各规格/型号铜板。常用铜板牌号：H62、H65H68、H70、H80、H90、C2600C2680C2700、C5210、C5191C51000、QBe2,0.CIlO0、T2等。4.2.铜棒铜棒是有色金属加工棒材的一种，具有较好的加工性能，高导电性能。主要分为黄铜棒（铜锌合金，较便宜），紫铜棒（较高的铜含量）。铜棒分类：铝青铜棒，锡青铜棒，硅青铜棒，被青铜棒，黄铜棒，白铜棒,紫铜棒，红铜棒，鸨铜棒，无氧铜棒，各材质铜棒。常用牌号：H59、HPb59-lHPb59-3H62、H65、H68、H70、H80、H90、C2600C2680C2700、C5210、C5191、C51000QB

5、e2.0、C1100T2等。通用规格：直径：1.0-20Omm、长度：2500-600Ommo4.3.铜管铜管又称紫铜管。有色金属管的一种，是压制的和拉制的无缝管。铜管具备坚固、耐腐蚀的特性，而成为现代承包商在所有住宅商品房的自来水管道、供热、制冷管道安装的首选。铜管是最佳供水管道。铜管分类：铝青铜管，锡青铜管，硅青铜管，被青铜管，黄铜管，白铜管,紫铜管，红铜管，鸨铜管，无氧铜管，各型号铜管。常用牌号：H62H65、H68、H63、H70、H80、H90、C2600、C2680C2700C5210C5191、C51000QBe2.0.C1100T2等。通用规格：壁厚：0.1-100mm,外径：

6、l-600mm4.4.铜带铜带是一种金属元件，产品规格有0.13X5025Omm各种状态铜带产品，主要用于生产电器元件、灯头、电池帽、钮扣、密封件、接插件，主要用作导电、导热、耐蚀器材。如电气元器件、开关、垫圈、垫片、电真空器件、散热器、导电母材及汽车水箱、散热片、气缸片等各种零部件。铜带分类：铝青铜带，锡青铜带，硅青铜带，镀青铜带，黄铜带，白铜带,紫铜带，红铜带，鸨铜带，无氧铜带，各规格铜带。常用牌号：H62、H65、H68、H63、H70、H80、H90、C2600C2680、C2700C5210C5191、C51000QBe2.0、C1100T2等。规格：厚度：0.01-2.0mm,宽度

7、：4-60Ommo4.5.铜线有良好的导电、导热、耐蚀和加工性能，可以焊接和钎焊。含降低导电、导热性杂质较少，微量的氧对导电、导热和加工等性能影响不大，但易引起“氢病”，不宜在高温（如370C）还原性气氛中加工（退火、焊接等）和使用。铜线分类：铝青铜线，锡青铜线，硅青铜线，被青铜线，黄铜线，白铜线,紫铜线，红铜线，鸨铜线，无氧铜线，各规格铜线。常用牌号：H62、H65、H68、H70、H80、H90、C2600、C2680、C2700、C5210、C5191C51000、QBe2.0,C11OOT2等。规格：线径：0.01-15.0mmo4.6.铜排铜排是一种大电流导电产品，适用于高低压电器、

8、开关触头、配电设备、母线槽等电器工程，也广泛用于金属冶炼、电化电镀、化工烧碱等超大电流电解冶炼工程。电工铜排具有电阻率低、可折弯度大等优点。铜排分类：铝青铜排，锡青铜排，硅青铜排，被青铜排，黄铜排，白铜排,紫铜排，红铜排，鸨铜排，无氧铜排，各规格铜排。常用牌号：H59、H62、H65、C2700、C2680C2600H68、H70、C5210、C5191、C51000QBe2.0等。规格：厚度：I-100mm,宽度：10-400mmo5.铜的导热系数导热系数是指在稳定传热条件下，1米厚的材料，两侧表面的温差为1度(K,),在1秒内，通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米度(W(mK),此处为

9、K可用C代替)。知道导热系数，我们之前在介绍热相关知识的时候，已经了解如何计算热阻。这个有点类似电阻和电阻率的关系。Rth=L(S),其中Rth单位为/w；L为导热长度，单位为m；S为导热有效截面积，单位为mq；人为材料导热系数，单位为w(m.C)因此上图可以表示为：Rth=(T2-Tl)Qo电阻率（ReSiStiVity）是用来表示各种物质电阻特性的物理量，某种材料制成的长为1m,横截面积为lm2的导体的电阻，在数值上等于这种材料的电阻率。它反映物质对电流阻碍作用的属性，它不仅与物质的种类有关，还受温度、压力和磁场等外界因素影响。?.铜及铜合金板材和带材的计算于是我们如果需要计算某长度L,截

