铜、黄铜和青铜通常被归类为有色金属，属于同一类红色金属。它们均具有耐腐蚀、高导电/导热性和可焊接性等特点，使其广泛应用于建筑、电子、艺术品、机械等行业。
虽然这些金属具有相似的特性，但每种金属都具有对于特定应用至关重要的独特特性。了解它们的差异对于选择最适合您的项目的非常重要。
本文展示了每种材料的独特特性，阐明了铜、黄铜和青铜之间的差异。我们将指导您找到更好的解决方案，为您的项目选择合适的材料。
铜概述
铜，在元素周期表中标记为Cu，是一种天然存在的金属元素，具有独特的红橙色。它是自然界中发现的少数可以直接加工的金属之一，而且由于铜更纯净，它通常具有更高的价值，并且能够在不损失任何质量的情况下回收利用。
铜的性质
铜的牌号
铜根据其纯度以及其他添加元素的类型和含量分为各种等级。以下是一些常见的铜牌号：
电解韧铜（ETP）铜（C11000）：含铜量至少为99.90%，是最常见的铜牌号。它不仅具有最高水平的导热性和导电性，而且还具有出色的成型性和延展性。
无氧高导 (OFHC) 铜 (C10100)：一种含氧量极低的高导铜。这一特性增强了其导电性并降低了氧化风险。
脱氧高磷(DHP)铜(C12200)：机械性能与C11000相似，但含有少量磷。这种添加可以去除金属中的氧，增强其可焊性和钎焊能力，同时还可以防止氢脆。
碲铜(C14500)：含有少量碲，通常在0.4%至0.7%之间。碲的添加增强了机械加工性，而不会显着影响电导率。
应用领域
- 电气线路和电子产品
- 管道和管道工程
- 热交换器和 HVAC 系统
- 医疗应用，例如手术器械、牙科工具和植入物
黄铜概述
黄铜是一种主要由铜和锌以及微量其他金属组成的合金。锌和这些附加元素的比例显着影响黄铜的颜色（从更深的红铜到浅金）和机械性能。例如，增加锌含量通常会提高强度，但可能会降低延展性，使合金更硬、更脆。此外，由于含有锌，黄铜的成本通常比纯铜便宜。
黄铜的特性
- 良好的机械性能
- 优良的成形性（熔点比铜低，约900°C）
- 良好的导电性和导热性
- 具有比较好的耐腐蚀性能
黄铜的牌号
黄铜有多种等级，主要根据铜与锌的比例以及其他合金元素的添加量进行分类。常见的有以下几种：
插装式黄铜 (C26000)： 这种合金通常由 70% 的铜和 30% 的锌组成，擅长冷加工，具有良好的强度和延展性。它非常适合弹药外壳、散热器芯、热交换器以及连接器和端子等电气部件。
黄黄铜（C27200）：锌含量比C26000高，具有亮黄色，成型性良好。它经常用于工业和建筑应用。
低铅黄铜 (C33000)：这种合金具有低铅含量，易于加工，符合更严格的环境标准，非常适合饮用水系统等配件。
钟表黄铜(C35300)：其优异的机械加工性能可实现精密加工，特别是在钟表制造中。
易切削黄铜 (C36000)：以出色的延展性和机械加工性而闻名，广泛用于软焊、钎焊以及制造配件、紧固件和阀门。这是最常见的黄铜类型。
建筑青铜(C38500)：因其出色的机械加工性和精美的外观而被选择，是建筑五金和装饰元素的理想选择。
海军黄铜 (C46400)： 含有少量锡，具有卓越的耐海水腐蚀性能，非常适合海洋应用和暴露在恶劣环境中的部件。
应用领域
- 装饰应用（外观与黄金相似，有多种色调，适用于珠宝、门饰等）
- 乐器
- 水暖配件
- 电子电气端子
青铜级概述
青铜是一种金棕色合金，主要由铜和锡组成，还含有少量铝、锰、硅和磷等元素。它已经使用了数千年，可以追溯到公元前 3500 年的古代文明。
青铜的特性
- 高强度、高硬度
- 优越的耐腐蚀性
- 优良的导热性和良好的导电性
