工程材料學(xué)課件

1、第八章第八章 有色金屬及合金有色金屬及合金鋁及鋁合金鋁及鋁合金銅及銅合金銅及銅合金滑動(dòng)軸承合金滑動(dòng)軸承合金鋁及鋁合金鋁及鋁合金一、工業(yè)純鋁一、工業(yè)純鋁1.1.性能性能a、比重輕（約為、比重輕（約為Fe、Cu的三分之一）、導(dǎo)電導(dǎo)熱的三分之一）、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好性好b、具有面心立方晶格，、具有面心立方晶格，塑性韌性好塑性韌性好c、耐蝕性好（優(yōu)先與空氣、耐蝕性好（優(yōu)先與空氣中的氧形成致密的中的氧形成致密的Al2O3薄薄膜）膜）鋁合金制造的機(jī)翼鋁合金制造的機(jī)翼鋁及鋁合金鋁及鋁合金一、工業(yè)純鋁一、工業(yè)純鋁2.牌號(hào)牌號(hào)L1、L2L7 “鋁鋁”的第一個(gè)字母的第一個(gè)字母數(shù)字?jǐn)?shù)字，純度，純度鋁及鋁合金鋁及鋁合金一、

2、工業(yè)純鋁一、工業(yè)純鋁3.應(yīng)用應(yīng)用 純鋁在工程上一般用純鋁在工程上一般用于制作導(dǎo)電體；耐腐蝕于制作導(dǎo)電體；耐腐蝕和重量較輕的生活用具、和重量較輕的生活用具、器皿及儀表殼（無(wú)磁性器皿及儀表殼（無(wú)磁性干擾）；某些特殊的場(chǎng)干擾）；某些特殊的場(chǎng)合合,如：加油管件及氧氣如：加油管件及氧氣車間地板（無(wú)火花）。車間地板（無(wú)火花）。純鋁顯卡散熱器鋁及鋁合金鋁及鋁合金二、鋁合金二、鋁合金根據(jù)相根據(jù)相圖特點(diǎn)圖特點(diǎn)高溫單相高溫單相組織組織 形變鋁合金形變鋁合金高溫共晶反應(yīng)高溫共晶反應(yīng) 鑄造鋁合金鑄造鋁合金鋁合金分類示意圖鋁合金分類示意圖高比強(qiáng)鋁合金機(jī)翼高比強(qiáng)鋁合金機(jī)翼美美F-117隱身戰(zhàn)斗機(jī)隱身戰(zhàn)斗機(jī)(所用材料大部分

3、是鋁合金所用材料大部分是鋁合金)鋁及鋁合金鋁及鋁合金二、鋁合金二、鋁合金形變鋁合金形變鋁合金1.成分特點(diǎn)成分特點(diǎn) 高溫時(shí)能獲得單一的固溶體，塑性好，可以進(jìn)行壓力高溫時(shí)能獲得單一的固溶體，塑性好，可以進(jìn)行壓力加工。加工。鋁合金型材鋁合金型材鋁鑄件鋁鑄件鋁及鋁合金鋁及鋁合金二、鋁合金二、鋁合金形變鋁合金形變鋁合金2.時(shí)效強(qiáng)化時(shí)效強(qiáng)化 成分位于成分位于FD之間的鋁合金之間的鋁合金在加熱得到單一的固溶體后，在加熱得到單一的固溶體后，急急速冷卻速冷卻，在室溫下仍然保持單一，在室溫下仍然保持單一的固溶體的組織。此時(shí)，鋁合金的固溶體的組織。此時(shí)，鋁合金的性能與熱處理前基本相同（強(qiáng)的性能與熱處理前基本相同（強(qiáng)

4、度較低、塑性好），度較低、塑性好）， 在在室溫下放置室溫下放置45天（或低溫天（或低溫加熱幾個(gè)小時(shí)）加熱幾個(gè)小時(shí)）后，會(huì)從固溶體后，會(huì)從固溶體中析出硬而脆的化合物（細(xì)小、中析出硬而脆的化合物（細(xì)小、彌散分布），使鋁合金的強(qiáng)度硬彌散分布），使鋁合金的強(qiáng)度硬度度時(shí)效強(qiáng)化時(shí)效強(qiáng)化（自然時(shí)效、自然時(shí)效、人工時(shí)效）人工時(shí)效）。 并淬火后獲得過(guò)飽和的單相固溶體組織的處理。并淬火后獲得過(guò)飽和的單相固溶體組織的處理。n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溫，是指將過(guò)飽和的固溶體加熱到固溶線以下某溫度保溫，以析出彌散強(qiáng)化相的熱處理。以析出彌散強(qiáng)化相的熱處理。 l可熱處理強(qiáng)化變形鋁合金的可熱處理強(qiáng)

5、化變形鋁合金的熱處理方法：熱處理方法：固溶處理固溶處理 + 時(shí)時(shí)效。效。l固溶處理固溶處理是指將合金加熱到是指將合金加熱到固溶線以上，保溫固溶線以上，保溫加熱固溶淬火過(guò)飽和時(shí)效析出2.時(shí)效強(qiáng)化時(shí)效強(qiáng)化二、鋁合金二、鋁合金形變鋁合金形變鋁合金鋁及鋁合金鋁及鋁合金鋁及鋁合金鋁及鋁合金二、鋁合金二、鋁合金形變鋁合金形變鋁合金2.時(shí)效強(qiáng)化時(shí)效強(qiáng)化 鋁合金（鋁合金（FD） 單相單相 （強(qiáng)度低、塑性好）（強(qiáng)度低、塑性好） + +細(xì)小化合物細(xì)小化合物 強(qiáng)度硬度強(qiáng)度硬度加熱加熱急速冷卻急速冷卻時(shí)效時(shí)效A380飛機(jī)的上機(jī)身蒙皮 時(shí)效時(shí)間時(shí)效時(shí)間屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度時(shí)效峰時(shí)效峰過(guò)時(shí)效過(guò)時(shí)效亞時(shí)效亞時(shí)效鋁合金的熱處理鋁