10、面积为S的一段导体的电阻R时，就可以参考下面的计算公式：下表表示按地理区域划分的铜合金薄板和带材的行业标准。区域行业标准（电气）行业标准（通用）北美ASTMB152/B152MASTOB888EN13599EN16543EJISH3140JlSH3100如果按照美标的话，我们通常BUSBAR选材为：C11000-H02PERASTMB152/B152M；接地弹片的话为：C26000-H02PERASTMB8880另外，铜由于容易被空气氧化，所以通常会在铜材表面再电镀下，通常做法为锲打底再镀锡，同时还可以提高可焊性；有的如果没有接触电阻的要求，会直接做镀锲处理。将锡直接电镀到铜或铜合金上很容易形

11、成须状物，所以不应使用。下表列出了按地理区域划分的铜后镀锡的行业标准。区域行业标准北美ASTMB545酬ISO2093SEJISH8619一般我们在技术要求中，需要根据上述的标准，规定好镀层厚度和参考标准，如下表示方法：材料：CllOOo-O02（半硬），铜带符合ASTMBI52/B152M电镀：根据ASTMB545-97（04）,后镀锡，满足B级（镀层最小厚度5m）；亚光处理，底层镀锲（最小厚度1.3Um）,允许用于粘合应用。最后，介绍下铜材的板材材料常用厚度以及厚度公差：坛准板材厚度i铜合金10.100.150.200.250.300.350.400.450.500.600.700.801

12、.001.201.502.002.503.003.504.005.006.007.008,0010.00用度（mm）t0.100.10t0.200.20t0.300.30t0.400.40t0.500015t020to025100300035WS(mm)0.50t0,600.60t1.001.00t1,301.30t2.002.00t3.5000400050006000700080?.为什么氨腐蚀在铜及其合金中很常见?7.1.概述氨是生产硝酸，钱盐和胺的重要原料。氨在室温下为气体，可以在压力下液化。除铜和其他铜合金外，大多数金属，例如不锈钢，铝，镁，钛等，对氨气，液氨和氨水均具有优异的耐腐蚀性

13、。铜-包括海军黄铜和铝黄铜在内的锌合金是最容易受到氨引起的应力腐蚀开裂（NH3SCC）的铜合金。铜合金换热器管中的氨应力腐蚀开裂的特征是表面开裂，绿色/浅蓝色的铜氨气-腐蚀复合物（化合物）以及在管表面形成单个或高度分支的裂纹，该裂纹可以是跨晶的或晶间的，具体取决于环境和压力水平。当介质同时满足以下条件时，会形成液氨应力腐蚀：液氨（水含量不超过02%）可能被空气（氧气或二氧化碳）污染的场合；工作温度高于-5。实际上，氧气和其他氧化剂（例如水）是铜应力腐蚀的重要条件。在加工过程中，由于原油和添加剂中的杂质，石油精炼中存在很多潜在的腐蚀。胺引起的开裂腐蚀的类型包括：7.2.H2SNH3H2腐蚀这主要

14、取决于介质的浓度，流速和特性。N&和KS的浓度越高，腐蚀越严重。管中流体的流速越高，腐蚀越强。低流速导致铉盐沉积和局部腐蚀。某些介质（例如氟化物）会加剧腐蚀，而氧气（随注入的水进入）会加速腐蚀。硫酸烷基化塔顶的氨腐蚀为了控制分饰区塔顶系统的过度腐蚀，碱洗和洗涤反应器产品对于去除酸性杂质非常重要。中和和成膜胺抑制剂的先例有时已在塔顶系统中使用。为了降低腐蚀速率并减少抑制剂的用量，中和胺或NF可以将塔顶水冷凝物的PH值中和至6至7。但是，在某些情况下，NE会导致架空冷凝器中的海军黄铜管应力腐蚀开裂。7.3.氨气催化重整催化重整装置中有几种类型的应力腐蚀开裂，其中之一是氨引起的应力腐蚀开裂。NH3存

15、在于预处理反应器和重整反应器的流出物中，并溶于水中形成氨,导致铜基合金快速应力腐蚀开裂。7.4.延迟焦化装置的氨腐蚀延迟焦化装置的设备易受低温腐蚀机制的影响，包括氨引起的铜基合金应力开裂。这些腐蚀机理在水淬，蒸汽焦炭清洁和排气过程中起作用。但是，由于所有焦化塔通常都设有排气管和排污罐，因此它们几乎连续暴露在潮湿的排气蒸汽和液体中。骤冷和排出的蒸汽和液体通常包含大量的&S,NH3,NH4CLNH4HS和第化物，它们是从进料到焦化厂的热裂解反应中释放出来的。由于在焦化装置中存在NH3,在高PH值的铜合金管中会发生氨引起的应力腐蚀开裂。7.5.硫磺回收装置的氨腐蚀气体进料通常富含H2S和饱和水蒸气，也可能与碳氢化合物和胺类混合，这可能导致H渗透到金属中，因此请考虑氢致裂化（包括氢鼓胀）和硫化物应力裂化（SSC）中的气体。此外，气体进料中可能存在N&,这可能导致NH3引起的应力腐蚀开裂，而氟化物也可以加快腐蚀速度。当Zn