我国铜及铜合金分类习惯按色泽分类,一般分为四大类:
1、紫铜：系指纯铜，主要品种有无氧铜、紫铜、磷脱氧铜、银铜；
2、黄铜：系指铜与锌为基础的合金，又可细分为简单黄铜和复杂黄铜，复杂黄铜中又以第三组元冠名为镍黄铜、硅黄铜等；
3、青铜：系指除铜镍、铜锌合金以外的铜基合金，主要品种有锡青铜、铝青铜、特殊青铜（又称高铜合金）；
4、白铜：系指铜镍系合金；
我国铜及铜合金标准化工作进展迅速，有关铜的国家标准分为四大类，一为基础标准，其中GB5231—2001规定了加工铜及铜合金化学成份及产品形状；二为化学分析方法标准，规定了铜及合金中主成份和杂质元素的化学分析方法；三为理化性能试验方法，其中包括了电阻系数、超声波探伤、涡流探伤、残余应力、脱锌腐蚀、无氧铜含氧量、断口、晶粒度等规定方法；四为产品标准，其中包括阴极铜、电工用铜线锭、铸造黄铜锭、铸造青铜锭、粗铜、硫酸铜、铜铍中间合金、铜中间合金、铜精矿以及铜及合金加工材标准。
我国除国家标准外，还有行业标准和企业标准，为满足产品开发的需要，供需双方还可商定专用技术条件。
世界各国铜及铜合金产品均纳入国家标准，如美国ASTM标准、日本JIS标准、英国BS标准、德国DIN标准、法国NF标准、俄罗斯ΓOCT标准、国际标准ISO、欧盟BSEN标准等；标准化工作对国民经济发展极为重要，同时也是铜材生产、研究、应用的总结，因此世界各国铜及铜合金标准都在不断的修订和完善。
1.1、纯铜（紫铜）
纯铜呈紫红颜色，在我国又称紫铜，在工程技术界中被广泛的应用。工程中应用的纯铜品位一般为含铜99.90-99.99%，我国加工铜国家标准中共列出9个牌号，其中包括有3个纯铜牌号、3个无氧铜牌号、2个磷脱氧铜牌号、1个银铜牌号；随着科学技术发展，高纯铜也开始应用，纯度可达99.99%—99.9999%，又称为4N、5 N、6N铜。
纯铜具有优良的导电、导热、耐蚀、无磁、良好的工艺性能、纯铜的物理性能、化学性能、机械性能、工业性能等，随着纯度、温度、生产方法、金属组织、塑性变形程度等不同而变化。
1.1.1、纯铜的物理性能
铜在门捷列夫周期表中位居29位，属于过渡族元素。纯铜具有美丽的橙红色，仅次于银的导电和导热性能，是电的良导体。纯铜具有适中的强度和很高的塑性，适于压力加工成各种形状半成品，室温下主要物理性能列入表1.1.1
表1.1.1、纯铜物理性能
性能名称 数值
晶格类型 面心立方
原子量 63.54
密度 8.9克/cm3
熔点 1083℃
导电率 100-103% ±ACS
电阻率 0.01673 欧姆.mm2/m
线性膨胀数 17.6×10-6/℃
导热率0-100℃ 399W/mk 0.94卡/cm.s.c
电阻温度系数 0.00393/℃
磁化率 -0.086×10-3/kg
比热 0.092卡/克. ℃
湿度 20℃ 软态 280MPA
延伸性 ≥40%
1.1.2、铜的化学性质
铜具有高的正电位，Cu+和Cu++离子标准电极电位分别为+0.522及+0.345伏，在水中不能置换氢，在大气、纯净水、海水、非氧化性酸、碱、盐溶液、有机酸介质和土壤中具有优良的耐蚀性，但是铜易氧化，生成CuCo和Cu2O，温度大于200℃时，氧化加速。在氧化剂，氧化性酸中发生去极化腐蚀，在硝酸、盐酸中被迅速腐蚀，当大气和介质中含有氯化物、硫化物、含硫气体、含氨气体时，铜的腐蚀加速，暴露在潮湿的工业大气中的铜制品表面，很快失去光泽，形成碱式硫酸铜和碳酸铜[CuSO43Cu(OH)2、CuCO3Cu(OH)2]，制品表面颜色一般经历红绿色、棕色、兰色等变化过程，大约10年之后，铜制品表面会被铜绿所覆盖，铜的氧化物很容易被还原。