6、合金的熱處理n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)。 n溫度一定時(shí)，隨時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)，時(shí)效曲線上出現(xiàn)峰溫度一定時(shí)，隨時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)，時(shí)效曲線上出現(xiàn)峰值，超過(guò)峰值時(shí)間，值，超過(guò)峰值時(shí)間，析出相聚集長(zhǎng)大，強(qiáng)析出相聚集長(zhǎng)大，強(qiáng)度下降，為度下降，為過(guò)時(shí)效過(guò)時(shí)效。隨時(shí)效溫度提高，峰隨時(shí)效溫度提高，峰值強(qiáng)度下降，出現(xiàn)峰值強(qiáng)度下降，出現(xiàn)峰值的時(shí)間提前。值的時(shí)間提前。含含4%Cu鋁合金的時(shí)效曲線鋁合金的時(shí)效曲線 時(shí)效時(shí)間時(shí)效時(shí)間/d2.時(shí)效強(qiáng)化時(shí)效強(qiáng)化二、鋁合金二、鋁合金形變鋁合金形變鋁合金鋁及鋁合金鋁及鋁合金鋁及鋁合金鋁及鋁合金二、鋁合金二、鋁合金形變鋁合金形變鋁合金3.種

7、類及應(yīng)用種類及應(yīng)用A、防銹鋁合金、防銹鋁合金 一般為一般為Al-Mn、Al-Si系，如：系，如：LF5、LF21。 不能熱處理強(qiáng)化不能熱處理強(qiáng)化，只能加工，只能加工硬化（形變強(qiáng)化），強(qiáng)度不高，硬化（形變強(qiáng)化），強(qiáng)度不高，塑性耐蝕性好。工程上常用于塑性耐蝕性好。工程上常用于制作輕載沖擊件和耐蝕件，如：制作輕載沖擊件和耐蝕件，如：油箱、儀表盤、門窗等。油箱、儀表盤、門窗等。衛(wèi)星天線衛(wèi)星天線（LF2）鋁及鋁合金鋁及鋁合金二、鋁合金二、鋁合金形變鋁合金形變鋁合金3.種類及應(yīng)用種類及應(yīng)用B、硬鋁合金、硬鋁合金 一般為一般為Al-Cu、Mg系，如：系，如：LY11、LY12。 硬鋁合金經(jīng)硬鋁合金經(jīng)時(shí)效強(qiáng)化

8、時(shí)效強(qiáng)化后，能獲得后，能獲得很高的強(qiáng)度硬度，但耐蝕性遠(yuǎn)不及很高的強(qiáng)度硬度，但耐蝕性遠(yuǎn)不及純鋁，應(yīng)用時(shí)，常在表面包一層純純鋁，應(yīng)用時(shí)，常在表面包一層純鋁以增加耐蝕性。常用于制作鋁以增加耐蝕性。常用于制作中等中等載荷的受力件，飛機(jī)蒙皮、鉚釘、載荷的受力件，飛機(jī)蒙皮、鉚釘、文體用品等。文體用品等。飛機(jī)翼梁飛機(jī)翼梁(腹板腹板為硬鋁合金為硬鋁合金)鋁及鋁合金鋁及鋁合金二、鋁合金二、鋁合金形變鋁合金形變鋁合金3.種類及應(yīng)用種類及應(yīng)用C、超硬鋁合金、超硬鋁合金 一般為一般為Al-Cu-Mg-Zn系，系，如：如：LC4、LC6。 在在硬鋁合金基礎(chǔ)上加入了硬鋁合金基礎(chǔ)上加入了Zn,經(jīng)時(shí)效強(qiáng)化后，可以獲得經(jīng)時(shí)效強(qiáng)

9、化后，可以獲得極高的強(qiáng)度硬度（強(qiáng)度在鋁極高的強(qiáng)度硬度（強(qiáng)度在鋁合金中最高的）。常用于制合金中最高的）。常用于制作受力很大的構(gòu)件，如飛機(jī)作受力很大的構(gòu)件，如飛機(jī)大梁、加強(qiáng)框、起落架等。大梁、加強(qiáng)框、起落架等。飛機(jī)主起落架飛機(jī)主起落架鋁及鋁合金鋁及鋁合金二、鋁合金二、鋁合金形變鋁合金形變鋁合金3.種類及應(yīng)用種類及應(yīng)用D、鍛鋁合金、鍛鋁合金 一般為一般為Al-Cu-Mg-Si、Al-Cu-Mg-Ni系，如：系，如：LD5、LD6。 機(jī)械性能與硬鋁合金相當(dāng)，機(jī)械性能與硬鋁合金相當(dāng)，經(jīng)軟化處理后，經(jīng)軟化處理后，有良好的熱塑有良好的熱塑性性，適合鍛造成形。常用于制，適合鍛造成形。常用于制作一些形狀復(fù)雜、承

10、受中等載作一些形狀復(fù)雜、承受中等載荷的鍛造件，如活塞、風(fēng)扇葉荷的鍛造件，如活塞、風(fēng)扇葉輪等。輪等。鋁及鋁合金鋁及鋁合金二、鋁合金二、鋁合金鑄造鋁合金鑄造鋁合金1.成分特點(diǎn)成分特點(diǎn) 高溫時(shí)有共晶反應(yīng)，鑄造性好。高溫時(shí)有共晶反應(yīng)，鑄造性好。57712.7%nAl- Si系：系： 代號(hào)為代號(hào)為ZL1+兩位數(shù)字順序號(hào)兩位數(shù)字順序號(hào)nAl-Cu系：系：代號(hào)為代號(hào)為ZL2+兩位數(shù)字順序號(hào)兩位數(shù)字順序號(hào)nAl-Mg系：系：代號(hào)為代號(hào)為ZL3+兩位數(shù)字順序號(hào)兩位數(shù)字順序號(hào)nAl-Zn系：系： 代號(hào)為代號(hào)為ZL4+兩位數(shù)字順序號(hào)兩位數(shù)字順序號(hào)鋁及鋁合金鋁及鋁合金二、鋁合金二、鋁合金鑄造鋁合金鑄造鋁合金2.種類及

