本书系统介绍了铜及铜合金冶炼，加工与应用的基础原理及工程技术。本书共十七章，主要内容包括铜及铜合金的冶炼与铸造，铜合金的加工技术，铜合金的热处理，铜合金的耐蚀性，铜及铜合金的表面处理，铜合金的焊接，铜合金的评价试验与测定方法，铜及铜合金的再利用，铜合金导电材料，电子工业用铜合金材料，热交换器铜合金材料，建筑用铜合金材料，切削成形用铜合金材料，铜合金功能材料，铜合金粉末冶金材料，铜及铜合金铸件等。并结合作者的有关研究成果对引线框架铜合金，铜基复合材料， 弥散强化铜，电接触用铜合金等近年来发展较快的高性能电子铜合金进行了介绍。本书适合材料，机械，冶金，汽车，化工，电子，电力等领域中相关科研人员和工程技术人员参考，也可作为铜合金加工行业技术人员，高等院校材料科学与工程及相关专业研究生或高年级本科生教材和参考书。
铜合金应用广泛，具有优异的导电和抗菌性能，是其他材料无法替代的。本书内容广泛，涵盖了铜合金冶炼，加工与处理的各个方面，作者田保红教授的团队依托多项国家自然科学基金项目，863项目以及河南省级科研项目的成果编写本书，技术先进，对实践有很强的指导价值。
人类使用铜及铜合金已有数千年历史。我国使用铜的历史年代更久远，大约在六，七千年以前我们的祖先就发现并开始使用铜。早在夏代，我国就开始了铜合金的冶炼，后来历经夏，商，西周，春秋及战国早期，延续时间约一千六百余年，形成了我国著名的青铜器文化。到西汉，北宋和明清时期都有文献典籍对铜合金的冶炼和加工技术进行详细的记载，从而为世界人类文明的发展做出了不可磨灭的贡献。新中国成立后，我国国民经济迅速发展，特别是改革开放以来，对高端铜合金的需求越来越高，诸如电子铜合金，海洋防腐蚀用铜合金，航空航天用铜合金和建筑材料用铜合金等领域。本书对铜合金的冶炼以及加工技术做了系统的介绍，同时结合作者研究开发的新型铜合金材料及其加工技术进行了介绍。本书由张毅，陈小红，田保红，国秀花，游龙，李丽华，刘勇，刘平和高直撰写。其中，第10章和第14章由河南科技大学张毅副教授撰写，第7章，第8章，第9章，第12章和第13章由上海理工大学陈小红高级工程师撰写，第4章由河南科技大学田保红教授撰写，第3章和第16章由国秀花博士撰写，第1章，第2章和第17章由游龙博士撰写，第5章由李丽华博士撰写，第6章和第15章由刘勇教授撰写，第11章由张毅副教授和北京机电研究所高直工程师撰写。柴哲绘制了本书部分图表。全书由张毅副教授，田保红和刘勇教授负责统稿，刘平教授负责审稿。河南科技大学宋克兴教授，黄金亮教授，任凤章教授，贾淑果教授，李炎教授，李红霞高级工程师等也参与了部分研究工作，洛阳理工学院安俊超博士，轴研科技股份有限公司高元安和王智勇高级工程师在本书的撰写过程中提出了许多宝贵的意见。河南科技大学材料科学与工程学院硕士研究生柴哲，孙慧丽，许倩倩，李瑞卿，田卡，朱顺新，杨志强和李艳等和部分金属材料工程专业本科生也参与了部分实验工作。在此向上述人员表示衷心的感谢。本书的有关项目研究得到国家自然科学基金(项目编号：51101052,51605146)，国家高技术研究发展计划(863计划)项目(项目编号：2006AA03Z528)，河南省高等学校青年骨干教师资助计划(项目编号：2012GGJS-073)，河南省重点攻关项目(项目编号：152102210074)，河南省重点攻关项目（国际科技合作）(项目编号：162102410022)，河南省杰出青年科学基金项目(项目编号：0512002700)，河南省教育厅自然科学研究资助项目(项目编号：2011QN48) ，河南省教育厅自然科学研究资助项目(项目编号：14B430015) ，河南省教育厅自然科学研究资助项目(项目编号：15A430006)和河南科技大学青年学术带头人启动基金(项目编号：13490001)等项目的资助。本书的出版得到河南科技大学，有色金属共性技术河南省协同创新中心，河南省有色金属材料科学与加工技术重点实验室，上海理工大学和化学工业出版社大力支持。本书在撰写过程中参考和引用了一些单位和著作权人的文献资料，研究成果和图片等，已在参考文献中尽力列出，在此谨致谢意。由于我们水平有限，书中难免有不足和疏漏之处，恳请读者不吝批评指正。著者2016年8月于河南科技大学
田保红，河南科技大学材料科学与工程学院，副院长，教授，1989年中国矿业大学本科毕业，1992年洛阳工学院硕士毕业，2000年中科院金属所博士毕业,2005年日本大阪大学研究员。河南省学术技术带头人，省杰出青年基金获得者，省高校创新人才，省高校青年骨干教师，洛阳市专家。主要从事高性能电子铜合金，弥散强化铜基复合材料等研究，获省部级科技进步一等奖1项，二等奖3项，三等奖5项。在高强高导大规模集成电路引线框架铜合金，高热强纳米氧化铝弥散强化铜基复合材料，真空开关触头材料，高速电弧喷涂技术应用等方面发表研究论文126篇，被SCI，EI收录33篇次，出版《高性能铜合金及其加工技术》，《铜合金功能材料》，《先进材料表面处理及测试技术》等学术专著5部，参编《机械工程材料》教材1部，发明专利授权3项，申请14项。现承担国家863项目1项，国家自然科学基金项目2项，主持河南省杰出青年科学基金项目1项，河南省高校创新人才培养工程基金1项。
