第八章有色金屬及其合金

1、l在工業(yè)生產(chǎn)中，通在工業(yè)生產(chǎn)中，通常把鐵及其合金稱常把鐵及其合金稱為為黑色金屬黑色金屬，把其，把其他非鐵金屬及其合他非鐵金屬及其合金稱為金稱為有色金屬有色金屬。 l一、鋁及鋁合金的性能特點(diǎn)一、鋁及鋁合金的性能特點(diǎn) l純鋁具有銀白色金屬光澤，密度小純鋁具有銀白色金屬光澤，密度小(2.72(2.72g/cm3g/cm3 ），），熔點(diǎn)低（熔點(diǎn)低（660.4660.4），導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能優(yōu)良。），導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能優(yōu)良。l抗大氣腐蝕性能好，易于加工成形抗大氣腐蝕性能好，易于加工成形 。l具有面心立方晶格，無(wú)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，無(wú)磁性。具有面心立方晶格，無(wú)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，無(wú)磁性。8.1 鋁及鋁合金鋁及鋁合金工業(yè)純鋁的

2、牌號(hào)有工業(yè)純鋁的牌號(hào)有L1L1、L2L2、L7L7等。等。1 1 7 7序號(hào)越大，序號(hào)越大，純度越低。用于制作鋁箔、導(dǎo)線及配制合金。純度越低。用于制作鋁箔、導(dǎo)線及配制合金。 l鋁合金既具有高強(qiáng)度又保持純鋁的優(yōu)良特性鋁合金既具有高強(qiáng)度又保持純鋁的優(yōu)良特性 。l鋁合金常加入的元素主要有鋁合金常加入的元素主要有CuCu、MnMn、SiSi、MgMg、ZnZn等，等，此外還有此外還有CrCr、NiNi、TiTi、ZrZr、稀土、稀土等輔加元素。等輔加元素。 鋁合金鋁合金型材型材鋁鑄件鋁鑄件鋁合金絲鋁合金絲l二、二、鋁合金的分類鋁合金的分類l鋁合金一般具有有限固溶型共晶相圖鋁合金一般具有有限固溶型共晶相

3、圖 可將鋁合金分為可將鋁合金分為變形鋁合金變形鋁合金和和鑄造鋁合金鑄造鋁合金兩大類兩大類變形鋁合金變形鋁合金又分為又分為可熱處理強(qiáng)化可熱處理強(qiáng)化和和不可熱處理強(qiáng)化不可熱處理強(qiáng)化兩類兩類鋁合金分類鋁合金分類示意圖示意圖鑄造鋁合金鑄造鋁合金，則是將熔融的合金液直接澆入鑄型中，則是將熔融的合金液直接澆入鑄型中獲得成型鑄件，要求合金應(yīng)具有良好的鑄造性能，獲得成型鑄件，要求合金應(yīng)具有良好的鑄造性能，如流動(dòng)性好、收縮小、抗熱裂性高。如流動(dòng)性好、收縮小、抗熱裂性高。變形鋁合金變形鋁合金，是指合金經(jīng)熔化后澆成鑄錠，再經(jīng)壓，是指合金經(jīng)熔化后澆成鑄錠，再經(jīng)壓力加工（鍛造、扎制、擠壓等）制成板材、帶材、力加工（鍛造

4、、扎制、擠壓等）制成板材、帶材、棒材、管材、線材以及其它各種型材，要求具有較棒材、管材、線材以及其它各種型材，要求具有較高的塑性和良好的工藝成型性能。高的塑性和良好的工藝成型性能。三、鋁合金的熱處理三、鋁合金的熱處理 l可熱處理強(qiáng)化變形鋁合金的熱可熱處理強(qiáng)化變形鋁合金的熱 處理方法：處理方法：固溶處理固溶處理 + + 時(shí)效時(shí)效。l固溶處理固溶處理是指將合金加熱到固溶線以上，保溫并淬火后是指將合金加熱到固溶線以上，保溫并淬火后獲得過(guò)飽和的單相固溶體組織的處理。獲得過(guò)飽和的單相固溶體組織的處理。l時(shí)效時(shí)效是指將過(guò)飽和的固溶體加熱到固溶線以下某溫度保是指將過(guò)飽和的固溶體加熱到固溶線以下某溫度保溫，以