11、應(yīng)用種類及應(yīng)用鋁及鋁合金鋁及鋁合金二、鋁合金二、鋁合金鑄造鋁合金鑄造鋁合金2.種類及應(yīng)用種類及應(yīng)用A、鑄造、鑄造AL-Si鋁合金鋁合金 AL-Si系鑄造鋁合金一般稱為硅鋁明，其鑄造性能優(yōu)良、系鑄造鋁合金一般稱為硅鋁明，其鑄造性能優(yōu)良、密度小、耐蝕性好，但機(jī)械性能較差。為改善性能，常對(duì)密度小、耐蝕性好，但機(jī)械性能較差。為改善性能，常對(duì)其進(jìn)行變質(zhì)處理。其進(jìn)行變質(zhì)處理。 AL-Si系鑄造鋁合金在工程上主要用于制造形狀復(fù)雜并系鑄造鋁合金在工程上主要用于制造形狀復(fù)雜并對(duì)強(qiáng)度要求不高的薄壁件，如汽化器殼體、儀表外殼。對(duì)強(qiáng)度要求不高的薄壁件，如汽化器殼體、儀表外殼。 其中其中ZL102(ZAlSi12)是含

12、是含12%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， ZL102組織幾乎全部為共晶體，由粗針狀的硅晶體和固溶體組成，強(qiáng)度和塑性都較差。生產(chǎn)上通常用鈉鹽變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理，得到細(xì)小均勻的共晶體加一次固溶體組織，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)組織鋁及鋁合金鋁及鋁合金二、鋁合金二、鋁合金鑄造鋁合金鑄造鋁合金2.2.種類及應(yīng)用種類及應(yīng)用B B、鑄造、鑄造Al-CuAl-Cu鋁合金鋁合金Al-CuAl-Cu系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金強(qiáng)度較強(qiáng)度較高高，可進(jìn)行熱處理強(qiáng)化（時(shí)，可進(jìn)行熱處理強(qiáng)化（時(shí)效強(qiáng)化）。效強(qiáng)化）。

13、Al-Cu Al-Cu系鑄造鋁合金在系鑄造鋁合金在工程上主要用于制造在高溫工程上主要用于制造在高溫條件下高強(qiáng)度的零件，如：條件下高強(qiáng)度的零件，如：內(nèi)燃機(jī)汽缸蓋、活塞等。內(nèi)燃機(jī)汽缸蓋、活塞等。汽缸頭汽缸頭鋁及鋁合金鋁及鋁合金二、鋁合金二、鋁合金鑄造鋁合金鑄造鋁合金2.2.種類及應(yīng)用種類及應(yīng)用C C、鑄造、鑄造Al-MgAl-Mg鋁合金鋁合金 Al-Mg Al-Mg系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金的主要特點(diǎn)是具有良好的的主要特點(diǎn)是具有良好的耐蝕性，常用于制造在腐耐蝕性，常用于制造在腐蝕介質(zhì)條件下工作的鑄造蝕介質(zhì)條件下工作的鑄造件。如；氨用泵體、海輪件。如；氨用泵體、海輪配件。配件。鼓風(fēng)機(jī)密封件等鼓風(fēng)機(jī)密封

14、件等(ZL102、301)鋁及鋁合金鋁及鋁合金二、鋁合金二、鋁合金鑄造鋁合金鑄造鋁合金2.2.種類及應(yīng)用種類及應(yīng)用D D、鑄造、鑄造Al-ZnAl-Zn鋁合金鋁合金 Al-Zn Al-Zn系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金的主要特點(diǎn)是強(qiáng)度高、的主要特點(diǎn)是強(qiáng)度高、價(jià)格低，適宜于壓力鑄價(jià)格低，適宜于壓力鑄造，可用于制造結(jié)構(gòu)復(fù)造，可用于制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的汽車、飛機(jī)、醫(yī)療雜的汽車、飛機(jī)、醫(yī)療器械零件和儀表零件等。器械零件和儀表零件等。銅及銅合金銅及銅合金一、工業(yè)純銅一、工業(yè)純銅1.1.性能性能a a、新鮮斷口呈玫瑰紅，、新鮮斷口呈玫瑰紅，氧化后呈紫色，稱紫銅氧化后呈紫色，稱紫銅b b、具有面心立方晶格，、具有面心立

15、方晶格，塑性韌性好，導(dǎo)電導(dǎo)熱性塑性韌性好，導(dǎo)電導(dǎo)熱性好好c c、耐蝕性好（在大氣、耐蝕性好（在大氣、海水、淡水及不少酸類中海水、淡水及不少酸類中耐蝕）耐蝕）熱軋銅合金熱軋銅合金銅及銅合金銅及銅合金一、工業(yè)純銅一、工業(yè)純銅2.2.牌號(hào)牌號(hào)T1T1、T2T2、T3T3、T4T4 “銅銅”的第一個(gè)字母的第一個(gè)字母數(shù)字?jǐn)?shù)字，純度，純度銅及銅合金銅及銅合金一、工業(yè)純銅一、工業(yè)純銅3.3.應(yīng)用應(yīng)用 工業(yè)純銅主要用于電氣工工業(yè)純銅主要用于電氣工業(yè)，如：電線、電纜、通訊器業(yè)，如：電線、電纜、通訊器材，以及散熱器、輸油管道、材，以及散熱器、輸油管道、油管、墊片等。油管、墊片等。銅管銅管銅與黃銅帶銅與黃銅帶銅及銅