- 金属间摩擦力低
- 脆性较大
青铜等级
随着金属加工技术的进步和对改善材料性能的需求的增加，研究人员已经探索添加其他元素来增强青铜的性能。以下是青铜器的常见品种。
高铅锡青铜（C93200）：常用于轴承（通常称为“轴承青铜”）、衬套、泵和阀门组件以及中等强度和良好耐磨性的机械应用。需要撕裂。
铝青铜（C95400）：被称为最硬、最强的青铜类型，在盐水中具有很强的耐腐蚀性，适用于泵、阀门和船舶部件。它还用于重型应用，例如飞机起落架。
磷青铜（C51000）：磷青铜以其优异的抗疲劳性、良好的耐腐蚀性和高强度而闻名，通常用于弹簧、紧固件、电气连接器和轴承等部件承受重复的压力和恶劣的环境。
硅青铜(C65500)：具有高强度、优异的耐腐蚀性（特别是在海洋条件下）和良好的机械加工性。它广泛用于船舶硬件、建筑应用以及泵和阀门组件，这些领域的使用寿命和美观性至关重要。
应用领域
- 轴承和衬套（青铜最常见的应用）
- 船舶应用，例如船舶硬件、螺旋桨和船舶部件
- 雕像和雕塑
- 电连接器和弹簧
铜、黄铜和青铜之间的区别
为了区分它们的不同属性，我们先通过下表进行初步比较。
| 财产 | 青铜 | 黄铜 | 铜 |
| 元素组成 | 铜、锡、其他 | 铜、锌、其他 | 纯铜 |
| 颜色/外观 | 红棕色 | 黄金般的 | 橙红色 |
| 耐腐蚀 | 出色的 | 中间的 | 非常好 |
| 电导率 | 缓和 | 高的 | 非常高 |
| 导热系数 | 229~1440 BTU/小时-英尺²-°F | 64 BTU/小时-英尺²-°f。 | 223 BTU/小时-ft²-°f |
| 熔点 | 大约。 950 - 1050°C | 大约。 900-940℃ | 1085℃ |
| 密度 | 7.5~8.8g/c㎥ | 8.4~8.7g/c㎥ | 8.96g/c㎥ |
| 硬度 | 40~420 BHN | 55~73 伯明翰 | 35 BHN |
| 屈服强度 | 125-800兆帕 | 95至124兆帕 | 33.3兆帕 |
| 抗拉强度 | 350至635兆帕 | 338至469兆帕 | 210兆帕 |
| 机械加工性 | 从公平到良好 | 良好到优秀 | 公平的 |
| 焊接性 | 贫穷的 | 好的 | 出色的 |
接下来我们从元素成分、外观、耐蚀性、导电性、密度重量、硬度、强度、切削加工性、焊接性等方面进行具体比较。
元素组成
铜是一种纯元素金属，化学符号为Cu，原子序数为29，在元素周期表中。
黄铜是一种铜锌合金，含有铜（60%~90%）和锌（10%~40%），偶尔还与锡、铅、铝或镍形成合金。
青铜主要由铜（80%~90%）和锡（10%~20%）组成，偶尔添加铝或锌等其他元素。
外貌
黄铜，顾名思义，具有类似黄金的外观。这使得很容易与其他两者区分开来。青铜和红铜具有相似的红棕色。相比之下，与青铜的暗金色相比，铜具有独特的红橙色。此外，青铜的表面经常呈现出微弱的环，这可以作为一个重要的区分特征。
耐腐蚀
青铜通常比铜和黄铜表现出更好的耐腐蚀性，特别是由于其锡含量，在盐水环境中。此外，通过加入铝和磷等附加元素可以增强其抵抗力。
铜虽然在海洋环境中的抵抗力稍差，但随着时间的推移会形成一层铜绿保护层，有助于防止进一步恶化。
黄铜虽然仍具有一定的抵抗力，但通常抵抗力较差，并且在暴露于特定化学品或盐水条件时可能会加速腐蚀。
电导率（电导率和热导率）
铜、黄铜和青铜由于其不同的成分而表现出不同水平的导电性和导热性。
在电气方面，铜因其出色的导电性而成为最著名的金属之一，拥有 100% 的导电率。黄铜的电导率约为铜的 28%，而青铜则落后于铜，约为 15%。