第1章原材料1
1.1铜矿石和铜精矿1
1.1.1铜的矿物及矿床1
1.1.2铜储量2
1.1.3铜矿石的选矿3
1.1.4铜精矿4
1.2铜的冶炼方法4
1.2.1概述4
1.2.2铜冶炼的种类5
1.2.3干法冶炼5
1.2.4湿法冶炼6
1.3铜的电解精炼11
1.4铜合金原料15
参考文献16
第2章熔化和铸造17
2.1熔化17
2.1.1熔化方法和熔炼炉17
2.1.2熔体处理24
2.2铸造27
2.2.1凝固现象和组织27
2.2.2铸造法30
2.2.3连铸连轧36
2.3铸锭热处理38
2.3.1概述38
2.3.2铸锭二次加热38
2.3.3均匀化处理39
参考文献40
第3章加工42
3.1塑性加工基础42
3.1.1塑性变形机制42
3.1.2塑性变形及其影响因素46
3.1.3加工过程中的组织变化57
3.1.4塑性加工力学62
3.1.5塑性加工方法及分类70
3.2塑性加工技术71
3.2.1板和带的加工71
3.2.2管和棒的加工78
3.2.3线材的加工85
3.2.4特殊加工86
3.2.5二次加工89
参考文献91
第4章热处理93
4.1热处理基础93
4.1.1回复与再结晶93
4.1.2影响回复与再结晶的因素99
4.1.3常用材料的退火组织及其控制102
4.1.4时效处理109
4.2热处理技术126
4.2.1热处理方法和热处理炉126
4.2.2酸洗与表面清理132
参考文献134
第5章耐蚀性136
5.1腐蚀基础136
5.1.1耐腐特性136
5.1.2电化学特性137
5.2使用环境和材料腐蚀139
5.2.1铜及铜基合金的耐腐蚀性139
5.2.2淡水中铜管的腐蚀141
5.2.3大气中铜及铜合金的腐蚀143
5.2.4海水中铜合金的腐蚀144
5.2.5应力腐蚀开裂147
5.3腐蚀防护技术149
5.3.1电流防腐蚀149
5.3.2缓蚀剂154
5.3.3涂装158
参考文献159
第6章表面处理161
6.1预处理161
6.1.1概述161
6.1.2机械预处理161
6.1.3化学和电化学预处理167
6.2化学处理170
6.2.1化学转化膜处理170
6.2.2化学着色处理172
6.3镀覆176
6.3.1电镀176
6.3.2化学镀182
6.3.3气相沉积185
6.4浸蚀190
6.4.1概述190
6.4.2化学浸蚀191
参考文献192
第7章焊接194
7.1概述194
7.1.1焊接技术的发展195
7.1.2国内焊接技术的发展现状196
7.2熔化焊197
7.2.1焊接性198
7.2.2焊接方法198
7.2.3焊接材料202
7.2.4实例205
7.3钎焊和钎焊剂206
7.3.1硬钎焊208
7.3.2软钎焊209
7.4其他联接210
7.4.1扩散联接210
7.4.2压接211
7.4.3特殊联接214
参考文献216
第8章铜及铜合金评价试验与测定方法218
8.1概论218
8.1.1铜合金的大气腐蚀218
8.1.2海洋环境腐蚀218
8.1.3应力腐蚀219
8.1.4脱成分腐蚀220
8.2评价试验221
8.2.1脱锌腐蚀试验221
8.2.2应力松弛试验222
8.2.3应力腐蚀开裂试验223
8.2.4钎焊性试验225
8.2.5镀层性能试验226
8.2.6热交换器用铜合金管的残余应力试验227
8.3测定方法228
8.3.1极化特性测试方法228
8.3.2膜厚测定方法229
参考文献230
第9章废铜利用232
9.1铜的再生和利用概述232
9.1.1发展循环经济与有色金属232
9.1.2再生铜工业现状和存在的问题233
9.1.3再生铜工业发展趋势235
9.2铜废料的直接回收利用236
9.2.1用铜合金废料直接生产铜合金237
9.2.2用紫杂铜连铸连轧生产低氧光亮铜杆237
9.3废杂铜的火法冶炼239
9.3.1废杂铜的火法熔炼239
9.3.2废杂铜熔炼常用熔炼炉及工艺241
9.3.3再生粗铜的火法精炼241
9.3.4再生铜阳极的电解精炼242
9.4废杂铜的湿法冶炼242
参考文献243
第10章导电材料245
10.1概述245
10.2电力用铜系材料246