16、合金銅及銅合金二、銅合金二、銅合金按化學(xué)成分按化學(xué)成分黃銅：以黃銅：以CuCu、ZnZn為主要元素的銅合金為主要元素的銅合金白銅：以白銅：以CuCu、NiNi為主要元素的銅合金為主要元素的銅合金青銅：除黃銅白銅以外的所有銅合金青銅：除黃銅白銅以外的所有銅合金銅及銅合金銅及銅合金二、銅合金二、銅合金黃銅黃銅1.1.普通黃銅普通黃銅 性能：性能： 普通黃銅是普通黃銅是CuCu、ZnZn的二元合金，其機(jī)的二元合金，其機(jī)械性能受械性能受ZnZn含量的影響。含量的影響。黃銅棒黃銅棒銅及銅合金銅及銅合金二、銅合金二、銅合金黃銅黃銅1.1.普通黃銅普通黃銅ZnZn39%39%時(shí)，組織為單時(shí)，組織為單相相固溶

17、體，塑性韌固溶體，塑性韌性很好；性很好；393945%45%時(shí)，組織為固時(shí)，組織為固溶體溶體+化合物化合物，強(qiáng)，強(qiáng)度很高，塑性下降；度很高，塑性下降；ZnZn45%45%時(shí)，組織為單時(shí)，組織為單相化合物相化合物，硬而脆，硬而脆，無(wú)使用價(jià)值。無(wú)使用價(jià)值。普通黃銅的顯微組織普通黃銅的顯微組織 單相黃銅單相黃銅 兩相黃銅兩相黃銅 銅及銅合金銅及銅合金二、銅合金二、銅合金黃銅黃銅n1、普通黃銅、普通黃銅n銅與鋅的二元合金銅與鋅的二元合金稱為普通黃銅。稱為普通黃銅。n加工普通黃銅的牌加工普通黃銅的牌號(hào)為：號(hào)為：H (黃黃) + 表表示銅平均百分含量示銅平均百分含量的數(shù)字的數(shù)字，如，如H68。l從銅鋅合金

18、相圖可以看出黃銅有從銅鋅合金相圖可以看出黃銅有 和和 + 兩種組兩種組織織,分別稱分別稱單相黃銅單相黃銅和和兩相黃銅兩相黃銅。 n單相黃銅單相黃銅塑性好。塑性好。n常用牌號(hào)有常用牌號(hào)有H80、H70、 H 68。n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。n兩相黃銅兩相黃銅熱塑性好熱塑性好, 強(qiáng)度高強(qiáng)度高.n常用牌號(hào)有常用牌號(hào)有H59、H62。n適于制造受力件，如墊圈適于制造受力件，如墊圈、彈簧、導(dǎo)管、散熱彈簧、導(dǎo)管、散熱器等。器等。銅及銅合金銅及銅合金二、銅合金二、銅合金黃銅黃銅1.1.普通黃銅普通黃銅 代號(hào)及應(yīng)用：代號(hào)及應(yīng)用： H + 數(shù)字?jǐn)?shù)字 Cu含量

19、含量 “黃銅黃銅”H80金黃色，有良好的導(dǎo)熱性和耐金黃色，有良好的導(dǎo)熱性和耐蝕性，可做裝飾品蝕性，可做裝飾品H68塑性很好，適合沖壓成形制作塑性很好，適合沖壓成形制作形狀復(fù)雜的零件，彈殼、冷凝器、散熱形狀復(fù)雜的零件，彈殼、冷凝器、散熱器器H62強(qiáng)度高，有一定的導(dǎo)熱性、耐強(qiáng)度高，有一定的導(dǎo)熱性、耐蝕性和良好的加工性，用于制作散熱器、蝕性和良好的加工性，用于制作散熱器、油管、墊片等油管、墊片等冷凝器管冷凝器管汽車機(jī)油泵襯套汽車機(jī)油泵襯套銅及銅合金銅及銅合金二、銅合金二、銅合金黃銅黃銅2.2.特殊黃銅特殊黃銅 性能：性能： 在普通黃銅中加入在普通黃銅中加入Pb、Sn、Al、Mn、Si等合金元素，形成

20、等合金元素，形成特殊黃銅。合金元素的加入可特殊黃銅。合金元素的加入可提高機(jī)械性能、改善耐蝕性、提高機(jī)械性能、改善耐蝕性、鑄造性和切削加工性，拓寬應(yīng)鑄造性和切削加工性，拓寬應(yīng)用范圍，可以制作汽車上受磨用范圍，可以制作汽車上受磨損的零件。損的零件。黃銅制品黃銅制品銅及銅合金銅及銅合金二、銅合金二、銅合金黃銅黃銅2.2.特殊黃銅特殊黃銅 代號(hào)：代號(hào)： H+主加元素主加元素+銅含量銅含量+主加元素含量主加元素含量+其它元素含量其它元素含量 HPb59-1銅含量為銅含量為59%，Pb含量為含量為1%的鉛黃銅的鉛黃銅銅及銅合金銅及銅合金二、銅合金二、銅合金青銅青銅1.1.代號(hào)代號(hào) Q+主加元素主加元素+主

21、加元素含量主加元素含量+其它其它元素含量元素含量 QSn4-3主加元素主加元素Sn=4%的錫的錫青銅青銅 QBe2主加元素主加元素Be=2%的鈹青的鈹青銅銅青銅制品青銅制品銅及銅合金銅及銅合金二、銅合金二、銅合金青銅青銅2.2.錫青銅錫青銅 鑄性好，可制作工藝品鑄性好，可制作工藝品（鐘鼎）；耐蝕、耐磨性好（鐘鼎）；耐蝕、耐磨性好（高于黃銅），制作耐磨、（高于黃銅），制作耐磨、耐蝕件和彈性元件等。耐蝕件和彈性元件等。n常用牌號(hào)有常用牌號(hào)有QSn4-3、QSn6.5-0.4、ZCuSn10Pb1等。等。l主要用于耐蝕承載件主要用于耐蝕承載件,如彈簧、軸承、齒輪如彈簧、軸承、齒輪軸、蝸輪、墊圈等。軸

