機(jī)械工程材料(10)

1、鈦及鈦合金鈦及鈦合金軸承合金軸承合金鋁及鋁合金鋁及鋁合金銅及銅合金銅及銅合金有色金屬的有色金屬的分類分類有色重金屬有色重金屬Cu、Ni、Sn、Sb、Co、Hg有色輕金屬有色輕金屬Al、Mg、Ca、K、Na、Ba貴金屬貴金屬Au、Ag、鉑族金屬、鉑族金屬稀有金屬稀有金屬約約50余種（余種（W、Mo、V、Ti、Nb、Zb）純鋁的特點(diǎn)純鋁的特點(diǎn): :l具有銀白色金屬光澤，為面心立方結(jié)構(gòu)；l密度低（2.7g/cm2.7g/cm3 3）、強(qiáng)度低，但比強(qiáng)度高；l具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能；無(wú)磁性、耐腐蝕性好；l加工性能好（易于鑄造、塑性變形）。名稱名稱純度純度用途用途高純鋁高純鋁99.93%-99.99%

2、科學(xué)研究、制作電器科學(xué)研究、制作電器工業(yè)高純鋁工業(yè)高純鋁98.85%-99.9% 鋁箔、鋁合金原料鋁箔、鋁合金原料工業(yè)純鋁工業(yè)純鋁98.0%-99.0% 電線、電纜、配置合金電線、電纜、配置合金工業(yè)純鋁的應(yīng)用工業(yè)純鋁的應(yīng)用: :配制鋁合金，制作電線、電纜及日用器皿等鋁合金鋁合金: : 鋁及鋁合金鋁及鋁合金合金化純鋁強(qiáng)度很低，不能用作結(jié)構(gòu)材料純鋁強(qiáng)度很低，不能用作結(jié)構(gòu)材料Cu、Mn、Si、Mg、Zn鋁合金鋁合金的的強(qiáng)化強(qiáng)化1固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化2細(xì)晶強(qiáng)化細(xì)晶強(qiáng)化3彌散強(qiáng)化彌散強(qiáng)化4時(shí)效強(qiáng)化時(shí)效強(qiáng)化5形變強(qiáng)化形變強(qiáng)化鋁合金的分類鋁合金的分類: : 鋁及鋁合金鋁及鋁合金 形變形變鋁合金鋁合金 鑄造鑄造鋁

3、合金鋁合金防銹鋁合金防銹鋁合金 LF+序號(hào)序號(hào)鋁硅合金（鋁硅合金（硅鋁明） ZL1+兩位數(shù)字順序號(hào)兩位數(shù)字順序號(hào)硬鋁合金硬鋁合金 LY +序號(hào)序號(hào)超硬鋁合金超硬鋁合金 LC +序號(hào)序號(hào)鍛鋁合金鍛鋁合金 LD +序號(hào)序號(hào)鋁銅合金鋁銅合金 ZL2+兩位數(shù)字順序號(hào)兩位數(shù)字順序號(hào)鋁鎂合金鋁鎂合金 ZL3+兩位數(shù)字順序號(hào)兩位數(shù)字順序號(hào)鋁鋅合金鋁鋅合金 ZL4+兩位數(shù)字順序號(hào)兩位數(shù)字順序號(hào)常用形變鋁合金常用形變鋁合金 防銹鋁合金防銹鋁合金主要是主要是Al-Mn和和Al-Mg系合金系合金l抗蝕性、焊接性能好，塑性及低溫力學(xué)性能良好；強(qiáng)度較低，易于變形加工，但切削性能差。l不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，常利用加工硬化提