5、析出彌散強(qiáng)化相的熱處理。溫，以析出彌散強(qiáng)化相的熱處理。 固溶熱處理固溶熱處理 ( (solution treatmentsolution treatment) )淬火淬火( (quenchquench) )時(shí)效處理時(shí)效處理( (aging treatmentaging treatment) )在室溫下進(jìn)行的時(shí)效稱在室溫下進(jìn)行的時(shí)效稱自然時(shí)效（自然時(shí)效（natural aging）；在加熱條件下進(jìn)行的時(shí)效稱在加熱條件下進(jìn)行的時(shí)效稱人工時(shí)效（人工時(shí)效（artificial aging ） 時(shí)效強(qiáng)化效果與時(shí)效強(qiáng)化效果與加熱溫度加熱溫度和和保溫時(shí)間保溫時(shí)間有關(guān)。有關(guān)。 l溫度一定時(shí)溫度一定時(shí), ,隨時(shí)

6、效時(shí)間延長(zhǎng)隨時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng), , 時(shí)效曲線上出現(xiàn)峰值時(shí)效曲線上出現(xiàn)峰值, ,超過(guò)超過(guò)峰值時(shí)間峰值時(shí)間, ,析出相聚集長(zhǎng)大析出相聚集長(zhǎng)大, , 強(qiáng)度下降強(qiáng)度下降, ,為為過(guò)時(shí)效過(guò)時(shí)效。隨時(shí)效溫度提高，峰值強(qiáng)隨時(shí)效溫度提高，峰值強(qiáng)度下降，出現(xiàn)峰值的時(shí)間度下降，出現(xiàn)峰值的時(shí)間提前。提前。含含4%Cu鋁合鋁合金的時(shí)效曲線金的時(shí)效曲線 鋁合金的時(shí)效強(qiáng)化與其在時(shí)效過(guò)程中所產(chǎn)生的組織有鋁合金的時(shí)效強(qiáng)化與其在時(shí)效過(guò)程中所產(chǎn)生的組織有關(guān)。以關(guān)。以AlAl4%Cu4%Cu合金為例。該合金在室溫時(shí)的平衡組合金為例。該合金在室溫時(shí)的平衡組織為織為+CuAl+CuAl2 2（CuAlCuAl2 2即為平衡相即為平衡相），

7、加熱到固相線），加熱到固相線以上，第二相以上，第二相CuAlCuAl2 2完全溶入完全溶入固溶體中，淬火后獲得固溶體中，淬火后獲得在鋁中的過(guò)飽和固溶體，有自發(fā)分解的傾向。當(dāng)給予在鋁中的過(guò)飽和固溶體，有自發(fā)分解的傾向。當(dāng)給予一定溫度與時(shí)間條件時(shí)便要發(fā)生分解。包括以下四個(gè)一定溫度與時(shí)間條件時(shí)便要發(fā)生分解。包括以下四個(gè)階段：階段： 1 1）時(shí)效初期時(shí)效初期 銅原子偏聚于銅原子偏聚于固溶體的固溶體的100100晶面上，形成銅原子富集區(qū)，稱為晶面上，形成銅原子富集區(qū)，稱為GPGP區(qū)。區(qū)。 2 2）隨著時(shí)間的延長(zhǎng)或溫度的提高隨著時(shí)間的延長(zhǎng)或溫度的提高，在，在GP1GP1區(qū)的基礎(chǔ)上銅原子進(jìn)一步偏聚，稱為區(qū)的

8、基礎(chǔ)上銅原子進(jìn)一步偏聚，稱為GPGP。GPGP區(qū)可視為中間過(guò)渡相，常用區(qū)可視為中間過(guò)渡相，常用表示，使表示，使合金得到進(jìn)一步強(qiáng)化。合金得到進(jìn)一步強(qiáng)化。 3 3）隨著時(shí)效過(guò)程的進(jìn)一步發(fā)展隨著時(shí)效過(guò)程的進(jìn)一步發(fā)展，銅原子在，銅原子在GP GP 區(qū)繼續(xù)偏聚，形成過(guò)渡相區(qū)繼續(xù)偏聚，形成過(guò)渡相，晶格晶格畸變減輕，合金的硬度開始下降。畸變減輕，合金的硬度開始下降。 4 4）時(shí)效后期時(shí)效后期，過(guò)渡相，過(guò)渡相完全從母相完全從母相中脫中脫溶，形成平衡相溶，形成平衡相，使合金的強(qiáng)度、硬度進(jìn)一步，使合金的強(qiáng)度、硬度進(jìn)一步降低，即所謂降低，即所謂“過(guò)時(shí)效過(guò)時(shí)效”。 AlAl4%Cu4%Cu合金時(shí)效的基本過(guò)程可以概括為