铜具有优良的抗海洋生物附着能力，在舰船建造和海洋工程中被广泛的应用，包覆铜镍合金的船壳可以提高船速，减少燃料消耗。铜对环境是友善的，各种细菌在铜制品表面不能存活，铜的许多有机化合物，是人类和植物生长所不可缺少的微量元素，因此铜制品在建筑行业中广泛应用，在供给人类饮用水的输送管路中，明显优于其它路材料，铜在PH值大于6.5的水质中将有腐蚀现象发生，Cl-1、SO4-2、CO3-2离子浓度越高、温度越高，铜的腐蚀将加剧，主要腐蚀类型有点腐蚀、溃蚀、应力腐蚀等。
1.1.3 纯铜的力学性能
纯铜的强度指标较低，塑性优良，纯铜具有优秀的耐低温性能，在深冷状态下，纯铜的力学性能有所提高，是理想的耐低温材料；随着温度升高，铜的强度指标下降，塑性指标升高，室温下铜的一般力学性能列入表1.1.3。
纯铜的力学性能与冷加工率、退火温度、晶粒度有紧密关系，力学性能随着加工率增加强度指标上升，塑性指标下降，而经过冷变形的纯铜材，随着退活温度提高，强度指标下降，塑性指标提高，在200-400℃之间，强度指标和塑性指标同时发生突变，此温度范围在纯铜材料中发生了再结晶相变过程。
如何提高铜的力学性能指标，工程技术界的重要奋斗目标，其途径有合金化、热处理、适当冷变形等。
1.1.3 紫铜的一般典型力学性能
性能 加工铜 退火铜 铸造铜
弹性极限бe/MPa 280～300 20～50 _
屈服点бs/ MPa 340～350 50～70 -
抗拉强度бb/ MPa 370～420 220～240 170
伸长率δ/% 4～6 45～50 -
面缩率φ/% 35～45 65～75 -
布氏硬度HBS 1100～1300 350～450 400
剪切强度бr/ MPa 210 150 -
冲击韧性ak/J - 16～18 -
抗击强度бy/ MPa _ _ 1570
镦粗率/% - - 65
1.1.4、铜的工艺性能
铜在自然界中的主要矿物有硫化矿和氧化矿，铜很容易被还原，也很容易用硫酸浸出，可以用普通的火法和湿法提取，可以用电解放法提纯，其纯度可以99.99%，纯铜可以在各种类型的炉子中熔化，配制人们所希望的合金；铜及合金将铸锭可以承受热塑性加工和冷塑性加工，比如热扎、热锻、热挤、冷扎、冷锻、冷拉、冷冲等；铜及铜合金可以生产各种形式半成品和成品；铜及铜合金还具有优秀的焊接性能，可以钎焊、电子焊、自耗电极焊和非自耗电极焊；铜及铜合金还具有良好的机械加工性能，可以加工成各种精密元件；铜及合金的各种废料、残料可以直接配制合金，具有宝贵的回收价值，有利于铜制品成本降低。
1.1.5 元素对铜性能的影响
微量元素进入铜是不可避免的，有的是铜及铜合金生产过程中进入的，有的是各种原料带入的，也有人为加入的，这些元素通过改变铜的组织，组织又决定着性能，从而对铜的性能产生重要的影响，由于元素特性的不同，可以不固溶于铜、微量固溶、大量固溶、无限互溶，固溶度随温度下降而激烈降低、固相下有复杂相变等，因此对铜性能的影响千差万别；元素在铜中的行为需要辩证的看待，从某种需要是有害的，但从另一种需要却是有利的，铜合金工作者正是根据实际需要，研制出宝贵的合金，以适应工程和科学界不同的需求，各元素在铜中的行为研究正在不断深入。现对各元素对铜性能的影响分别加以介绍。
氢
