gc08-1非鐵金屬材料

1、工程材料及應(yīng)用工程材料及應(yīng)用多媒體教案ENGINEERING MATERIALS五邑大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院第八章第八章第八章第八章 非鐵金屬材料非鐵金屬材料 在工業(yè)生產(chǎn)中，在工業(yè)生產(chǎn)中，通常把鐵及其合通常把鐵及其合金稱(chēng)為金稱(chēng)為黑色金屬黑色金屬，把其他非鐵金屬把其他非鐵金屬及其合金稱(chēng)為及其合金稱(chēng)為有有色金屬色金屬。 有色金屬的產(chǎn)量和用量不如黑色金屬多，但由于其具有色金屬的產(chǎn)量和用量不如黑色金屬多，但由于其具有許多優(yōu)良的特有許多優(yōu)良的特性，如特殊的電性，如特殊的電、磁、熱性能，耐磁、熱性能，耐蝕性能及高的比蝕性能及高的比強(qiáng)度強(qiáng)度( (強(qiáng)度與密強(qiáng)度與密度之比度之比) )等，已等，已成為現(xiàn)代工業(yè)中成為現(xiàn)代工

2、業(yè)中不可缺少的金屬不可缺少的金屬材料材料. .AlFe各種材料在先進(jìn)汽車(chē)中占的重量百分比各種材料在先進(jìn)汽車(chē)中占的重量百分比第一節(jié)第一節(jié) 鋁及鋁合金鋁及鋁合金 第二節(jié)第二節(jié) 銅及銅合金銅及銅合金第三節(jié)第三節(jié) 鈦及鈦合金鈦及鈦合金第四節(jié)第四節(jié) 鎂及鎂合金鎂及鎂合金第五節(jié)第五節(jié) 鑄造軸承合金鑄造軸承合金第一節(jié)第一節(jié) 鋁及鋁合金鋁及鋁合金一、純鋁純鋁呈銀白色光澤，其熔點(diǎn)為660，具有面心立方晶格，無(wú)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，他具有以下的性能特點(diǎn)：1）密度小，相對(duì)密度僅為2.7g/cm3，大約為鐵的1/3。2）導(dǎo)電和導(dǎo)熱性好，僅次于銀、銅、金。3）抗大氣腐蝕性能好。但鋁不能耐酸、堿、鹽的腐蝕。4）硬度、強(qiáng)度低（25

3、30HB、b=80100MPa），耐磨性差，但塑性好（40%，80%），5）無(wú)磁性、無(wú)火花，而且反射性能好。鋁合金制造的機(jī)翼鋁合金制造的機(jī)翼工業(yè)純鋁的分類(lèi)工業(yè)純鋁工業(yè)純鋁純鋁純鋁 （wAl9999.85%）高純鋁高純鋁 （wAl99.85%）純鋁的主要用途是：代替貴重的銅合金制作導(dǎo)線(xiàn)，配制各種鋁合金以及制作要求質(zhì)輕、導(dǎo)熱或耐大氣腐蝕但強(qiáng)度要求不高的容器和器具。高純鋁主要用于科學(xué)研究、化學(xué)工業(yè)及一些特殊場(chǎng)合 二、鋁合金二、鋁合金 在鋁中常加入其它元素：在鋁中常加入其它元素：CuCu、MnMn、SiSi、MgMg、ZnZn等，等，此外還有此外還有CrCr、NiNi、TiTi、ZrZr 等等輔加元素

4、。輔加元素。 提高鋁的提高鋁的強(qiáng)度強(qiáng)度又保持純鋁的優(yōu)良特性又保持純鋁的優(yōu)良特性 。鋁合金型材鋁合金型材鋁鑄件鋁鑄件二、鋁合金的分類(lèi) 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圖。根據(jù)鋁合金的成分和工藝性能，可劃分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類(lèi)。1、變形鋁合金變形鋁合金是指成分為D點(diǎn)以左的合金，當(dāng)加熱到FD線(xiàn)以上時(shí)可以得到單相固溶體，這類(lèi)合金塑性較好，適宜進(jìn)行壓力加工。 鋁合金相圖的一般類(lèi)型 變形鋁合金又可以分為兩類(lèi)： （1）不能用熱處理強(qiáng)化的鋁合金 成分在F點(diǎn)左邊的鋁合金。其常用的強(qiáng)化方法是冷加工變形，如冷軋、壓延等工藝。（2）能用熱處理強(qiáng)化的鋁合金 鋁合金的成分在F點(diǎn)與