从热学角度来看，青铜在三者中具有最高的导热率，铜位居第二，黄铜的导热率最低。
密度和重量
铜是一种纯元素，密度相对较高，为 8.96g/cm3，是三种金属中重量最高的。黄铜是铜和锌的合金，其密度随着锌比例的增加而降低。这是因为与铜相比，锌的密度较低（7.14 克/立方厘米）。青铜主要是铜和锡的合金，其密度根据锡或其他附加元素（例如铝、硅或磷）的用量而变化。锡的密度约为7.31克/立方厘米，低于铜的密度。
硬度
根据布氏硬度值，青铜>黄铜>铜。
纯铜是三种金属中最软的，而青铜是最硬的，但由于更脆而容易破裂。
强度（屈服强度和拉伸强度）
强度是指材料在受到外力作用时抵抗变形和破坏的能力。硬度和强度（屈服强度和拉伸强度）之间存在很强的相关性。较硬的材料通常强度更高，但延展性可能较差。因此，就强度而言，青铜>黄铜>紫铜。
机械加工性
由于铜质较软，加工起来有点困难。一般来说，有效的加工需要正确的工具和技术。在加工过程中，它往往会产生长而粘的切屑，如果管理不当，有时会导致问题。
青铜具有良好的切削加工性。其适度的硬度和强度可降低变形风险，使其能够承受切割和其他加工操作。此外，大多数青铜合金的磨损率相对较低，有助于提高加工工具的耐用性。然而，一些青铜合金，如高硅青铜或其他特殊青铜合金，可能含有磨料颗粒，会加速加工过程中的刀具磨损。
与铜和青铜相比，黄铜具有高度可加工性。它产生更短、更易于管理的切屑，使其更易于加工。此外，黄铜有时含有铅，可提高机械加工性。
焊接性
所有三种金属都是可焊接的。铜通常被认为适合焊接，但其高导热性需要更高的能量输入才能实现最佳焊接。然而，无氧铜和脱氧铜由于在焊接过程中不易氧化，因此具有优异的焊接性，使其在各种应用中备受青睐。
黄铜含有锌，其沸点比铜低。焊接过程中，锌的蒸发会导致焊缝出现气孔并释放出有害的氧化锌烟雾。通常采用 MIG、TIG，尤其是钎焊等技术来缓解这些挑战。
青铜在热影响区可能会出现脆性并产生孔隙。 TIG 焊接通常用于青铜，以减少这些问题。
如何为您的项目选择合适的金属
为项目选择合适的材料时，重要的是要考虑每种金属的所有特性以及它们将如何影响您的项目。需要记住的一些关键点将帮助您选择更好的材料。
一般用法
青铜因其优异的耐海水腐蚀性能而成为海洋应用的最佳选择。
黄铜因其类似黄金的外观而广泛应用于日常生活中，例如门把手和乐器。
铜卓越的导电性使其在电线和热交换器中不可或缺。此外，由于其抗菌特性，铜经常被用来制造食品烧瓶和食品加热器。
多功能性程度
虽然铜、黄铜和青铜都是耐用金属，但它们具有不同程度的多功能性。
铜以其卓越的延展性而脱颖而出，为涉及金属成型和弯曲的制造工艺提供了出色的灵活性。
黄铜具有优异的机械加工性和良好的延展性，使其适用于需要复杂机械加工的装饰性和功能性部件。
青铜虽然具有良好的机械加工性，但缺乏铜和黄铜的延展性，使其不太适合需要变形的应用，但非常适合暴露在腐蚀环境中的耐磨零件和组件。
成本
铜、黄铜、青铜的成本主要由成分和加工要求决定。就其成分和元素比例而言，铜是三种金属中最昂贵的。虽然这三种材料都含有铜，但由于混入了合金元素，黄铜和青铜的含量远低于纯铜。这降低了黄铜和青铜的成本。
铜、黄铜、青铜的成本主要由成分和加工要求决定。就其成分和元素比例而言，铜是三种金属中最昂贵的。虽然这三种材料都含有铜，但由于混入了合金元素，黄铜和青铜的含量远低于纯铜。这降低了黄铜和青铜的成本。
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