22、、蝸輪、墊圈等。 錫青銅管錫青銅管船用青銅軟船用青銅軟管快速接頭管快速接頭閥閥( (錫青銅閥錫青銅閥體、閥蓋體、閥蓋) )銅及銅合金銅及銅合金二、銅合金二、銅合金青銅青銅3.3.鋁青銅鋁青銅 鋁青銅具有更高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性和耐蝕性，鋁青銅具有更高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性和耐蝕性，還能進(jìn)行還能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化熱處理強(qiáng)化，且價(jià)格低，用來(lái)制作高強(qiáng)度的耐，且價(jià)格低，用來(lái)制作高強(qiáng)度的耐磨、耐蝕和彈性元件。磨、耐蝕和彈性元件。大型水力發(fā)電設(shè)備中的抗磨環(huán)大型水力發(fā)電設(shè)備中的抗磨環(huán)4、鈹青銅、鈹青銅n以鈹為主加元素的銅合金，鈹含量為以鈹為主加元素的銅合金，鈹含量為1.72.5%。n具有高的強(qiáng)度、彈性極限、耐磨性

23、、耐蝕性，良好的導(dǎo)電性、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、冷熱加工及鑄造性能，但價(jià)格較貴導(dǎo)熱性、冷熱加工及鑄造性能，但價(jià)格較貴.鈹青銅制品鈹青銅制品l常用牌號(hào)有常用牌號(hào)有QBe2、QBe1.7、QBe1.9等等 。l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、如精密彈簧、膜片膜片，高速、高壓，高速、高壓軸承及防爆工具、航海羅盤等軸承及防爆工具、航海羅盤等重要機(jī)件重要機(jī)件.二、銅合金二、銅合金青銅青銅銅及銅合金銅及銅合金n普通白銅普通白銅是是Cu-Ni二元合金，具有較高的耐蝕性和抗二元合金，具有較高的耐蝕性和抗腐蝕疲勞性能及優(yōu)良的冷熱加工性能。腐蝕

24、疲勞性能及優(yōu)良的冷熱加工性能。 n普通白銅普通白銅牌號(hào)牌號(hào)：B+鎳的平均百分含量鎳的平均百分含量，如如B5。n常用牌號(hào)有常用牌號(hào)有B5、B19等等 。用于在蒸汽和海水環(huán)境下工。用于在蒸汽和海水環(huán)境下工作的精密機(jī)械作的精密機(jī)械,儀表零件及冷凝器儀表零件及冷凝器,蒸餾器蒸餾器,熱交換器等熱交換器等. 白銅件白銅件l以鎳為主要合金元素的銅以鎳為主要合金元素的銅合金稱白銅。合金稱白銅。分普通白銅分普通白銅和特殊白銅。和特殊白銅。二、銅合金二、銅合金白銅白銅銅及銅合金銅及銅合金n特殊白銅特殊白銅是在普通白銅基礎(chǔ)上添加是在普通白銅基礎(chǔ)上添加Zn、Mn、Al等元等元素形成的，分別稱鋅白銅、錳白銅、鋁白銅等。

25、素形成的，分別稱鋅白銅、錳白銅、鋁白銅等。n其耐蝕性、強(qiáng)度和塑性高，成本低。其耐蝕性、強(qiáng)度和塑性高，成本低。n常用牌號(hào)如常用牌號(hào)如BMn40-1.5(康銅康銅)、BMn43-0.5(考銅考銅)。n用于制造精密機(jī)械、儀表零件及用于制造精密機(jī)械、儀表零件及 醫(yī)療器械等。醫(yī)療器械等?？点~熱偶康銅熱偶白銅型材白銅型材n制造滑動(dòng)軸承的軸瓦及其內(nèi)襯的耐磨合金稱為軸承制造滑動(dòng)軸承的軸瓦及其內(nèi)襯的耐磨合金稱為軸承合金。合金?；瑒?dòng)軸承是許多機(jī)器設(shè)備中對(duì)旋轉(zhuǎn)軸起支撐滑動(dòng)軸承是許多機(jī)器設(shè)備中對(duì)旋轉(zhuǎn)軸起支撐 作用的重要部件，由軸承體作用的重要部件，由軸承體和軸瓦兩部分組成。和軸瓦兩部分組成。l與滾動(dòng)軸承相比滑動(dòng)軸承具

26、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)，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)。無(wú)噪音及拆裝方便等優(yōu)點(diǎn)。 滑動(dòng)軸承合金滑動(dòng)軸承合金n軸瓦（軸瓦（Engine bearing）n軸瓦是滑動(dòng)軸承和軸接觸的部分，非常光滑，一般用青銅、減摩合金等耐磨材料制成，在特殊情況下,可以用木材、塑料或橡皮制成。也叫“軸襯”，形狀為瓦狀的半圓柱面。 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。頸施加的交變載荷和沖擊力。n 足夠的強(qiáng)韌性，以承受軸頸施加的交變沖擊載荷足夠的強(qiáng)韌性，以承受軸頸施加的交變沖擊載荷.n 較小的熱膨脹系