4、高其強(qiáng)度。 l主要用于焊接零件、構(gòu)件、容器、管道、飛機(jī)蒙皮，以及深沖和彎曲件。在航空工業(yè)中應(yīng)用廣泛衛(wèi)星天線（LF2）汽化器(熱交換管為L(zhǎng)F21)主要是主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量系合金，并含少量Mn。l強(qiáng)度、硬度高，比強(qiáng)度與高強(qiáng)度鋼接近。加工性能好，耐蝕性低于防銹鋁。l可進(jìn)行時(shí)效強(qiáng)化，也可進(jìn)行變形強(qiáng)化。l常用硬鋁合金如LY11 (2A11)、 LY12 (2A12)等，用于制造沖壓件、模鍛件和鉚接件，如螺旋槳、梁、鉚釘?shù)? 飛機(jī)翼梁(腹板為硬鋁合金)常用形變鋁合金常用形變鋁合金 硬鋁合金硬鋁合金l室溫強(qiáng)度最高的鋁合金，b最高可達(dá)680MPa。熱態(tài)塑性好，耐蝕性差。l時(shí)效強(qiáng)化效果超過(guò)硬

5、鋁合金。l主要用作工作溫度較低、受力大的重要結(jié)構(gòu)件和承受高載荷的零件。如飛機(jī)大梁、起落架等。常用形變鋁合金常用形變鋁合金 超硬鋁合金超硬鋁合金屬屬Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量系合金，并含有少量Cr和和Mn。飛機(jī)主起落架l具有優(yōu)良的熱塑性，適宜鍛造；l鑄造性能、耐蝕性較好；l力學(xué)性能高（與硬鋁相近）。l主要用作航空及儀表業(yè)中形狀復(fù)雜、要求比強(qiáng)度高的鍛件。如葉輪、框架、支桿等。常用形變鋁合金常用形變鋁合金 鍛鋁合金鍛鋁合金Al-Cu-Mg-SiAl-Cu-Mg-Si系合金系合金 Al-Cu-Mg-Fe-NiAl-Cu-Mg-Fe-Ni系耐熱鍛鋁合金系耐熱鍛鋁合金 壓氣機(jī)葉片常用鑄造鋁合

6、金常用鑄造鋁合金類別類別合金代號(hào)與牌號(hào)合金代號(hào)與牌號(hào)bMPa5%主要用途主要用途ZL101ZAlSi7Mg20219222形狀復(fù)雜的砂型、金屬型和壓力鑄造零件。如飛機(jī)、儀器的零件等。ZL102ZAlSi1215313324形狀復(fù)雜的砂型、金屬型和壓力鑄造零件；要求氣密性的零件。ZL105ZAlSi5Cu1Mg2312120.51.0同上，在225以下工作的零件。如風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸頭、機(jī)匣、油泵殼體等。ZL108ZAlSi12Cu2Mg1192251 砂型、金屬型鑄造、要求高溫強(qiáng)度及低膨脹系數(shù)的零件。如高速內(nèi)燃機(jī)活塞等。常用鑄造鋁合金常用鑄造鋁合金類別類別合金代號(hào)與牌號(hào)合金代號(hào)與牌號(hào)bMPa5%

7、主要用途主要用途鋁銅合金鋁銅合金ZL201ZAlCu5Mn29033084砂型鑄造在175300以下工作的零件。如缸頭、活塞、支臂等。ZL202ZAlCu10104163-形狀簡(jiǎn)單、表面粗糙度值要求較低的中等承載零件。鋁鎂合金鋁鎂合金ZL301ZAlMg102809砂型鑄造的在大氣或海水中工作的零件，承受大振動(dòng)載荷、工作溫度低于150的零件。鋁鋅合金鋁鋅合金ZL401ZalZn11Si72411921.52.0壓力鑄造的零件，工作溫度不超過(guò)200，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的汽車、飛機(jī)零件。常用鑄造鋁合金常用鑄造鋁合金活塞(裙部為鋁硅合金)汽缸頭Al-Cu鼓風(fēng)機(jī)密封件等(ZL102、301)大型空壓機(jī)活塞(ZL