氢在铜中的行为是人们正在研究的课题，氢与铜不形成氢化物，Cu-H相图表明，氢在液态和固态铜中的溶解度随着温度升高而增大，特别是在液态铜中有很大的溶解度，在凝固时，会在铜中形成气孔，从而导致铜制品的脆性和表面起皮；在固态铜中，氢以质子状态存在，氢的电子填充铜原子的S层轨道，形成质子型固溶体，氢对铜的性能虽然影响甚微，但氢对铜及铜合金来说是有害的，含氧铜在氢气中退火时会产生裂纹，即“氢病”，原因是发生Cu2O+H2 ⇌ 2Cu+H2O反应，产生的水蒸气会造成气孔和裂纹；各种元素对氢在铜中的溶解度影响不一，其中Ni、Mn等元素引起溶解度增加，P、Si等元素减少氢在铜中的溶解度，可以通过减少熔炼时间，调整成分，控制炉料中氢气含量，熔体表面采用木炭覆盖等办法减少铜中氢的含量。
氧
氧在铜的生产过程中是不可避免的，其影响也非常重要，Cu-O二元状态图表明（图5.1.5.1），氧很少固溶于铜，1065℃时为0.06%,600℃时为0.002%（重量比）；氧在铜中除极少易固溶外，均以Cu2O形式存在，铜的氧化物不固溶于铜，呈现Cu+Cu2O共晶组织，分布于晶界，共晶反应为：L含氧0.39% 1065℃ α含氧0.01%+Cu2O,亚共晶铜中的含氧量与共晶量成正比,可在显微镜下与标准图片比较来精确测定铜中的含氧量。
氧对铜及合金性能的影响是复杂的,微量氧对铜的导电率和机械性能影响甚微,氧对铜导电率的影响示于图5.1.5.2,工业铜具有很高的导电率,其原因是氧作为清洁剂,可以从铜中清除掉许多有害杂质，以氧化物形式进入炉渣，特别是能够清除砷、锑、铋等元素，含有少量氧的铜其导电率可以达到100-103%±ACS（图5..1.5.2）,高纯铜如6N铜在深冷条件下电阻值是相当低的。
电真空构件用铜应严格控制其中氧的含量，其原因是电真空器件需要在氢气中密封，铜中氧的存在会导致氢病发生，引起器件高真空环境破坏，因此电真空用铜应该是无氧铜，中国国家标准中规定无氧铜中含氧量小于20ppm，美国ASTM标准中规定为3ppm，为控制氧含量，在无氧铜生产中都应选择优质电解铜原料，在熔炼工艺中采取还原性气氛，加强熔池表面覆盖，一般使用木炭保护；铜及铜合金熔炼时，一般均应进行脱氧，脱氧剂有磷、硼、镁等，以中间合金方式加入，磷是最有效的脱氧剂，不过应严格控制磷的残留量，因其能够强烈降低铜及合金的导电率。
锑、铋、硫、碲、硒
这些元素在铜中固溶度极小，二元系相图列于图(5.1.5.2)，室温下基本不溶于铜，它们以金属化合物形式存在，分布于晶界，对铜的的导电、导热影响不大，但是都严重的恶化了铜及合金的塑性加工性能，应该严格控制其含量，各国标准中规定不应超出0.005%；由于含有这些元素的铜，具有良好的切削性能，在工程技术界也有应用，比如铋钼，可以作为真空开关中断路器的触头，在断路时，防止开关触头的沾结，铋铜中含铋量可高达0.5%-1.0%；含碲0.15-0.5%的碲铜合金，可作为高导电、易切削无氧铜使用，能够加工成精密的电子原器件；作为特殊用途的铜合金，可以加入这些元素，但其加工工艺是特殊的，可采用包套挤压、冷挤、铸造、粉末冶金等方法。
砷、硼
砷在铜中有很大的固溶度，在α固溶体中的 可达6.8-7.0%，砷在铜中存在强烈的降低其导电率和导热性能，一般作为变质剂加入，特别是对黄铜冷凝器合金来说更为宝贵，近一百年来火电和舰船冷凝器管材使用实践表明，含砷0.1-0.15%的黄铜，能够防止黄铜脱锌腐蚀，解决了黄铜冷凝管早期泄漏的致命问题，所以各国材料标准中都规定必须加入砷，经验表明，不含砷的HSn70-1冷凝管，经常在使用初期的2-3年内发生泄漏事故，而加入砷之后，寿命可增至15-20年，被称为铜合金研究中重大的技术进步；砷之所以能够防止黄铜脱锌腐蚀，许多研究表明，砷能够降低铜的电极电位，从而降低了电化学腐蚀倾向；由于砷的氧化物污染环境，对人体有害，所以熔炼合金的工厂都应有专门的环保和防护措施；砷应以中间合金方式加入，砷铜中间合金中砷含量可达15-20%，一般由熔炼工厂自己制作。