5、D點(diǎn)之間。可進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。2、鑄造鋁合金 成分在D點(diǎn)右邊的鋁合金，由于有共晶組織存在，熔點(diǎn)低、流動(dòng)性好，故適宜鑄造，制造形狀復(fù)雜的零件，故稱(chēng)為鑄造鋁合金。能用熱處理強(qiáng)化的鋁合金當(dāng)加熱到相區(qū)，保溫后在水中冷卻，其強(qiáng)度、硬度并沒(méi)有明顯升高，而塑性卻得到改善，這種熱處理稱(chēng)為固溶處理。固溶處理后，鋁合金的強(qiáng)度和硬度隨時(shí)間而發(fā)生顯著提高的現(xiàn)象，稱(chēng)為時(shí)效強(qiáng)化。熱處理：熱處理： 1)退火退火1.變形鋁合金的退火變形鋁合金的退火: *消除應(yīng)力消除應(yīng)力,硬度硬度 不變。不變。 *消除加工硬化消除加工硬化, 降低硬度降低硬度,便于便于 冷塑性加工。冷塑性加工。2.鑄造鋁合金的退火鑄造鋁合金的退火 : 消除應(yīng)力消

6、除應(yīng)力; 均勻成分均勻成分;變形強(qiáng)化（變形強(qiáng)化（加工硬化加工硬化） 變質(zhì)處理（變質(zhì)處理（細(xì)晶強(qiáng)化細(xì)晶強(qiáng)化）：適合鑄造鋁合金）：適合鑄造鋁合金 固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化：鋁合金都有：鋁合金都有 時(shí)效強(qiáng)化時(shí)效強(qiáng)化：（重點(diǎn)）：（重點(diǎn)） 可熱處理強(qiáng)化鋁合金?？蔁崽幚韽?qiáng)化鋁合金。 2)時(shí)效強(qiáng)化：時(shí)效強(qiáng)化：鋁合金淬火后鋁合金淬火后, ,在室溫或者較低溫在室溫或者較低溫度下加熱保溫一段時(shí)間，度下加熱保溫一段時(shí)間，隨時(shí)間延長(zhǎng)隨時(shí)間延長(zhǎng)其強(qiáng)度硬度其強(qiáng)度硬度顯著增加的現(xiàn)象。顯著增加的現(xiàn)象。 加熱固溶淬火過(guò)飽和時(shí)效析出時(shí)效強(qiáng)化的步驟：時(shí)效強(qiáng)化的步驟： 固溶處理（淬火）固溶處理（淬火） 時(shí)效時(shí)效得到過(guò)飽得到過(guò)飽和的相和的相過(guò)

7、飽和相中析過(guò)飽和相中析出強(qiáng)化相出強(qiáng)化相自然時(shí)效自然時(shí)效人工時(shí)效人工時(shí)效固溶處理固溶處理將成分位于DF之間的合金加熱到固態(tài)溶解度線(xiàn)DF以上某一溫度，獲得單相固溶體，然后水冷（淬火），獲得過(guò)飽和固溶體稱(chēng)為固溶處理。 時(shí)效時(shí)效這種過(guò)飽和固溶體是不穩(wěn)定的，在室溫放置或在低于固溶度線(xiàn)的某一溫度下加熱時(shí)，使過(guò)飽和固溶體趨于發(fā)生某種程度的分解，析出彌散強(qiáng)化相,使合金的強(qiáng)度和硬度明顯提高的熱處理。 在室溫下進(jìn)行的時(shí)效稱(chēng)為自然時(shí)效，在加熱條件下進(jìn)行的時(shí)效稱(chēng)為人工時(shí)效。合金發(fā)生時(shí)效的條件合金發(fā)生時(shí)效的條件 合金能在高溫形成均勻的固溶體 固溶體中溶質(zhì)的溶解度必須隨溫度的降低而顯著降低。 含含4%Cu的鋁合金自然時(shí)效