9、：合金時(shí)效的基本過(guò)程可以概括為：合金淬火合金淬火過(guò)飽和過(guò)飽和固溶體固溶體形成銅原子富集區(qū)形成銅原子富集區(qū)（GPGP區(qū)）區(qū)）銅原子富集區(qū)有序化（銅原子富集區(qū)有序化（GPGP區(qū)）區(qū)）形成過(guò)渡相形成過(guò)渡相析出平衡相析出平衡相（CuAlCuAl2 2）+ +平衡的平衡的固溶體。固溶體。 時(shí)效溫度時(shí)效溫度越高越高，原子的活動(dòng)能力原子的活動(dòng)能力越強(qiáng)越強(qiáng)，達(dá)到峰值時(shí)達(dá)到峰值時(shí)效所需的時(shí)間效所需的時(shí)間越短越短，峰值硬度峰值硬度較低溫時(shí)效的低較低溫時(shí)效的低，時(shí)時(shí)效后的強(qiáng)化效果效后的強(qiáng)化效果越明顯越明顯。 四、鋁合金的牌號(hào)、性能及用途四、鋁合金的牌號(hào)、性能及用途 l1 1、變形鋁合金、變形鋁合金l 變形鋁及鋁合金

10、牌號(hào)表示方法變形鋁及鋁合金牌號(hào)表示方法 防銹鋁合金：防銹鋁合金：LF+LF+序號(hào)序號(hào) 硬鋁合金硬鋁合金： LY +LY +序號(hào)序號(hào) 超硬鋁合金超硬鋁合金：LC +LC +序號(hào)序號(hào) 鍛鋁合金鍛鋁合金： LD +LD +序號(hào)序號(hào)鋁合金波紋鋁合金波紋管管鋁合金制品鋁合金制品l 常用變形鋁合金常用變形鋁合金l 防銹鋁合金防銹鋁合金l主要主要是是Al-MnAl-Mn和和Al-MgAl-Mg系合金系合金。lMnMn和和MgMg的主要作用是提高的主要作用是提高抗抗 蝕蝕能力和能力和塑性塑性，并起，并起固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化作用。作用。l防銹鋁合金鍛造退火后組織為單相固溶體，抗蝕性、焊防銹鋁合金鍛造退火后組織為單相

11、固溶體，抗蝕性、焊接性能好，易于變形加工，但切削性能差。接性能好，易于變形加工，但切削性能差。l不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，常利用不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，常利用加工硬化加工硬化提高其強(qiáng)度。提高其強(qiáng)度。 衛(wèi)星天線衛(wèi)星天線（LF2）汽化器（熱交換管為汽化器（熱交換管為L(zhǎng)F21）l常用的常用的Al-MnAl-Mn系合金有系合金有 LF21LF21（ 3A21 3A21 ），其抗蝕性和強(qiáng)，其抗蝕性和強(qiáng)度高于純鋁，用于制造油罐、油箱、管道、鉚釘?shù)刃枰雀哂诩冧X，用于制造油罐、油箱、管道、鉚釘?shù)刃枰獜澢_壓加工的零件。彎曲、沖壓加工的零件。l常用的常用的Al-MgAl-Mg系合金有系合金有 LF5LF5（ 5A05

12、 5A05 ），其密度比，其密度比純純 鋁小，強(qiáng)度比鋁小，強(qiáng)度比Al-MnAl-Mn合金高，合金高，在航空工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，在航空工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，如制造管道、容器、鉚釘及承如制造管道、容器、鉚釘及承受中等載荷的零件。受中等載荷的零件。l 硬鋁合金硬鋁合金l主要主要是是Al-Cu-MgAl-Cu-Mg系合金，并含少量系合金，并含少量MnMn。l可進(jìn)行時(shí)效強(qiáng)化，也可進(jìn)行變形強(qiáng)化。可進(jìn)行時(shí)效強(qiáng)化，也可進(jìn)行變形強(qiáng)化。l強(qiáng)度、硬度高，加工性能好，耐蝕性低于防銹鋁。強(qiáng)度、硬度高，加工性能好，耐蝕性低于防銹鋁。l常用硬鋁合金如常用硬鋁合金如LY11 LY11 ( (2A112A11) )、 LY12L

