物理性能:二元黄铜的密度随锌含量的增加而下降,而线膨胀系数则随锌含量的增加而上升。电导率、热导率在α区随锌含量的增加而下降,但锌含量在39%以上,合金出现β时,电导率又上升,锌含量达50%时达峰值。力学性能:WZn<30%时,随锌含量的增加,σb和δ同时增大,对固溶强化的合金来说,这种情况是极少有的,锌含量在30~32%范围时,δ达最大值。之后,随β´相的出现和增多,塑性急剧下降。而σb则一直增长到锌含量45%附近,当锌含量为45%时,σb值最大。锌含量超过45%,由于α相全部消失,而为硬脆的β´相所取代,导致σb急剧下降。变形和退火后的性能:α相随锌含量的增加其强度、塑性均增加。当锌含量为30%时,塑性最好,适于深冲压和冷拉,大量用于制造炮弹壳,所以H70黄铜有“炮弹黄铜”之称。β相强度更高,但室温下呈有序状态,塑性很低。γ相在室温下则更硬而脆。
α黄铜具有良好的塑性,适于冷、热加工。所有黄铜在200~600℃温度范围内均存在中温低塑性区,这主要是微量杂质(铅、锑、铋等)的影响,它们与铜生成低熔点共晶而最后凝聚在晶界上,形成低熔点共晶薄膜,从而造成热加工过程的“热脆”。然而黄铜的塑性会随温度升高而重新显著增长,表明这些杂质在高温时的溶解度明显增加。脆性区温度范围与锌含量有关,具体温度要看含锌量而言,如H90、H80,HPb59-1等的低塑性区。
加入微量混合稀土或锂。钙、锆、铈等能与杂质形成高熔点化合物的元素,均能有效减轻或消除杂质的有害影响,从而消除热脆性。如加铈能与铅和铋形成Pb2Ce及Bi2Ce等高熔点化合物。 黄铜的热加工一般应在高于脆性区的温度进行,α+β黄铜室温塑性较低,只能热变形、要加热到β相区热轧,但温度不能太高,因β相长大得快,以保留少量α相为宜,利用残留α相限制β晶粒长大。所以,热变形温度通常选择在(α+β)/β相变温度附近。
黄铜在大气、淡水或蒸汽中有很好的耐蚀性,腐蚀速度约为0.0025~0.025mm/a,在海水中的腐蚀速度略有增加,约为0.0075~0.1mm/a。脱锌和应力腐蚀破坏(季裂)是黄铜最常见的两种腐蚀形式。 脱锌:出现在含锌较高的α黄铜、特别是α+β黄铜中。锌电极电位远低于铜,电极电位低的锌在中性盐水溶液中首先被溶解,铜则呈多孔薄膜残留在表面,并与表面下的黄铜组成微电池,使黄铜成为阳极而被加速腐蚀。加0.02~0.06%As可防止脱锌。
应力腐蚀:即“季裂”或“自裂”,指黄铜产品存放期间产生自动破裂的现象。这种现象是产品内的残余应力与腐蚀介质氨、SO2及潮湿空气的联合作用产生的。黄铜含Zn量越高,越容易自裂。 为避免黄铜自裂,所有黄铜冷加工制品或半制品,均需进行低温(260~300℃)退火 来消除制品在冷加工时产生的残留内应力。此外,在黄铜中加人0.02~0.06%As或1.0~1.5%Si也能明显降低其自裂倾向。