8、401)美美F-117F-117隱身戰(zhàn)斗機(jī)隱身戰(zhàn)斗機(jī)( (所用材料大部分是鋁合金所用材料大部分是鋁合金) )高比強(qiáng)鋁合金機(jī)翼高比強(qiáng)鋁合金機(jī)翼航空用最多的材料航空用最多的材料鈦及鈦合金的特點(diǎn)鈦及鈦合金的特點(diǎn): :l重量輕、強(qiáng)度、比強(qiáng)度都非常高；l耐熱性好，抗腐蝕性能優(yōu)異l良好低溫韌性等l在地球中的儲(chǔ)量豐富；l加工工藝復(fù)雜、價(jià)格昂貴（鈦的化學(xué)性質(zhì)非常活潑， 熔煉、 澆注、焊接和部分熱處理都要在真空中進(jìn)行）；l主要用作航空、航天、化工、造船等重要的結(jié)構(gòu)材料。 美美F-22F-22戰(zhàn)機(jī)約戰(zhàn)機(jī)約36%36%重量的零重量的零件用鈦合金制造件用鈦合金制造分類分類: :純鈦、純鈦、 型鈦合金、型鈦合金、 型鈦

9、合金、型鈦合金、 + + 型鈦合金型鈦合金工業(yè)純鈦工業(yè)純鈦（TA1TA3 ）l密度?。?.58g/cm3）,熔點(diǎn)高（1668）；l具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：l工業(yè)純鈦具有良好的力學(xué)性能 （強(qiáng)度不是很高，但比強(qiáng)度高，塑性及低溫韌性好）；l耐腐蝕性能非常好（氧化性介質(zhì)、海水、酸、堿和 大多數(shù)有機(jī)酸），但在氫氟酸中會(huì)被腐蝕； -Ti -Ti882.5882.5體心立方體心立方密排六方密排六方 鈦及鈦合金鈦及鈦合金純鈦純鈦l 用來(lái)制造在350以下工作的、強(qiáng)度要求不高的零件：如石油化工用熱交換器、反應(yīng)器，海水凈化裝置及艦船零部件。 鈦鋼復(fù)合反應(yīng)釜鈦管換熱器鈦制蒸餾塔 型鈦合金（型鈦合金（TA5TA7 ） 鈦及鈦

10、合金鈦及鈦合金l 主加元素為Al、Sn、B等； l 通常在退火狀態(tài)下使用,組織為單相固溶體； l 不能熱處理強(qiáng)化，可通過(guò)冷變形強(qiáng)化；l 室溫強(qiáng)度低于另兩類鈦合金，但高溫強(qiáng)度(500600)比他們高，抗蠕變性好；l 在300 500具有優(yōu)良的耐熱性和抗氧化性；l 焊接性能好，低溫韌性及耐蝕性優(yōu)越； l 使用溫度不超過(guò)500，主要用于制造導(dǎo)彈的燃料罐、超音速飛機(jī)的渦輪機(jī)匣等。鈦合金衛(wèi)星框架鈦合金衛(wèi)星框架鈦合金液下泵鈦合金液下泵 型鈦合金（型鈦合金（ TB2、TB3、TB4 ） 鈦及鈦合金鈦及鈦合金l 主加元素為Mn、Cr、Mo、V等； l 可通過(guò)淬火和時(shí)效進(jìn)行強(qiáng)化；l 有較高的強(qiáng)度（b可達(dá)1372

11、1470 MPa ）l 優(yōu)良的沖壓性能；l 耐熱性差，工作溫度一般不超過(guò)200；l 冶煉工藝復(fù)雜，難于焊接,應(yīng)用受到限制；l 一般在350以下使用, 適于制造壓氣機(jī)葉片、軸、輪盤等重載的回轉(zhuǎn)件，以及飛機(jī)構(gòu)件等。鈦合金眼鏡架鈦合金棒 + 型鈦合金（型鈦合金（TC1、TC4、TC6、 TC9 ） 鈦及鈦合金鈦及鈦合金l 主加元素為Al、Cr、Mo、V等；l 可進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，l 強(qiáng)度高，具有良好的熱強(qiáng)性；l 塑性好，容易鍛造、壓延和沖壓；l 有良好的耐蝕性和低溫韌性；l 用于制造400以下工作的飛機(jī)壓氣機(jī)葉片、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)外殼、 火箭和導(dǎo)彈的液氫燃料 箱部件及艦船耐壓殼體等生物醫(yī)用材料生物醫(yī)用材料飛