13、Y12 ( (2A122A12) )等，用于制造沖壓等，用于制造沖壓件、模鍛件和鉚接件，如螺旋件、模鍛件和鉚接件，如螺旋槳、梁、鉚釘?shù)取?、梁、鉚釘?shù)取?飛機(jī)翼梁飛機(jī)翼梁(腹板腹板為硬鋁合金為硬鋁合金)l 超硬鋁合金超硬鋁合金l屬屬Al-Zn-Mg-CuAl-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量系合金，并含有少量CrCr和和MnMn。l時(shí)效強(qiáng)化效果超過(guò)硬鋁合金時(shí)效強(qiáng)化效果超過(guò)硬鋁合金 。l強(qiáng)度最高；耐熱性、耐蝕性差。強(qiáng)度最高；耐熱性、耐蝕性差。 飛機(jī)主起落架飛機(jī)主起落架l常用合金有常用合金有 LC4LC4 ( (7A047A04 ) )、LC9LC9 ( (7A09 7A09 ) )等，主要用于

14、工作溫度等，主要用于工作溫度較低、受力較大的結(jié)構(gòu)件，如飛較低、受力較大的結(jié)構(gòu)件，如飛機(jī)的大梁、起落架等。機(jī)的大梁、起落架等。l 鍛鋁合金鍛鋁合金lAl-Mg-Cu-SiAl-Mg-Cu-Si系合金系合金 l可鍛性好，力學(xué)性能高，可鍛性好，力學(xué)性能高，用于形狀復(fù)雜的鍛件和模用于形狀復(fù)雜的鍛件和模鍛件，如噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉輪、導(dǎo)風(fēng)輪等。鍛件，如噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉輪、導(dǎo)風(fēng)輪等。lAl-Cu-Mg-Fe-NiAl-Cu-Mg-Fe-Ni系耐熱鍛鋁合金系耐熱鍛鋁合金 常用牌號(hào)常用牌號(hào)有有LD7LD7（ 2A702A70 ）、）、LD8LD8 （ 2A802A80 ）、）、LD9 LD9 （ 2A902A

15、90 ）等）等 。用于制造用于制造150225150225下工作的零件，如壓氣機(jī)葉片、下工作的零件，如壓氣機(jī)葉片、超音速飛機(jī)蒙皮等。超音速飛機(jī)蒙皮等。壓氣機(jī)葉片壓氣機(jī)葉片葉導(dǎo)輪葉導(dǎo)輪美美F-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）l2 2、鑄造鋁合金、鑄造鋁合金 lAl-SiAl-Si系：代號(hào)為系：代號(hào)為ZL1+ZL1+兩位數(shù)字順序號(hào)兩位數(shù)字順序號(hào)lAl-CuAl-Cu系：代號(hào)為系：代號(hào)為ZL2+ZL2+兩位數(shù)字順序號(hào)兩位數(shù)字順序號(hào)lAl-MgAl-Mg系：代號(hào)為系：代號(hào)為ZL3+ZL3+兩位數(shù)字順序號(hào)兩位數(shù)字順序號(hào)lAl-ZnAl-Zn系：系： 代號(hào)為代號(hào)

16、為ZL4+ZL4+兩位數(shù)字順序號(hào)兩位數(shù)字順序號(hào)l Al-SiAl-Si系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金 l又稱又稱硅鋁明硅鋁明。其中。其中ZL102ZL102（ZAlSi12ZAlSi12）是含）是含12%Si12%Si的鋁硅二元合金，稱為的鋁硅二元合金，稱為簡(jiǎn)單硅鋁明簡(jiǎn)單硅鋁明。 在普通鑄造條件下，在普通鑄造條件下， 組織幾乎全部為組織幾乎全部為共晶體共晶體，由粗針狀的硅晶體和由粗針狀的硅晶體和 固溶體組成，強(qiáng)度和塑性都較固溶體組成，強(qiáng)度和塑性都較差。生產(chǎn)上通常用差。生產(chǎn)上通常用鈉鹽鈉鹽變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理變質(zhì)處理，得到細(xì)，得到細(xì)小均勻的共晶體加一次小均勻的共晶體加一次 固溶體組織，以提高性

17、能。固溶體組織，以提高性能。未變質(zhì)處理未變質(zhì)處理 經(jīng)變質(zhì)處理經(jīng)變質(zhì)處理 ZL102的鑄態(tài)組織的鑄態(tài)組織l加入其他合金元素加入其他合金元素(Cu(Cu、Mg)Mg)的的鋁硅鑄造合金稱鋁硅鑄造合金稱復(fù)雜復(fù)雜( (或特殊或特殊) )硅鋁明。硅鋁明。lAl-SiAl-Si系鑄造鋁合金的鑄造性系鑄造鋁合金的鑄造性能好，具有優(yōu)良的耐蝕性、耐能好，具有優(yōu)良的耐蝕性、耐熱性和焊接性能。熱性和焊接性能。 l用于制造飛機(jī)、儀表、電動(dòng)機(jī)用于制造飛機(jī)、儀表、電動(dòng)機(jī)殼體、汽缸體、風(fēng)機(jī)葉片、發(fā)殼體、汽缸體、風(fēng)機(jī)葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)活塞等。動(dòng)機(jī)活塞等。 活塞活塞( (裙部為鋁硅合金裙部為鋁硅合金) )l Al-Cu Al-Cu系鑄