硼在铜中固溶度不大，一般作为脱氧剂使用，残余的硼可以细化晶粒，人们发现硼的变质作用十分显著，在加砷黄铜合金中同时加入0.01-0.04%硼，具有更好的防止黄铜脱锌腐蚀；硼的氧化物是铜合金熔炼时优良覆盖剂，已经被广泛的使用；在铜的焊接材料中也普遍的加入硼，可防止焊接金属的氧化。
磷
铜磷二元相固表明（5.1.5.2），在714℃时存在着共晶反应：L8.4%→α1.75%+Cu3P，随着温度降低，磷在铜中的固溶量迅速减少，300℃时为0.6%，200℃时为0.4%；固溶于铜中的磷显著的降低其导电率，含P0.014%的软带导电率为94%IACS，含P0.14%的导电率仅为45.2%；磷是最有效、成本最低的脱氧剂，微量磷的存在，可以提高熔体的流动性，改善铜及合金的焊接性能、耐蚀性能、提高抗软化程度，所以磷又是铜及合金的宝贵添加元素，含P0.015-0.04%的磷铜合金，广泛用于生产建筑用水道管、制冷和空调器散热管、舰船海水管路；低磷铜合金板、带材在电子和化工工业中广泛应用，集成电路引线框架铜带也大量使用低磷铜合金；共晶成份的磷铜合金，是优良的焊接材料，高磷铜合金在580-620℃之间具有超塑性，可以热挤成φ3-φ5毫米焊丝，是焊接铜及铜合金、钢和铜零件的重要材料。
铅
铅不固溶于铜，在铜合金中固溶度也很小，与铜形成易溶共晶组织（图5.1.5.3），38。0-。。%范围的铅，液态下与铜液互不混熔，凝固时形成偏晶组织；固态下，铅在铜中以单质状态分布，可以分布在晶内和晶介，含铅的铜合金，在发生相变或再结晶时，晶介的铅可以转移到晶内；铅对铜及合金导电和导热性能无显著影响，但可以改善切削性能，铅质点又是固相，正是轴承材料所希望的，所以含铅铜及合金是宝贵的易切削材料与轴承材料，因其成本低廉更为市场所欢迎，含铅黄铜使用极为广泛，铅的质点越细小，分布越均匀，性能越优良，含铅铜及合金可以铸态使用，也可以压力加工，铅黄铜在高温（500℃以上）为单相β，热加工性能优良，可以承受大的热变形，而在常温下F为α相和α+β相区，冷变形时变形抗力大，塑性较差，过大的加工率会使合金材料产生裂纹；随着科学技术的发展，常规使用的铅黄铜中含铅量已由0.8-2.5%增加至5%以上,新型的含铅紫铜、黄铜、青铜、白铜正不断地被开发出来；特别应该指出的是，含铅铜合金对原料的适应性极强，可以直接使用再生铜生产含铅铜合金，这对铜加工企业非常重要。
随着技术进步发现，含铅铜及合金在使用中，有铅的溶出，对环境造成污染，因此具有优良切屑性能的无铅铜合金研究正在展开，特别是广泛使用的铅黄铜材料的代用问题已经提到日程，其中可以考虑的替代元素是铋、硫、硅等。
铁、锆、铬、硅、银、铍、镉
这七种金属元素的共同特点是：它们有限固溶于铜，固溶度随着温度变化而激烈的变化，当温度从合金结晶完成之后开始下降时，它们在铜中的固溶度也开始降低，以金属化合物或单质形态从固相中析出，当这些元素固溶于铜中，能够明显地提高其强度，具有固溶强化效应，当它们从固相中析出时，又产生了弥散强化效果，导电和导热性能得到了恢复，它们是典型的时效热处理型铜合金，通过淬火（950℃—980℃、淬水）和时效（450℃—550℃、2-4小时），可以获得高强导电性能；其中微量银，对铜的导电率、导热率降低不大，并