8、曲線(xiàn)的鋁合金自然時(shí)效曲線(xiàn) 在室溫下進(jìn)行的時(shí)效稱(chēng)在室溫下進(jìn)行的時(shí)效稱(chēng)自然時(shí)效自然時(shí)效；在加熱條件下進(jìn)行的時(shí)；在加熱條件下進(jìn)行的時(shí)效稱(chēng)效稱(chēng)人工時(shí)效人工時(shí)效。時(shí)效規(guī)律含含4%Cu的鋁合金在不同溫度下的人工時(shí)效的鋁合金在不同溫度下的人工時(shí)效曲線(xiàn)曲線(xiàn)時(shí)效強(qiáng)化效果與加熱溫度和保溫時(shí)間有關(guān)。時(shí)效強(qiáng)化效果與加熱溫度和保溫時(shí)間有關(guān)。 溫度一定時(shí)，隨時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)，時(shí)效曲線(xiàn)上出現(xiàn)峰值，超過(guò)峰值溫度一定時(shí)，隨時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)，時(shí)效曲線(xiàn)上出現(xiàn)峰值，超過(guò)峰值時(shí)間，析出相聚集長(zhǎng)大，強(qiáng)度下降，為時(shí)間，析出相聚集長(zhǎng)大，強(qiáng)度下降，為過(guò)時(shí)效過(guò)時(shí)效。隨時(shí)效溫度提高，隨時(shí)效溫度提高，峰值強(qiáng)度下降，出現(xiàn)峰值的時(shí)間提前。峰值強(qiáng)度下降，出現(xiàn)峰值

9、的時(shí)間提前。時(shí)效強(qiáng)化的原因 分析表明：在時(shí)效過(guò)程中溶質(zhì)原子發(fā)生了如下的變化，首先溶質(zhì)原子發(fā)生富集，形成富集區(qū)，使晶格畸變加大，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力增大，強(qiáng)度提高，其次隨時(shí)間的延長(zhǎng)，富集區(qū)的原子趨于有序化，趨于形成第二相，但還沒(méi)形成第二相，其與原晶格保持共格關(guān)系，晶格畸變進(jìn)一步增大，使強(qiáng)度進(jìn)一步提高，隨時(shí)間的繼續(xù)延長(zhǎng)，第二相形成并逐漸離與母體的共格關(guān)系，這時(shí)晶格畸變減小，強(qiáng)度下降。 CuAl2平衡相；GPGP中間沉淀相過(guò)渡沉淀相時(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)效亞亞時(shí)效時(shí)效鋁合金的時(shí)效過(guò)程鋁合金的時(shí)效過(guò)程三三) 回歸回歸 ( regression )時(shí)間溫度 加加熱熱200270

10、水水 淬淬時(shí)效組織時(shí)效組織原原淬火組織淬火組織 人工時(shí)效后的鋁合金沒(méi)有回歸現(xiàn)象。人工時(shí)效后的鋁合金沒(méi)有回歸現(xiàn)象。（2）細(xì)晶強(qiáng)化 純鋁和鋁合金在澆注前進(jìn)行變質(zhì)處理，即在澆鑄前向合金注液中加入變質(zhì)劑，可有效地細(xì)化晶粒，從而提高合金強(qiáng)度，稱(chēng)為細(xì)化晶粒強(qiáng)化。 細(xì)晶強(qiáng)化對(duì)于變形鋁合金的作用 細(xì)晶強(qiáng)化對(duì)于鑄造鋁合金的作用細(xì)晶強(qiáng)化對(duì)于變形鋁合金的作用 對(duì)于純鋁和變形鋁合金，常用的變質(zhì)劑Ti、B、Nb、Zr等元素，它們所起的作用就是形成外來(lái)晶核，從而細(xì)化鋁的晶粒。細(xì)晶強(qiáng)化對(duì)于鑄造鋁合金的作用 對(duì)于鑄造鋁合金：典型的鑄造鋁合金是鋁硅系合金（硅鋁明），這類(lèi)合金具有優(yōu)良的鑄造性能（熔點(diǎn)低，流動(dòng)性好，收縮性?。┖秃附?/p>