12、機(jī)壓氣機(jī)葉片銅及銅合金的特點(diǎn)銅及銅合金的特點(diǎn): :l導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能好、耐腐蝕，是抗磁材料；l加工性能好。容易冷熱成形，鑄造銅合金鑄造性能好；l具有某些特殊力學(xué)性能。如優(yōu)良的減摩性和耐磨性、高 的彈性極限和疲勞強(qiáng)度等；l色澤美觀。分類分類: :紫銅黃銅青銅白銅常用銅合金常用銅合金 純銅（紫銅）純銅（紫銅） （ T1、T2、T3、T4 ）l呈紫紅色，具有面心立方晶格，無(wú)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變；l具有抗磁性，銅制儀器不受外來(lái)磁場(chǎng)的干擾； l具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性；l在大氣、淡水和冷凝水中有良好的耐蝕性；l塑性高，強(qiáng)度低，低溫下塑性、韌性好；l主要用于制作電導(dǎo)體及配制合金。常用銅合金常用銅合金 黃銅黃銅以鋅為

13、主要合金元素的銅合金以鋅為主要合金元素的銅合金牌號(hào)牌號(hào)性能特點(diǎn)性能特點(diǎn)主要用途主要用途H70塑性好、強(qiáng)度較高，冷成形性能好、易焊接，耐蝕性好彈殼、熱交換器、造紙用管、機(jī)械和電氣用零件H63強(qiáng)度較高、熱塑性良好，切削性能好、易焊接，耐蝕性好銷釘、鉚釘、螺帽、墊圈、導(dǎo)管、夾線板、散熱器、環(huán)形件H59有足夠好的力學(xué)性能，承受熱壓力加工性能良好，耐蝕性一般機(jī)械、電器用零件，焊接件及熱沖壓件HPb63-3切削性能良好鐘表零件HAl60-1-1力學(xué)性能高，耐蝕性能良好齒輪、蝸輪、襯套、軸、耐蝕零件HSi65-1.5-3力學(xué)性能高，焊接及切削性能好，減磨性能好。耐磨錫青銅的代用品常用銅合金常用銅合金黃銅制品

14、黃銅制品常用銅合金常用銅合金 白銅白銅以鎳為主要合金元素的銅合金稱白銅。以鎳為主要合金元素的銅合金稱白銅。牌號(hào)牌號(hào)性能特點(diǎn)性能特點(diǎn)主要用途主要用途普普通通白白銅銅B5B19具有較高的耐蝕性和抗腐蝕疲具有較高的耐蝕性和抗腐蝕疲勞性能優(yōu)良的冷熱加工性能。勞性能優(yōu)良的冷熱加工性能。 用于在蒸汽和海水環(huán)境下工作的用于在蒸汽和海水環(huán)境下工作的精密機(jī)械精密機(jī)械, ,儀表零件及冷凝器、儀表零件及冷凝器、蒸餾器、熱交換器等。蒸餾器、熱交換器等。特特殊殊白白銅銅BMn40-1.5(康銅康銅)BMn43-0.5(考銅考銅)耐蝕性、強(qiáng)度和塑性高，耐蝕性、強(qiáng)度和塑性高，能能進(jìn)行冷加工變形，進(jìn)行冷加工變形，成本低。成本

15、低。用于制造精密機(jī)械、儀表零件用于制造精密機(jī)械、儀表零件及醫(yī)療器械等。及醫(yī)療器械等。白銅線是國(guó)際上應(yīng)用比較廣泛的一種耐蝕性材料和裝飾結(jié)構(gòu)材料白銅線是國(guó)際上應(yīng)用比較廣泛的一種耐蝕性材料和裝飾結(jié)構(gòu)材料常用銅合金常用銅合金白銅制品白銅制品白銅件白銅型材鋁白銅鋁白銅白銅一帆風(fēng)順船白銅一帆風(fēng)順船康銅熱偶常用銅合金常用銅合金 青銅青銅除黃銅和白銅外的其他銅合金統(tǒng)稱為青銅，除黃銅和白銅外的其他銅合金統(tǒng)稱為青銅，如錫青銅、鋁青銅、鈹青銅、硅青銅、鉛青銅等。如錫青銅、鋁青銅、鈹青銅、硅青銅、鉛青銅等。 牌號(hào)牌號(hào)性能特點(diǎn)性能特點(diǎn)主要用途主要用途錫錫青青銅銅QSn4-3QSn4-3鑄造流動(dòng)性差，鑄件密度低，易滲漏，

