铜及铜合金具有优异的导电、 导热、 耐蚀等特性以及良好的工艺性能、 力学性能, 广泛应用于电力、 电子、 通讯、 化工、 机械、 交通运输、 海洋工程、 航空航天、 建筑装饰等领域。在经济建设、 科技领域和人类生活中发挥着巨大作用, 特别是随着人类文明的进步和物质文化生活水平的提高, 铜及铜合金越来越成为重要的基础金属材料。

铜及铜合金的性能与其金相组织有着极为密切的内在联系。检验分析和控制不同状态下的金相组织, 对于提高金属材料的产品质量、 改进生产工艺、 研制新型材料、 准确选用材料等具有重要的实际意义。

原《铜及铜合金金相图谱》一书于1983年由原洛阳铜加工厂中心实验室金相组编写、 冶金工业出版社出版, 该书全面详尽地介绍了当时我国铜及铜合金的合金系列、 牌号、 成分、 组织以及生产过程中出现的各种缺陷。作为铜及铜合金金相组织研究的基础和权威著作, 20多年来, 该书指导了我国铜及铜合金的材料研制和生产控制, 得到业界的广泛认同, 是广大工程技术人员必备的工具书。

改革开放后, 国内铜加工企业、 科研院所自主研发的新型铜合金和直接引进国外成熟的合金数量庞大。这些新型铜合金, 大部分是在铜中添加微量和少量元素的微合金化铜和高铜合金, 以及具有多组元的复杂合金, 他们具有复杂的组织和相变特征。原图谱满足不了新合金组织分析的需要, 因此有必要编写新的铜及铜合金金相图谱。按照国家“十一五”重点图书出版规划, 中南大学出版社组织《中国有色金属丛书》的出版要求, 由中铝洛阳铜业有限公司负责编写新的《加工铜及铜合金金相图谱》。

本书共分6章:第1章概述; 第2章紫铜的金相组织; 第3章黄铜的金相组织; 第4章青铜的金相组织; 第5章白铜的金相组织; 第6章常见缺陷。全书主要按照《加工铜及铜合金牌号和化学成分》国家标准(GB/T 5231—2011)给出的合金系列(包括市场上已经成熟的其他牌号和国外标准牌号), 较为系统地介绍了常见铜及铜合金的铸造、 加工及热处理的组织特点、 相组成和形态分布; 并按照缺陷性质, 分铸造、 加工两部分介绍了实践中所发现的各种缺陷及其形貌特征, 同时对其产生的原因和预防措施作了必要说明。本书还提供了关于相图、 元素相互作用方面丰富的理论知识, 便于在观察组织的同时进行分析研究。

本书第1、 2、 6章由路俊攀撰写, 第3章由李湘海、 娄东阁撰写, 第4、 5章由李湘海撰写, 全书由路俊攀统筹。书中对原图谱图片进行了适当删减, 保留了大部分图片; 补充了大量由中铝洛阳铜业有限公司检测中心金属物理室多年来积累的新型铜合金组织及缺陷图片, 其中新型铜合金组织图片主要由娄东阁、 蒋长乐、 杨忠、 韦绍林等制作处理, 另外部分图片由河南科技大学材料学院先进铜合金实验室和中船重工第七二五研究所六室提供。

特别感谢原金相图谱的主要编著者:李寿康、 蔡家炎、 刘克勤、 叶同发、 刘西海等老一代金相专家, 是他们的智慧和辛勤劳动为本书奠定了基础。还要感谢为原图谱提供支持和帮助的其他单位和人员。本书在撰写过程中得到中铝洛阳铜业有限公司、 中南大学出版社和德国卡尔蔡司材料显微镜中国总代理——北京普瑞赛司仪器有限公司的大力支持, 为本书的撰写提供帮助的还有中铝洛阳铜业有限公司的马可定教授, 在此一并表示感谢。

由于编者水平有限, 书中的不当之处和谬误在所难免, 敬请读者批评指正。

路俊攀 李湘海

2010年8月

有色金属是重要的基础原材料, 广泛应用于电力、 交通、 建筑、 机械、 电子信息、 航空航天和国防军工等领域, 在保障国民经济建设和社会发展等方面发挥了不可或缺的作用。

改革开放以来, 特别是新世纪以来, 我国有色金属工业持续快速发展, 已成为世界最大的有色金属生产国和消费国, 产业整体实力显著增强, 在国际同行业中的影响力日益提高。主要表现在: 总产量和消费量持续快速增长, 2008年, 十种有色金属总产量2 520万吨, 连续七年居世界第一, 其中铜产量和消费量分别占世界的20%和24%; 电解铝、 铅、 锌产量和消费量均占世界总量的30%以上。经济效益大幅提高, 2008年, 规模以上企业实现销售收入预计2.1万亿以上, 实现利润预计800亿元以上。产业结构优化升级步伐加快, 2005年已全部淘汰了落后的自焙铝电解槽; 目前, 铜、 铅、 锌先进冶炼技术产能占总产能的85%以上; 铜、 铝加工能力有较大改善。自主创新能力显著增强, 自主研发的具有自主知识产权的350 kA、 400 kA大型预焙电解槽技术处于世界铝工业先进水平, 并已输出到国外; 高精度内螺纹铜管、 高档铝合金建筑型材及时速350 km高速列车用铝材不仅满足了国内需求, 已大量出口到发达国家和地区。国内矿山新一轮找矿和境外矿产资源开发取得了突破性进展, 现有9大矿区的边部和深部找矿成效显著, 一批有实力的大型企业集团在海外资源开发和收购重组境外矿山企业方面迈出了实质性步伐, 有效增强了矿产资源的保障能力。

2008年9月份以来, 我国有色金属工业受到了国际金融危机的严重冲击, 产品价格暴跌, 市场需求萎缩, 生产增幅大幅回落, 企业利润急剧下降, 部分行业已出现亏损。纵观整体形势, 我国有色金属工业仍处在重要机遇期, 挑战和机遇并存, 长期发展向好的趋势没有改变。今后一个时期, 我国有色金属工业发展以控制总量、 淘汰落后、 技术改造、 企业重组、 充分利用境内外两种资源, 提高资源保障能力为重点, 推动产业结构调整和优化升级, 促进有色金属工业可持续发展。

实现有色金属工业持续发展, 必须依靠科技进步, 关键在人才。为了全面提高劳动者素质, 培养一大批高水平的科技创新人才和高技能的技术工人, 由中国有色金属工业协会牵头, 组织中南大学出版社及有关企业、 科研院校数百名有经验的专家学者、 工程技术人员, 编写了《中国有色金属丛书》。《丛书》内容丰富, 专业齐全, 科学系统, 实用性强, 是一套好教材, 也可作为企业管理人员和相关专业大学生的参考书。经过编写、 编辑、 出版人员的艰辛努力, 《丛书》即将陆续与广大读者见面。相信它一定会为培养我国有色金属行业高素质人才, 提高科技水平, 实现产业振兴发挥积极作用。

康义

2009年3月