27、數(shù)，良好的導(dǎo)熱性和耐蝕性，以較小的熱膨脹系數(shù)，良好的導(dǎo)熱性和耐蝕性，以防止軸與軸瓦之間咬合。防止軸與軸瓦之間咬合。n 較小的摩擦系數(shù)，良好的耐磨性和磨合性，以減較小的摩擦系數(shù)，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跑合。少軸頸磨損，保證軸與軸瓦良好的跑合?；瑒?dòng)軸承合金滑動(dòng)軸承合金1.1.性能要求性能要求一、性能及組織要求一、性能及組織要求n（4）HB低于軸（低于軸（軸價(jià)高，磨損放在軸承軸價(jià)高，磨損放在軸承上上）n（5）工藝性好、價(jià)低）工藝性好、價(jià)低n（6），能保持潤(rùn)滑油，能保持潤(rùn)滑油滑動(dòng)軸承合金滑動(dòng)軸承合金1.1.性能要求性能要求滑動(dòng)軸承合金滑動(dòng)軸承合金一、性能及組織要求一、

28、性能及組織要求2.2.組織要求組織要求 為滿足上述性能要求，軸承合金的組織應(yīng)是為滿足上述性能要求，軸承合金的組織應(yīng)是軟的基體上軟的基體上分布著硬的質(zhì)點(diǎn)分布著硬的質(zhì)點(diǎn)或或硬的基體上分布著軟的質(zhì)點(diǎn)硬的基體上分布著軟的質(zhì)點(diǎn)： 軟基體上分布硬質(zhì)點(diǎn)（軟基體上分布硬質(zhì)點(diǎn)（或硬基體上分布軟質(zhì)點(diǎn)或硬基體上分布軟質(zhì)點(diǎn)）。）。 硬的部分用于承受載荷，軟的部分可儲(chǔ)存潤(rùn)滑油和吸硬的部分用于承受載荷，軟的部分可儲(chǔ)存潤(rùn)滑油和吸收外界異物。收外界異物。 n當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，軟的基體（或質(zhì)點(diǎn)）被磨損而凹陷，當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，軟的基體（或質(zhì)點(diǎn)）被磨損而凹陷，減少了軸頸與軸瓦的接觸面積，有利于儲(chǔ)存潤(rùn)滑油減少了軸頸與軸瓦的接觸面積，有利于儲(chǔ)存

29、潤(rùn)滑油 和軸與軸瓦間的磨合，而和軸與軸瓦間的磨合，而硬的質(zhì)點(diǎn)硬的質(zhì)點(diǎn) (基體基體)則支撐著則支撐著軸頸，起承載和耐磨作用軸頸，起承載和耐磨作用.l軟基體軟基體 (或質(zhì)點(diǎn)或質(zhì)點(diǎn))還能起嵌還能起嵌藏外來(lái)硬雜質(zhì)顆粒的作用藏外來(lái)硬雜質(zhì)顆粒的作用, 以避免擦傷軸頸。以避免擦傷軸頸。 滑動(dòng)軸承合金滑動(dòng)軸承合金2.2.組織要求組織要求滑動(dòng)軸承合金滑動(dòng)軸承合金二、常用滑動(dòng)軸承合金二、常用滑動(dòng)軸承合金（一）牌號(hào)（一）牌號(hào)Z+基體元素基體元素+主加元素及含量主加元素及含量+其它元素及含量其它元素及含量ZSnSb12Pb10Cu4Sb=12%、Pb=10%、Cu=4% 的鑄造錫基軸承合金的鑄造錫基軸承合金ZPbSb

30、16Sn16Cu2Sb=16%、Sn=16%、Cu=2% 的鑄造鉛基軸承合金的鑄造鉛基軸承合金滑動(dòng)軸承合金滑動(dòng)軸承合金二、常用滑動(dòng)軸承合金二、常用滑動(dòng)軸承合金（二）種類（二）種類錫基軸承合金錫基軸承合金A、成分、成分Sn為基，加入為基，加入Sb、CuB、組織、組織軟基體：銻在錫中的固溶體軟基體：銻在錫中的固溶體 硬質(zhì)點(diǎn)：化合物硬質(zhì)點(diǎn)：化合物SnSb和和Cu3Snn是以錫為主并加入少是以錫為主并加入少量銻、銅等元素組成量銻、銅等元素組成的合金，熔點(diǎn)較低，的合金，熔點(diǎn)較低，是軟基體硬質(zhì)點(diǎn)組織是軟基體硬質(zhì)點(diǎn)組織類型的軸承合金。類型的軸承合金。l典型牌號(hào)為典型牌號(hào)為ZSnSb11Cu6。l(其組織為其

31、組織為 基體基體+白亮塊狀白亮塊狀SnSb+星狀星狀Cu3Sn)ZSnSb11Cu6合金的顯微組織合金的顯微組織 二、常用滑動(dòng)軸承合金二、常用滑動(dòng)軸承合金（二）種類（二）種類錫基軸承合金錫基軸承合金n錫基軸承合金具有錫基軸承合金具有較高的耐磨性、導(dǎo)較高的耐磨性、導(dǎo)熱性、耐蝕性和嵌熱性、耐蝕性和嵌藏性，摩擦系數(shù)和藏性，摩擦系數(shù)和熱膨脹系數(shù)小，熱膨脹系數(shù)小，但但疲勞強(qiáng)度較低，工疲勞強(qiáng)度較低，工作溫度不超過(guò)作溫度不超過(guò) 150 ，價(jià)格高。，價(jià)格高。巴氏合金軸瓦巴氏合金軸瓦l廣泛用于重型動(dòng)力機(jī)械，如氣輪機(jī)、渦輪機(jī)和內(nèi)燃廣泛用于重型動(dòng)力機(jī)械，如氣輪機(jī)、渦輪機(jī)和內(nèi)燃機(jī)等大型機(jī)器的高速軸瓦。機(jī)等大型機(jī)器的高