16、但鑄造流動(dòng)性差，鑄件密度低，易滲漏，但體積收縮率在有色金屬中最小體積收縮率在有色金屬中最小 。耐蝕性良好，在大氣、海水及無(wú)機(jī)鹽溶液耐蝕性良好，在大氣、海水及無(wú)機(jī)鹽溶液中的耐蝕性比純銅和黃銅好，但在硫酸、中的耐蝕性比純銅和黃銅好，但在硫酸、鹽酸和氨水中的耐蝕性較差。鹽酸和氨水中的耐蝕性較差。 耐蝕承載件耐蝕承載件, ,如彈簧、軸承、齒如彈簧、軸承、齒輪軸、蝸輪、墊圈等。輪軸、蝸輪、墊圈等。 QSn6.5-0.1QSn6.5-0.1ZQSn6-6-3ZQSn6-6-3鋁鋁青青銅銅QAl5QAl5強(qiáng)度、硬度、耐強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐熱性及耐蝕性高磨性、耐熱性及耐蝕性高于黃銅和錫青銅，鑄造性能好，但焊

17、接性于黃銅和錫青銅，鑄造性能好，但焊接性能差。能差。 制造船舶、飛機(jī)及儀器中的高制造船舶、飛機(jī)及儀器中的高強(qiáng)、耐磨、耐蝕件，如齒輪、強(qiáng)、耐磨、耐蝕件，如齒輪、軸承、蝸輪、軸套、螺旋槳等。軸承、蝸輪、軸套、螺旋槳等。QAl9-2QAl9-2ZQAl9-4ZQAl9-4鈹鈹青青銅銅QBe2QBe2具有高的強(qiáng)度、彈性極限、耐磨性、耐蝕具有高的強(qiáng)度、彈性極限、耐磨性、耐蝕性，良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、冷熱加工及性，良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、冷熱加工及鑄造性能，但價(jià)格較貴。鑄造性能，但價(jià)格較貴。用于重要的彈性件、耐磨件，用于重要的彈性件、耐磨件，如精密彈簧、膜片，高速、高如精密彈簧、膜片，高速、高壓軸承及防爆工

18、具、航海羅盤壓軸承及防爆工具、航海羅盤等重要機(jī)件等重要機(jī)件. .QBe1.9QBe1.9QBe1.7QBe1.7常用銅合金常用銅合金鈹青銅制品抗磨環(huán)（鋁青銅）錫青銅管船用青銅軟管快速接頭閥(錫青銅閥體、閥蓋)青銅制品青銅制品制造滑動(dòng)軸承的軸瓦及其內(nèi)襯的耐磨合金制造滑動(dòng)軸承的軸瓦及其內(nèi)襯的耐磨合金 l與滾動(dòng)軸承相比滑動(dòng)軸承具有承載面積大， 工作平穩(wěn)，無(wú)噪音及拆裝方便等優(yōu)點(diǎn)。l當(dāng)軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸瓦與軸頸發(fā)生強(qiáng)烈摩擦， 承受軸頸施加的交變載荷和沖擊力。 性能要求性能要求: :工作條件工作條件: :l 足夠的強(qiáng)韌性，以承受軸頸施加的交變沖擊載荷。l 較小的熱膨脹系數(shù)及良好的導(dǎo)熱性和耐蝕性，以防止軸與軸瓦之間咬合。l 較小的摩擦系數(shù)及良好的耐磨性和磨合性，以減少軸頸磨損，保證軸與軸瓦良好的耦合。l 以錫為主并加入少量銻、銅等元素組成的合金；l 熔點(diǎn)較低，是軟基體硬質(zhì)