铜镍合金，国内俗称白铜，是以铜为基体，以镍和少量的铁、锰等为合金元素的单相面心立方无限固溶体合金体系。铜和镍的原子半径和点阵常数都十分相近，所以它们的二元相图非常简单，如图1所示。铜和镍在任何温度下都是无限固溶的，这就保证铜镍合金在经历热循环的过程中不会发生相转变，从而降低了焊接过程对力学性能和腐蚀性能的影响。同时，单相面心立方组织结构使得铜镍合金具备良好的延展性、冲击强度和热稳定性。少量铁和锰等合金元素的加入是为了获得更优异的性能。由于镍在铜中的扩散速度较慢，所以熔融合金中的浓度梯度会使得铜镍合金的铸态组织中存在偏析现象，如图2a所示。因此，为了使铜镍合金在使用过程中其表面上能形成均一的保护性氧化膜，需通过热加工或者冷变形配合后续的再结晶退火，来消除铜镍合金的偏析组织。一般铜镍合金部件的内部组织，都是经过塑形变形后的再结晶组织。由于铜镍合金的层错能很低，所以在冷加工后的再结晶过程中极易发生层错，形成孪晶。海水管路系统用铜镍合金部件的典型组织就是含有大量孪晶的α相等轴晶组织，如图2b所示。热处理是铜镍合金部件加工过程中不可缺少的环节，在对铜镍合金进行热处理的时候，美国腐蚀工程师协会（NACE）推荐的渗透时间是3-5min/mm,推荐的再结晶退火和去应力退火温度如表1所示。在铜镍合金部件出厂之前，一般还要经过光亮退火，即在保护气氛中进行的表面无氧化和不脱碳退火工艺，退火后铜镍合金表面有不可见的氧化膜，保护金属光泽。

 

 

图1 Cu-Ni二元相图

 

 

表1 美国腐蚀工程师协会（NACE）推荐的B10和B30铜镍合金的热处理温度