32、速軸瓦。 滑動(dòng)軸承合金滑動(dòng)軸承合金二、常用滑動(dòng)軸承合金二、常用滑動(dòng)軸承合金（二）種類（二）種類鉛基軸承合金鉛基軸承合金A、成分、成分Pb為基，加入為基，加入Sb、Sn、CuB、組織、組織軟基體：軟基體：（+）共晶體共晶體 硬質(zhì)點(diǎn)：化合物硬質(zhì)點(diǎn)：化合物SnSb和和Cu2SbC、性能特點(diǎn)及應(yīng)用、性能特點(diǎn)及應(yīng)用 鉛基軸承合金強(qiáng)度硬度和耐磨性均較低，且摩擦系數(shù)鉛基軸承合金強(qiáng)度硬度和耐磨性均較低，且摩擦系數(shù)較大，但價(jià)格便宜。制造中低載荷的中速軸承：拖拉機(jī)較大，但價(jià)格便宜。制造中低載荷的中速軸承：拖拉機(jī)的曲軸和連桿軸襯及電動(dòng)機(jī)軸承。的曲軸和連桿軸襯及電動(dòng)機(jī)軸承。n是以鉛為主加入少量是以鉛為主加入少量銻、錫

33、、銅等元素的銻、錫、銅等元素的合金，也是軟基體硬合金，也是軟基體硬質(zhì)點(diǎn)型軸承合金。質(zhì)點(diǎn)型軸承合金。n典型牌號(hào)為典型牌號(hào)為ZPbSb16Sn16Cu2。ZPbSb16Sn16Cu2合金的顯微組織合金的顯微組織( + )共晶基體共晶基體+方塊狀方塊狀SnSb+針狀針狀Cu3Sn （二）種類（二）種類鉛基軸承合金鉛基軸承合金二、常用滑動(dòng)軸承合金二、常用滑動(dòng)軸承合金n鉛基軸承合金的強(qiáng)度、硬度、耐蝕性和導(dǎo)熱性都不鉛基軸承合金的強(qiáng)度、硬度、耐蝕性和導(dǎo)熱性都不如錫基軸承合金，但其成本低，高溫強(qiáng)度好，有自如錫基軸承合金，但其成本低，高溫強(qiáng)度好，有自潤(rùn)滑性。潤(rùn)滑性。l常用于低速常用于低速、低載條件下低載條件下工

34、作的設(shè)備工作的設(shè)備,如汽車、拖如汽車、拖拉機(jī)曲軸的拉機(jī)曲軸的軸承等。軸承等。 內(nèi)燃機(jī)軸瓦內(nèi)燃機(jī)軸瓦n錫基和鉛基軸承合金強(qiáng)度比較低，為提高其承載錫基和鉛基軸承合金強(qiáng)度比較低，為提高其承載能力和使用壽命，生產(chǎn)上常采用離心澆注法，將能力和使用壽命，生產(chǎn)上常采用離心澆注法，將它們鑲鑄在低碳鋼軸瓦上，形成一層薄而均勻的它們鑲鑄在低碳鋼軸瓦上，形成一層薄而均勻的內(nèi)襯，成為雙金屬軸承。內(nèi)襯，成為雙金屬軸承?！皰煲r掛襯”，鋼質(zhì)軸，鋼質(zhì)軸瓦內(nèi)側(cè)，用離心鑄造法覆蓋一層軸承合金瓦內(nèi)側(cè)，用離心鑄造法覆蓋一層軸承合金表面保護(hù)層表面保護(hù)層 減磨層減磨層 鎳柵層鎳柵層 軸承合金軸承合金 襯背襯背 滑動(dòng)軸承合金滑動(dòng)軸承合金二

35、、常用滑動(dòng)軸承合金二、常用滑動(dòng)軸承合金（二）種類（二）種類銅基軸承合金銅基軸承合金 銅基軸承合金主要有錫青銅和鉛青銅。銅基軸承合金主要有錫青銅和鉛青銅。 ZCuSn10Pb錫青銅具有高強(qiáng)度，可承受較大的載荷，錫青銅具有高強(qiáng)度，可承受較大的載荷，適用于中速及受力較大的軸承：電動(dòng)機(jī)、泵、金屬切削適用于中速及受力較大的軸承：電動(dòng)機(jī)、泵、金屬切削機(jī)床軸承等。機(jī)床軸承等。 ZCuPb30具有較高的疲勞強(qiáng)度（硬基體具有較高的疲勞強(qiáng)度（硬基體+軟質(zhì)點(diǎn)）、良軟質(zhì)點(diǎn)）、良好的導(dǎo)熱性和低的摩擦系數(shù)，適用于高速、高壓下工作好的導(dǎo)熱性和低的摩擦系數(shù)，適用于高速、高壓下工作的軸承：航空發(fā)動(dòng)機(jī)、高速柴油機(jī)軸承等。的軸承：

36、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、高速柴油機(jī)軸承等。鈦及鈦合金鈦及鈦合金 n一、工業(yè)純鈦一、工業(yè)純鈦 n純鈦密度小，熔點(diǎn)高。純鈦密度小，熔點(diǎn)高。882.5發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變變 -Ti -Ti, 由體心立由體心立方方 -Ti轉(zhuǎn)變?yōu)槊芘帕睫D(zhuǎn)變?yōu)槊芘帕?-Ti.n純鈦比強(qiáng)度高，塑性、純鈦比強(qiáng)度高，塑性、低溫韌性和耐蝕性好。低溫韌性和耐蝕性好。美美F-22戰(zhàn)機(jī)約戰(zhàn)機(jī)約36%重量的零重量的零件用鈦合金制造件用鈦合金制造n純鈦主要用于純鈦主要用于 350以下工作、強(qiáng)度要求以下工作、強(qiáng)度要求不高的零件，如石油不高的零件，如石油化工用熱交換器、反化工用熱交換器、反應(yīng)器，海水凈化裝置應(yīng)器，海水凈化裝置及艦船零部件。及