能显著提高再结晶温度、抗蠕变性能和耐磨性能，广泛用于电机整流子，近来又普遍用于制造高速列车的接触导线，镉铜具有冲击时不发生火花特性，是重要的航空仪表材料，由于镉具有毒性，污染环境，用途日益缩小；铍铜是著名的弹性材料，铍对铜的强化最为显著，热处理后的铍铜强度，可达纯铜的4-5倍；铁可以细化晶粒，改善铜及合金性能，在要求抗磁的环境下，应严格控制铁的含量，一般应控制在0.003%以下；锆、铬铜合金具有很高的导电率，在航天发动机中有重要的应用；硅青铜具有高的强度和耐磨性能,铁、锆、铬青铜是著名的高强高导铜合金，在电极制造中有重要应用；铁、硅、锆、铬铜合金成了集成电路引线框架铜合金的基础，其合金成分、性能的研究非常活跃。
锌、锡、铝、镍
这四个元素的共同特点是在铜中固溶度很大，分别为39.9%、15.8%9.4%，镍则无限互溶，它们与铜形成连续固溶体，具有宽阔的单相区，它们能够明显地提高铜的机械性能、耐蚀性能，但都使铜的导电、导热性能降低，与其它金属材料相比较，仍属于优良的导电和导热材料，它们与铜形成宝贵的合金，可分为黄铜、青铜、白铜合金，构筑了庞大合金系的基础，这些合金具有优秀的综合性能，比如，黄铜具有高强、耐磨、耐蚀、高导热、低成本；青铜具有高强、耐磨、耐蚀；白铜具有极为优秀的耐恶劣水质和海水腐蚀性能，所有这些优点都是其它金属材料不能代替的。
难熔金属钨、钼、钽、铌不固溶于铜，微量存在可以作为结晶核心细化晶粒、提高再结晶温度，粉末法生产的钨铜、钼铜具有很高的耐热性能，比容很大，导热性优于难熔合金，是重要的热沉材料，用于电子工业中的固体器件。
稀贵金属中金、钯、铂、铑与铜无限互溶，是宝贵的焊料合金，用于电子元器件的封装和各种触点；其它稀有、稀散和阿系元素微量存在于铜中，或与铜形成合金，在特殊环境中有着重要应用，许多元素在铜中行为的研究正不断深化。
其它金属元素对铜的影响
镁、锂、钙有限固溶于铜，锰与铜无限互溶，这四个元素都可作为铜的脱氧剂；锰可以提高铜的强度，低锰铜合金具有高强和耐蚀性能，在化学工程中有所应用，锰铜电阻温度系很少，是优良的电阻合金；由于有同素异晶转变，使铜锰合金固态下相变十分复杂，固相下具有调幅分解，变晶转变等过程，具有减振降噪性能，是著名的阻尼合材料。
以铈为代表的稀土元素几乎不固溶于铜，它们在铜中的作用是变质和净化，可以脱硫与脱氧，并能与低熔点杂质形成高熔点化合物，消除有害作用，提高铜及合金的塑性，在上引铸造线坯中加入稀土元素，能够改善塑性，减少冷加工的裂纹。
1.2 黄铜
铜与锌组成的合金称为简单黄铜，在此基础上加入其它合金元素称为复杂黄铜；黄铜具有美丽的颜色、较高的机械性能、耐蚀、耐磨、易切削、低成本、良好工艺性能等，是应用最广泛的铜合金。
1.2.1 简单黄铜
铜-锌二元相图表明，锌在铜中有很大的固溶度，由液相转变为固相均为包晶反应，固相下有α、β、γ、δ、ε、ζ等六个相，β相在454℃、468℃时，发生有序化转变；锌在铜中最大的固溶度为39%，此时对应的温度为454℃，室温下的固溶度为37%，广泛使用的简单黄铜按组织结构可分为α、α+β、β三种黄铜，工业上使用的简单黄铜的成份；黄铜在大气中、清洁的谈水中、大多数的有机介质中是耐蚀的，但是黄铜易发生脱锌腐蚀、应力腐蚀，在工程上应用应引起重视，脱锌腐蚀是由于锌的电极电位远低于铜，在介质中锌原子发生阳极反应而溶解，发生片状脱锌和栓状脱锌，加入0.03-0.05%砷，可以抑制脱锌腐蚀；应力腐蚀是由于压力加工残余应力所引起，一般表现为纵向开裂，对黄铜制品危害很大，可以通过消除应力退火加以防止。