18、造鋁合金系鑄造鋁合金l這類合金的這類合金的耐熱性好耐熱性好，強(qiáng)度較高；但密度大，鑄造性，強(qiáng)度較高；但密度大，鑄造性能、能、耐蝕性能差耐蝕性能差，強(qiáng)度低于，強(qiáng)度低于Al-SiAl-Si系合金。系合金。l常用代號(hào)有常用代號(hào)有ZL201ZL201(ZAlCu5Mn)(ZAlCu5Mn)、ZL203ZL203(ZAlCu4)(ZAlCu4)等。等。主要用于制造在較高溫度下主要用于制造在較高溫度下工作的高強(qiáng)零件，如內(nèi)燃機(jī)工作的高強(qiáng)零件，如內(nèi)燃機(jī)汽缸頭、汽車活塞等。汽缸頭、汽車活塞等。汽缸頭汽缸頭l Al-Mg Al-Mg系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金l這類合金的這類合金的耐蝕性好耐蝕性好，強(qiáng)度高，強(qiáng)度高，密度

19、小密度小；但鑄造性能差，；但鑄造性能差，耐熱性低。耐熱性低。l常用代號(hào)為常用代號(hào)為ZL301ZL301(ZAlMg10)(ZAlMg10)、ZL303ZL303(ZAlMg5Si1)(ZAlMg5Si1)等。等。主要用于制造外形簡(jiǎn)單、主要用于制造外形簡(jiǎn)單、承受沖擊載荷、在腐蝕性承受沖擊載荷、在腐蝕性介質(zhì)下工作的零件，如艦介質(zhì)下工作的零件，如艦船配件、氨用泵體等。船配件、氨用泵體等。鼓風(fēng)機(jī)用密封件鼓風(fēng)機(jī)用密封件(ZL102)及抗及抗空架件空架件(ZL301)l Al-Zn Al-Zn系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金l這類合金的鑄造性能好，強(qiáng)度較高，可自然時(shí)效強(qiáng)化；這類合金的鑄造性能好，強(qiáng)度較高，可自然時(shí)

20、效強(qiáng)化；但密度大，耐蝕性較差但密度大，耐蝕性較差。大型空壓機(jī)活塞大型空壓機(jī)活塞(ZL401)l常用代號(hào)為常用代號(hào)為ZL401ZL401(ZAlZn11Si7)(ZAlZn11Si7)、ZL402ZL402(ZAlZn6Mg)(ZAlZn6Mg)等。等。l主要用于制造形狀復(fù)雜受力較小主要用于制造形狀復(fù)雜受力較小的汽車、飛機(jī)、儀器零件。的汽車、飛機(jī)、儀器零件。l一、工業(yè)純鈦一、工業(yè)純鈦 l純鈦密度小，熔點(diǎn)高（純鈦密度小，熔點(diǎn)高（16671667），），l在在882.5882.5發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 -Ti -Ti -Ti-Ti。l -Ti 882.5-1667-Ti 882.5-166

21、7具有體心立方晶格；具有體心立方晶格；l -Ti 882.5-Ti 882.5以下具有密排六方晶格。以下具有密排六方晶格。l純鈦比強(qiáng)度高，塑性、低溫韌性和耐蝕性好。純鈦比強(qiáng)度高，塑性、低溫韌性和耐蝕性好。l工業(yè)純鈦的純度為工業(yè)純鈦的純度為99.5%-99.0%，其性能很大程度上取決于氧的含量。，其性能很大程度上取決于氧的含量。工業(yè)純鈦可分為工業(yè)純鈦可分為TA1，TA2，TA3等三個(gè)牌號(hào)，編號(hào)越大，雜質(zhì)越多。等三個(gè)牌號(hào)，編號(hào)越大，雜質(zhì)越多。工業(yè)純鈦長(zhǎng)期工作溫度可達(dá)工業(yè)純鈦長(zhǎng)期工作溫度可達(dá)300300。8.2 l純鈦主要用于純鈦主要用于350350以下工作、以下工作、強(qiáng)度要求不高的零件，如石強(qiáng)度要