37、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n二、鈦合金二、鈦合金n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。鈦合金幾乎都含有鈦合金幾乎都含有鋁。鋁能提高鈦合金的強(qiáng)度、比強(qiáng)度和再結(jié)晶溫度鋁。鋁能提高鈦合金的強(qiáng)度、比強(qiáng)度和再結(jié)晶溫度.l按退火組織，鈦合金可分按退火組織，鈦合金可分為為 型鈦合金、型鈦合金、 型鈦合金型鈦合金和和 + 型鈦合金三類，它型鈦合金三類，它們的牌號(hào)分別用們的牌號(hào)分別用TA、TB、TC加順序號(hào)表示加順序號(hào)表示 。如。如TA5、TB2、TC4等。其等。其中中TA0TA3為工業(yè)純鈦。為工業(yè)純鈦。 鈦合金泵鈦合金泵n1 1、 型

38、鈦合金型鈦合金n主加元素為鋁，還有主加元素為鋁，還有錫、硼等。錫、硼等。 n不能熱處理強(qiáng)化，通不能熱處理強(qiáng)化，通常在退火狀態(tài)下使用常在退火狀態(tài)下使用,組織為單相組織為單相 固溶體固溶體. n強(qiáng)度低于另兩類鈦合強(qiáng)度低于另兩類鈦合金，但高溫強(qiáng)度、低金，但高溫強(qiáng)度、低溫韌性及耐蝕性優(yōu)越溫韌性及耐蝕性優(yōu)越. 鈦合金氫泵鈦合金氫泵誘導(dǎo)輪誘導(dǎo)輪鈦合金氫泵殼體鈦合金氫泵殼體n常用牌號(hào)有常用牌號(hào)有TA5、TA7等等 n主要用于制造主要用于制造500以下工作的以下工作的零件，如飛機(jī)壓氣機(jī)葉片、導(dǎo)彈零件，如飛機(jī)壓氣機(jī)葉片、導(dǎo)彈的燃料罐、超音速飛機(jī)的蝸輪機(jī)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。匣及

39、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 -Ti合金組織合金組織n2 2、 型鈦合金型鈦合金n加入的合金元素有鉬、加入的合金元素有鉬、鉻、釩、鉻、釩、鋁鋁等。等。n經(jīng)淬火加時(shí)效處理后，經(jīng)淬火加時(shí)效處理后，組織為組織為 相基體上分布相基體上分布著細(xì)小的著細(xì)小的 相粒子。相粒子。n這類合金強(qiáng)度高，但冶這類合金強(qiáng)度高，但冶煉工藝復(fù)雜，難于焊接煉工藝復(fù)雜，難于焊接,應(yīng)用受到限制。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n 型鈦合金有型鈦合金有TB2、TB3、TB4三個(gè)牌號(hào)。三個(gè)牌號(hào)。n主要用于主要用于350以下工以下工作的結(jié)構(gòu)件和緊固件作的結(jié)構(gòu)件和緊

40、固件,如飛機(jī)壓氣機(jī)葉片、如飛機(jī)壓氣機(jī)葉片、軸、彈簧、輪盤等。軸、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鈦離心泵鈦離心泵n3、 + + 型鈦合金型鈦合金n加入的合金元素有鋁、釩、加入的合金元素有鋁、釩、 鉬鉬 鉻等。鉻等。n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n + 型鈦合金共有九個(gè)牌號(hào)，其型鈦合金共有九個(gè)牌號(hào)，其中以中以TC4應(yīng)用最廣、用量最大，應(yīng)用最廣、用量最大，其經(jīng)過(guò)淬火加時(shí)效處理后，組織其經(jīng)過(guò)淬火加時(shí)效處理后，組織為為 + +時(shí)效析出的

41、針狀時(shí)效析出的針狀 。+鈦合金組織鈦合金組織+鈦合金組織（電鏡）鈦合金組織（電鏡）n + 型鈦合金型鈦合金主要主要用于制造用于制造400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. 生物醫(yī)生物醫(yī)用材料用材料飛機(jī)壓氣機(jī)葉片飛機(jī)壓氣機(jī)葉片鎂及其合金鎂及其合金一、純鎂一、純鎂雜質(zhì)雜質(zhì)：Fe,Ni,Cu等（降低耐蝕性）性質(zhì)：性質(zhì)： 物性密度小物性密度小（1.74g/cm3）；抗輻射，抗電抗輻射，抗電磁（電磁屏蔽）磁（電磁屏蔽）；消震性好，摩擦無(wú)火花，膨脹系數(shù)較大；無(wú)同素異構(gòu)。易

42、回收易回收。 化性很差化性很差。常溫干燥空氣中也易氧化，多孔疏松脆性氧化膜。 力性強(qiáng)度低力性強(qiáng)度低（b約約100）；冷變形性差冷變形性差（僅約10）。但高溫（225）塑性較好。n牌號(hào)牌號(hào)：M+序號(hào)，n 依純度分初級(jí)、 2級(jí)、 3級(jí)，級(jí)別越高純度愈高。n用途用途：n 輕結(jié)構(gòu)材料基本組元；n 化工、冶金 （灰鐵球化劑）；n 煙火工業(yè)（煙花、照明彈）。n 不能做結(jié)構(gòu)件不能做結(jié)構(gòu)件。生產(chǎn)方法生產(chǎn)方法：電解法和熱還原法。n資源資源：豐富豐富，第八位（金屬中第3位）。以化合物存于鹽礦、地下鹵水、鹽湖及海水中。n我國(guó)是資源、生產(chǎn)、出口大國(guó)。菱鎂礦儲(chǔ)量為世界之首，另青海鹽湖還有儲(chǔ)量巨大、中國(guó)獨(dú)有的廉價(jià)高品位鎂資源。n21世紀(jì)是鎂合金材料飛速發(fā)展的時(shí)代，發(fā)達(dá)國(guó)家已領(lǐng)導(dǎo)新世紀(jì)鎂材料發(fā)展的新潮流。而我國(guó)在研究開(kāi)發(fā)方面還十分薄弱。二、鎂合金二、鎂合金（一）概述（一）概述1.1.鎂的合金化鎂的合金化n目的目的：同鋁合金、銅