铜在当今世界的作用
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第二章：青铜、黄铜和鲜为人知的铜合金
让我们从定义开始这一章–铜合金是一种金属，主要由铜与少量其他金属结合而成。铜与一种或多种其他元素的结合被定义为铜合金，其中最常见的是青铜和黄铜。
青铜合金
我们将从青铜开始，因为它不仅是众所周知的，也是第一个被发现的铜合金，是铜和锡的合金。公元前3000年左右，锡的发现与青铜时代的到来相吻合，这并不奇怪。
铜和锡的比例从67%的铜到95%的铜不等。铜与锡的比例产生了具有特殊性能的青铜合金。例如，用于制作铃铛的青铜合金含有20%到25%的锡，而用于铸造雕像的青铜合金含有不到10%的锡。大多数青铜合金的熔化温度低于纯铜，约为913°C。
所有的青铜合金，无论其成分如何，都比单纯的铜或锡更坚硬，更耐用，更耐腐蚀。你可能会惊讶地发现，青铜实际上比纯铁更硬，而且抗腐蚀能力明显增强。铁器时代的出现并不是因为发现了一种高级金属。铁器时代的出现是因为与铜相比，铁的数量丰富。铁以低廉的价格广泛存在，而这正是触发铁器时代的原因。
青铜有六个主要类别/家族
锡青铜器（又称磷青铜器）
铜镍青铜器
铝青铜器
硅青铜器
铅青铜器
锰青铜
铸造合金在产生后被倒入模具中，而锻造合金是通过轧制、冲压、弯曲、挤压等方式以其固体形式进行加工。下表显示了锻造和铸造合金的UNS编号。
锻压合金
| Copper | C 10100 – C 15999 |
| High Copper Alloys | C 16000 – C 19999 |
| Brasses | C 20000 – C 49999 |
| Bronzes | C 50000 – C 69999 |
| Copper Nickels | C 70000 – C 73499 |
| Nickel Silvers | C 73500 – C 79999 |
铸造合金
| Copper | C 80000 – C 81399 |
| High Copper Alloys | C 81400 – C 83299 |
| Brasses | C 83300 – C 89999 |
| Bronzes | C 90000 – C 95999 |
| Copper Nickels | C 96000 – C 96999 |
| Nickel Silvers | C 97000 – C 97999 |
| Leaded Coppers | C 98000 – C 98999 |
| Special Alloys | C 99000 – C 99999 |
广义上讲，所有的铜及其合金都由统一的编号系统（UNS）指定。
这些以C10100开始，以C 99999结束。例如，C 93200是一种常用于轴承的合金。
其他代号也存在，如SAE、ASTM等。关于UNS和其他代号的详细信息在互联网上很容易找到，因此在本书中不会涉及。
黄铜合金
黄铜，主要是铜和锌的合金，呈亮金色、红金色或银色，可塑性强，耐玷污，易加工，熔化温度约为927摄氏度，比熔化铜所需的温度低。
据认为，黄铜是在公元前500年左右发现的，比青铜晚得多。锌与锡不同，它的原生状态并不容易获得，而且很难制造。锌的熔化温度仅为420摄氏度，沸腾温度为950摄氏度。
在那个年代，制造黄铜的唯一方法是在一个坩埚中把铁锈石（卡拉敏）和铜一起加热。锌蒸气被铜吸收，形成黄铜。随后的熔炼使黄铜变得均匀。
黄铜含有不同比例的铜和锌，锌含量从11%到28%不等。在锌含量为18%时，罗马人称其为aurichalum，他们用其制作头盔，因为其颜色是金色的。黄铜也被用来制作珠宝和其他形式的装饰品。罗马人还在他们的硬币中使用黄铜，特别是被称为塞斯特的硬币。
大多数黄铜合金具有以下特点…
延展性
导电性
可加工性
硬度
强度
抗腐蚀性
耐磨性
可回收性
这些特性使黄铜在制造需要较长使用寿命且成本低的部件的各种行业中不可或缺。例如，黄铜在电气行业中名列前茅。
虽然至少有60种黄铜，但它们可以分为三个基本类别/家族…
铜锌合金黄铜
含铅黄铜
锡类黄铜
正如我之前提到的，所有的铜及其合金都由统一的编号系统（UNS）指定。
较少为人所知的合金
你是否知道至少有60种黄铜，以及更多的青铜？还有几种用银和/或金制成的铜合金。这些珍贵的、偶尔是奇特的金属合金并不为人所知，其中包括…
Auricuprid-这种合金在自然界中出现，它是由铜和金结合而成的。
Guanin-一种前哥伦布时代的铜（25%）、金（56%）和银（18%）的合金。呈红色，有明亮的光泽，据说有超自然的力量。
Electrum-也被称为绿金，这种合金是由铜（6-20%）、金（75-90%）和银（0-15%）组成的。
Rose, Red, and Pink Gold–这些金子实际上是铜（20至50%）、金（50至75%）和银（0至5%）的合金，不同的百分比决定了金属的最终颜色。
Shakudo – 一种结合了铜（90-96%）和金（4-10%）的合金。
Spangold – 另一种铜（18至19%）、金（76%）和铝（5至6%）的合金。
这些只是几个例子，还有许多其他的铜合金。重点是，铜是一种非常通用的元素，可以用无数种方式进行合金化。
在本章中，我们主要关注青铜和黄铜，对它们的成分、用途以及它们背后的一点历史进行了深入了解。
下一章将向你介绍青铜和黄铜合金的强度、机械和其他特性。