22、求不高的零件，如石油化工用熱交換器、反應(yīng)器，油化工用熱交換器、反應(yīng)器，海水凈化裝置及艦船零部件。海水凈化裝置及艦船零部件。 鈦鋼復(fù)合反應(yīng)釜鈦鋼復(fù)合反應(yīng)釜鈦管換熱器鈦管換熱器鈦制蒸餾塔鈦制蒸餾塔二、鈦的合金化二、鈦的合金化純鈦加入合金元素形成鈦合金。純鈦加入合金元素形成鈦合金。鈦合金具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)鈦合金具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變的溫度隨加入的合金元素的性質(zhì)和含量而定。變，轉(zhuǎn)變的溫度隨加入的合金元素的性質(zhì)和含量而定。加入的合金元素通常按其對(duì)鈦的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度的影加入的合金元素通常按其對(duì)鈦的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度的影響分成三類。響分成三類。擴(kuò)大擴(kuò)大相區(qū)相區(qū)，使，使轉(zhuǎn)變的溫度升高的元素稱為轉(zhuǎn)變的溫度升高的元素

23、稱為相穩(wěn)定元素，如相穩(wěn)定元素，如AlAl、O O、N N、C C、B B等；等；擴(kuò)大擴(kuò)大相區(qū)相區(qū)，使，使轉(zhuǎn)變的溫度降低的元素稱為轉(zhuǎn)變的溫度降低的元素稱為相穩(wěn)定元素，如相穩(wěn)定元素，如MoMo、V V、CrCr、NbNb、TaTa及及稀土稀土；對(duì)相變溫度對(duì)相變溫度影響不大影響不大的元素稱為中性元素，如的元素稱為中性元素，如ZrZr、SnSn等。等。三、鈦及鈦合金的熱處理三、鈦及鈦合金的熱處理其主要熱處理方式：退火、淬火、時(shí)效，并分別用其主要熱處理方式：退火、淬火、時(shí)效，并分別用 M、C、S表示。表示。（2）淬火、時(shí)效處理：淬火、時(shí)效處理：20% 型鈦合金不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化；型鈦合金不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)

24、化； 鈦合金通過(guò)淬火得鈦合金通過(guò)淬火得相（亞穩(wěn)定相），再經(jīng)相（亞穩(wěn)定相），再經(jīng) 400600時(shí)效，可析出彌散時(shí)效，可析出彌散20% 相，從而相，從而使使提高，但塑性下降。提高，但塑性下降。(1)退火：退火：650850退火，可去加工硬化；退火，可去加工硬化；450650退火可去內(nèi)應(yīng)力退火可去內(nèi)應(yīng)力.（許多鈦合金以退（許多鈦合金以退火狀態(tài)供貨。）火狀態(tài)供貨。）按退火組織，鈦合金可分為：按退火組織，鈦合金可分為：l 型鈦合金型鈦合金、 型鈦合金型鈦合金和和 + + 型鈦合金型鈦合金三類三類l它們的牌號(hào)分別用它們的牌號(hào)分別用TATA、TBTB、TCTC加順序號(hào)加順序號(hào)表示表示 。l如如TA5TA5、

25、TB2TB2、TC4TC4等。等。鈦合金泵鈦合金泵三、鈦合金三、鈦合金l1 1、 型鈦合金型鈦合金l主加元素為主加元素為鋁，鋁，還有還有錫、硼錫、硼等。等。 l不能熱處理強(qiáng)化，通常在退火狀態(tài)下不能熱處理強(qiáng)化，通常在退火狀態(tài)下使用，使用，組織為單相組織為單相 固溶體。固溶體。 l強(qiáng)度低于其他兩類鈦合金，但高溫強(qiáng)強(qiáng)度低于其他兩類鈦合金，但高溫強(qiáng)度、低溫韌性及耐蝕性優(yōu)越。度、低溫韌性及耐蝕性優(yōu)越。 鈦合金氫泵誘導(dǎo)輪鈦合金氫泵誘導(dǎo)輪鈦合金氫泵殼體鈦合金氫泵殼體l常用牌號(hào)常用牌號(hào)有有TA5TA5、TA7TA7等等 l主要用于制造主要用于制造500500以下工作的零件，如飛機(jī)壓氣以下工作的零件，如飛機(jī)壓氣