10.2.1纯铜类材料246
10.2.2铜合金材料248
10.2.3仪表用铜合金材料256
10.3电极材料257
10.3.1电阻焊用电极材料259
10.3.2放电加工用电极材料263
10.4超导电铜材料264
10.4.1超导材料概述264
10.4.2超导电线的稳定化267
10.4.3稳定化态铜在极低温度下的特性269
参考文献269
第11章电子工业用材料272
11.1电子管用材料272
11.1.1电子管用无氧铜272
11.1.2电子管用无氧铜的其他用途274
11.2半导体封装用材料274
11.2.1引线框架材料275
11.2.2引线框架用铜材料276
11.2.3引线框架用铜合金热变形行为281
11.3机械零件用材料298
11.3.1弹簧材料298
11.3.2触点材料299
11.4电路材料310
11.4.1铜箔310
11.4.2铜印刷电路313
11.5使用环境和失效315
11.5.1电子器件的使用环境315
11.5.2环境因素与失效现象315
11.5.3室内环境316
11.5.4大气腐蚀316
11.5.5硫化物蠕变317
11.5.6迁移318
11.5.7微动318
11.5.8扩散320
11.5.9应力腐蚀开裂321
参考文献321
第12章热交换器材料324
12.1冷冻空调用铜管324
12.1.1腐蚀类型325
12.1.2高性能传热管326
12.2汽车散热器材料327
12.2.1腐蚀类型与控制方法327
12.2.2材料328
12.3工业用热交换器材料328
参考文献330
第13章建筑用材料331
13.1建筑给水用铜管331
13.1.1特征331
13.1.2使用注意要点332
13.2屋顶用铜板336
13.2.1特征336
13.2.2着色铜板336
参考文献337
第14章切削成形用材料338
14.1切削用铜合金338
14.1.1概述338
14.1.2易切削黄铜的成分和组织339
14.1.3易切削性能340
14.2锻造用铜合金341
14.2.1锻造和锻造机械的种类341
14.2.2锻造的加热方式342
14.2.3加热锻造用润滑剂345
14.2.4锻造常见缺陷346
14.3拉深用材料347
14.3.1拉深用铜合金347
14.3.2拉深加工力学347
14.3.3拉深工艺性与金属学的关系349
14.3.4特殊拉深加工351
14.4货币用材料352
14.4.1货币用材料的种类352
14.4.2货币用材料的加工353
参考文献357
第15章特殊功能材料359
15.1形状记忆合金359
15.1.1概述359
15.1.2形状记忆合金的力学性能和机理360
15.1.3铜系形状记忆合金的种类363
15.1.4Cu-Zn-Al合金的制造工程364
15.1.5特性366
15.1.6使用方法和应用举例368
15.2汽车用耐磨材料371
15.2.1概述371
15.2.2汽车同步器齿环材料的摩擦与磨损372
15.2.3实用合金的种类和特性374
15.3连铸结晶器用铜材料375
15.3.1概述375
15.3.2连续铸造用结晶器的要求和特性377
15.3.3实用合金的种类和特性380
15.4减振合金382
15.4.1减振机理382
15.4.2热处理和组织384
15.4.3实用合金的种类和特性386
参考文献391
第16章粉末冶金材料393
16.1概述393
16.2制造技术396
16.2.1粉末的制造396
16.2.2粉末的性质403
16.2.3成形406
16.2.4烧结410
16.3实用烧结铜合金及其应用实例415
16.3.1烧结含油轴承415
16.3.2摩擦材料416
16.3.3机械零件417
16.3.4电器零件418
16.3.5铜熔渗零件418
参考文献419
第17章铜及铜合金铸件421
17.1铸造方法421
17.1.1砂型铸造421
17.1.2金属型铸造422
17.1.3连续铸造423
17.1.4其他铸造方法427
17.2熔体性质，凝固特性及铸造缺陷431
17.2.1熔体性质431
17.2.2熔体流动性432
17.2.3补缩效果433
17.2.4铸件开裂性434
17.2.5耐压性435
17.3种类和特征436
17.3.1铜铸件436
17.3.2青铜铸件436
17.3.3磷青铜铸件438
17.3.4铅青铜铸件439
17.3.5黄铜铸件440
17.3.6高强黄铜铸件441
17.3.7铝青铜铸件442
参考文献443
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