合金成分、组织、压力加工对黄铜性能发生重大影响。
随着黄铜中锌含量增加，常温组织依此为α、α+β、β，α相常温下具有优良的塑性，而β相高温下塑性良好，室温下基本不能承受塑性变形；随着锌含量增加黄铜的强度升高，塑性下降，导电、导热性也随着下降；一般来说，低溶点杂质如Pb、Bi、Sb、P等对黄铜是有害的，它们与铜形成脆性化合物，分布于晶界，引起热脆性，标准中应严加控制，一般要求不大于0.005%，为消除它们的有害作用，可以加入变质剂，如锆、稀土等，它们可以与低熔点元素形成稳定的高熔点化合物；许多元素对黄铜是有利的，如铅、锡、铝、铁、锰、镍、硅等，作为合金元素加入能够提高和改善铜的性能，铅能够明显地改善黄铜的切削性能，而上述其它元素则能提高黄铜的强度和耐蚀性能，它们对黄铜组织上的影响，有扩大α相区和缩小α相区的分别，可依锌当量（表5.2.1.2）来判定，黄铜可以使用热变形和冷变形方式进行加工，压力加工产品有板、带、管、棒、线等形式，工艺参数、加工方法及供货状态等对制品性能都会发生重要影响，黄铜产品一般都需要进行消除应力退火，否则在使用过程中，特别是在腐蚀介质和气氛下，会产生应力开裂。
元素的“锌当量系数”
元素 硅 铝 锡 镁 铅 镉 铁 锰 钴 镍
锌当量系数 10 6 2 2 1 1 0.9 0.5 -0.1~-1.5 -1.3~-1.5
锡、铝、镍、硅、锰黄铜
Sn、Al、Ni、Si、Mn等合金元素，在黄铜中有较大的固溶度，其加入量均以不出现第三相为原则，按着三元相图，应使合金尽量落入单相区；锡黄铜（HSn70-1）是著名的冷凝管合金，为防止脱锌腐蚀均需加入微量砷和硼（0.03-0.06%AS、0.01-0.02%B）是内陆冷却水质的冷凝器唯一的选材，我国核电站和火力发电厂普遍应用，标准规格为φ25x 1x8500毫米；铝黄铜（HAl77-2）则耐海水腐蚀，用于海滨电站和舰船冷凝器；镍黄铜、铁锰黄铜、锰黄铜则属于高强、耐蚀黄铜，用于海洋工程中各种耐蚀零件；硅黄铜属于高强耐磨黄铜，用于各种轴系材料。
1.2.2、复杂黄铜
为提高简单黄铜的强度、耐蚀性、耐磨性、易切削性等，人们在简单黄铜中加入第三、四、五、六个合金组元，组成了庞大的复杂黄铜系，著名的合金有：铅黄铜、锡黄铜、铝黄铜、锰黄铜、铁黄铜以及多元复杂黄铜等
铅黄铜
铅极少固溶于黄铜中之，铅在α相中不超过0.03%。在β相中可达0.08%，因此作为合金元素加入于黄铜中的铅以游离状态存在，因此具切屑性能极佳，一般铅黄铜中铜含量不能小于50%，铅含量不大于3.0%，由于铅黄铜成本低廉、耐磨性能和切削性能优良，又可以使用各种合金残料生产合金，因此广泛用于各种工程中。
1.2.3、多元复杂黄铜
各合金元素对黄铜性能的影响往往是叠加的，为进一步提高其强度和耐磨性能，综合利用黄铜合金原料，近年来多元复杂黄铜的研究与应用迅速发展，其中典型的例子是汽车同步器齿环合金的研究与开发，合金元素多达五至#种，一般含有铝、硅、锰、镍、铁等元素，合金组织为β相，少量的α相作为软相，这类合金由冶金工厂提供毛坯管材，用产热锻成汽车同步器齿环，我国已形成轿车、轻型车、载重车合金系列。
1.3、青铜
压力加工青铜主要指除Cu-Zn和Cu-Ni合金系之外的铜合金系，主要有锡青铜、铝青铜、特殊青铜等三大类，特殊青铜中主要有铬青铜、锆青铜、铍青铜、硅青铜、锰青铜、镉青铜、铁青铜、碲青铜等。
1.3.1、锡青铜
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