26、機(jī)葉片、導(dǎo)彈的燃料罐、超音速飛機(jī)的蝸輪機(jī)匣機(jī)葉片、導(dǎo)彈的燃料罐、超音速飛機(jī)的蝸輪機(jī)匣及飛船上的高壓低溫容器等。及飛船上的高壓低溫容器等。 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l2 2、 型鈦合金型鈦合金l加入的合金元素有加入的合金元素有鉬、鉻、釩、鉬、鉻、釩、鋁鋁等。等。l經(jīng)淬火加時(shí)效處理后，組織為經(jīng)淬火加時(shí)效處理后，組織為 相基體上分布著細(xì)小的相基體上分布著細(xì)小的 相粒子。相粒子。l這類合金強(qiáng)度高，但冶煉工藝這類合金強(qiáng)度高，但冶煉工藝復(fù)雜，應(yīng)用受到限制。復(fù)雜，應(yīng)用受到限制。鈦合金管鈦合金管鈦合金管應(yīng)用鈦合金管應(yīng)用l 型鈦合金型鈦合金有有TB1TB1、TB2TB2兩兩個(gè)牌號(hào)。實(shí)

27、際獲得應(yīng)用個(gè)牌號(hào)。實(shí)際獲得應(yīng)用的僅有的僅有TB2TB2一種。一種。l主要用于主要用于350350以下工作以下工作的結(jié)構(gòu)件和緊固件，如的結(jié)構(gòu)件和緊固件，如飛機(jī)壓氣機(jī)葉片、軸、飛機(jī)壓氣機(jī)葉片、軸、彈簧、輪盤等彈簧、輪盤等。鈦合金棒鈦合金棒鈦合金眼鏡架鈦合金眼鏡架l3 3、 + + 型鈦合金型鈦合金l加入的合金元素有加入的合金元素有鋁、釩、鋁、釩、 鉬鉬 鉻等。鉻等。l可進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，強(qiáng)度高，塑性好，具有良好可進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，強(qiáng)度高，塑性好，具有良好的熱強(qiáng)性、耐蝕性和低溫韌性。的熱強(qiáng)性、耐蝕性和低溫韌性。鈦合金列管式換熱器鈦合金列管式換熱器l + + 型鈦合金共有九個(gè)牌號(hào)，其中以型鈦合金共有九個(gè)牌

28、號(hào)，其中以TC4TC4應(yīng)用最應(yīng)用最廣、用量最大，其經(jīng)過(guò)淬火加時(shí)效處理后，組織廣、用量最大，其經(jīng)過(guò)淬火加時(shí)效處理后，組織為為 + + + +時(shí)效析出的時(shí)效析出的針狀針狀 。+鈦合金組織鈦合金組織+鈦合金組織（電鏡）鈦合金組織（電鏡）l + + 型鈦合金型鈦合金主要主要用于制造用于制造400400以下以下工作的飛機(jī)壓氣機(jī)工作的飛機(jī)壓氣機(jī)葉片、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)外殼、火箭和導(dǎo)彈外殼、火箭和導(dǎo)彈的液氫燃料箱部件的液氫燃料箱部件及艦船耐壓殼體等。及艦船耐壓殼體等。 飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、盤飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、盤渦噴渦噴13A發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)l一、銅及銅合金的性能特點(diǎn)一、銅及銅合金的性能特點(diǎn)l純銅呈紫紅色，故又

29、稱紫銅，具有面純銅呈紫紅色，故又稱紫銅，具有面心立方晶格，無(wú)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，無(wú)磁心立方晶格，無(wú)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，無(wú)磁性。性。 l純銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，在純銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，在大氣、淡水和冷凝水中有良好的耐蝕大氣、淡水和冷凝水中有良好的耐蝕性。塑性好。性。塑性好。 銅離心鑄件銅離心鑄件離心鑄造銅蝸輪離心鑄造銅蝸輪8.3 l銅合金常加元素為銅合金常加元素為ZnZn、SnSn、AlAl、MnMn、NiNi、FeFe、BeBe、TiTi、ZrZr、CrCr等，既提高了強(qiáng)度，又保持了純銅特性。等，既提高了強(qiáng)度，又保持了純銅特性。l銅合金分為黃銅、青銅、白銅三大銅合金分為黃銅、青銅、白銅三大類

30、。類。銅管銅管銅冷卻器銅冷卻器l二、黃銅二、黃銅l以鋅為主要合金元素的銅合金稱為以鋅為主要合金元素的銅合金稱為黃銅。黃銅。l黃銅按化學(xué)成分可分為黃銅按化學(xué)成分可分為普通黃銅普通黃銅和和特殊黃銅特殊黃銅。l按工藝可分為按工藝可分為加工黃銅加工黃銅和和鑄造黃銅鑄造黃銅。 法蘭閥法蘭閥閘閥閘閥l1 1、普通黃銅、普通黃銅l銅與鋅的二元合金稱為普通黃銅。銅與鋅的二元合金稱為普通黃銅。l加工普通黃銅的牌號(hào)為：加工普通黃銅的牌號(hào)為：H H（黃）（黃）+ + 表示銅平均百分表示銅平均百分含量的數(shù)字含量的數(shù)字，如，如H68H68。從銅鋅合金相圖可以看從銅鋅合金相圖可以看出黃銅有出黃銅有 和和 + + 兩兩種組

31、織，分別稱種組織，分別稱單相黃單相黃銅銅和和兩相黃銅兩相黃銅。 單相黃銅單相黃銅 兩相黃銅兩相黃銅 l單相黃銅塑性好。單相黃銅塑性好。l常用牌號(hào)有常用牌號(hào)有H80H80、H70H70、H68H68。l適于制造冷變形零件，如彈殼、冷凝器管等。適于制造冷變形零件，如彈殼、冷凝器管等。l兩相黃銅熱塑性好，強(qiáng)度高。兩相黃銅熱塑性好，強(qiáng)度高。l常用牌號(hào)有常用牌號(hào)有H59H59、H62H62。l適于制造受力件，如墊圈、彈簧、導(dǎo)管、散熱器等適于制造受力件，如墊圈、彈簧、導(dǎo)管、散熱器等。冷凝器管冷凝器管汽車機(jī)油泵襯套汽車機(jī)油泵襯套l2 2、特殊黃銅、特殊黃銅l在普通黃銅的基礎(chǔ)上加入在普通黃銅的基礎(chǔ)上加入AlA

32、l、 FeFe、SiSi、MnMn、PbPb、 SnSn、NiNi 等元素形成特殊黃銅。等元素形成特殊黃銅。 l加工特殊黃銅的牌號(hào)為：加工特殊黃銅的牌號(hào)為：lH H（黃）（黃）+ +主加元素符號(hào)（主加元素符號(hào)（ZnZn除外）除外）+ +銅平均百分含量銅平均百分含量+ +主加元素平均百分含量主加元素平均百分含量，如，如HPb59-1HPb59-1。 l特殊黃銅強(qiáng)度、耐蝕性比普通黃銅好，鑄造性能改善。特殊黃銅強(qiáng)度、耐蝕性比普通黃銅好，鑄造性能改善。 黃銅制品黃銅制品l常用牌號(hào)有常用牌號(hào)有HPb63-3HPb63-3、HAl60-1-1HAl60-1-1、HSn62-1HSn62-1、HFe95-1

33、-1HFe95-1-1、ZCuZn38Mn2Pb2ZCuZn38Mn2Pb2、ZCuZn16Si4ZCuZn16Si4等。等。l主要用于船舶及化工零件，如冷凝管、齒輪、螺旋主要用于船舶及化工零件，如冷凝管、齒輪、螺旋槳、軸承、襯套及閥體等。槳、軸承、襯套及閥體等。 l三、青銅三、青銅l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。 l加工青銅的牌號(hào)為加工青銅的牌號(hào)為：Q +Q +主加元素符號(hào)及其平均百分主加元素符號(hào)及其平均百分含量含量+ +其他元素平均百分含量其他元素平均百分含量l如如QSn4-3QSn4-3（含（含4%Sn4%Sn、3%Zn )3%Zn )。l常

34、用青銅有常用青銅有錫青銅、鋁青銅、錫青銅、鋁青銅、 鈹青銅、硅青銅、鉛青銅鈹青銅、硅青銅、鉛青銅等等。 青銅制品青銅制品l1 1、錫青銅、錫青銅l是以錫為主加元素的銅合金，是以錫為主加元素的銅合金， 錫含量一般為錫含量一般為314%314%。 l錫青銅鑄造流動(dòng)性差，鑄件密錫青銅鑄造流動(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度低，易滲漏，但體積收縮率在有色金屬中最小 。l錫青銅具有良好的耐蝕性，在大氣、海水及無(wú)機(jī)鹽錫青銅具有良好的耐蝕性，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、鹽酸溶液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。和氨水中的耐蝕性較差。 l常用牌號(hào)有常用牌號(hào)有QSn4-3QSn4-3、QSn6.5-0.4QSn6.5-0.4、ZCuSn10Pb1ZCuSn10Pb1等。等。l主要用于耐蝕承載件，如彈簧、軸承、齒輪軸、主要用于耐蝕承載件，如彈簧、軸承、齒輪軸、蝸輪、墊圈等蝸輪、墊圈等。 插座簧片插座簧片閥門零件閥門零件方螺方螺母母鎖鎖塊塊l2 2、鋁青銅、鋁青銅l以鋁為主加元素的銅合以鋁為主加