11、性能好，尤以含1113%Si的二元鋁硅合金鑄造性能最好?？梢?jiàn)，二元鋁硅合金鑄造后幾乎全部得到（+Si）的共晶體，其中Si呈粗大針葉狀，使合金變脆，強(qiáng)度和塑性都很低，不宜作為工業(yè)合金使用，若對(duì)其采用變質(zhì)處理，在澆注前向合金中加入占合金重量23%的變質(zhì)劑（2份NaF和1份NaCl），可將針狀Si改變?yōu)榧?xì)小粒狀Si，得到細(xì)小均勻的共晶體和初生固溶體的亞共晶組織（+Si）+，顯著提高合金的強(qiáng)度和塑性。純鋁與鋁合金的細(xì)晶強(qiáng)化（變質(zhì)處理）示意圖 未變質(zhì)處理 變質(zhì)處理后（+Si）的共晶體針狀Si改變?yōu)榧?xì)小粒狀Si鑄造鋁合金中，變質(zhì)處理細(xì)化晶粒的原因 在一般認(rèn)為是Na等元素能促進(jìn)硅的形核，并吸附在硅晶體的表面

12、，阻止硅的長(zhǎng)大。同時(shí)鈉的存在使液態(tài)合金產(chǎn)生510的過(guò)冷度，并使共晶點(diǎn)向右移動(dòng)，這樣不僅形核率增加，細(xì)化共晶組織而且使合金組織中出現(xiàn)了初生固溶體。3.常用的鋁合金常用的鋁合金 變形鋁合金變形鋁合金 鑄造鋁合金鑄造鋁合金四、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 1、變形鋁合金、變形鋁合金 變形鋁及鋁合金牌號(hào)表示方法變形鋁及鋁合金牌號(hào)表示方法 根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定 ，變形鋁及鋁合金可直接引用國(guó)際四，變形鋁及鋁合金可直接引用國(guó)際四位數(shù)字體系牌號(hào)位數(shù)字體系牌號(hào)或采用國(guó)標(biāo)規(guī)定的四位字符牌號(hào)或采用國(guó)標(biāo)規(guī)定的四位字符牌號(hào)。全世界鋁的用量全世界鋁的用量百萬(wàn)噸百萬(wàn)噸一次生產(chǎn)量二次回收量總用量

13、新牌號(hào)新牌號(hào)：四位字符（：四位字符（2 0 2 0）（第一位第一位為數(shù)字，表示鋁合金組別為數(shù)字，表示鋁合金組別1：純鋁：純鋁2：銅（：銅（Cu）為主要合金元素的鋁合金為主要合金元素的鋁合金 3：錳（：錳（Mn) 為主要合金元素的鋁合金為主要合金元素的鋁合金4: 硅（硅（Si）為主要合金元素的鋁合金為主要合金元素的鋁合金5：鎂（鎂（Mg）為主要合金元素的鋁合金為主要合金元素的鋁合金6：鎂和硅（鎂和硅（Mg/Si)為主要合金元素的為主要合金元素的鋁合金鋁合金7: 鋅（鋅（Zn）為主要合金元素的鋁合金為主要合金元素的鋁合金 第二位第二位：字母：字母A /（0） 原始合金原始合金其它字母表示改型合金其

14、它字母表示改型合金第三、四位：第三、四位：對(duì)純鋁：表示質(zhì)量分對(duì)純鋁：表示質(zhì)量分?jǐn)?shù)小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)。數(shù)小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)。對(duì)鋁合金，區(qū)分同一對(duì)鋁合金，區(qū)分同一組的不同合金。無(wú)特組的不同合金。無(wú)特殊意義殊意義 GB 3190-82中的舊牌號(hào)仍中的舊牌號(hào)仍可繼續(xù)使用，可繼續(xù)使用，表示方法為表示方法為: 防銹鋁合金防銹鋁合金：LF+序號(hào)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)鋁合金制品鋁合金制品 常用變形鋁合金常用變形鋁合金 防銹鋁合金防銹鋁合金 成分：成分：主要主要是是Al-Mn和和Al-Mg系合金系合金。 性能性能： Mn和

15、和Mg主要作用主要作用是是衛(wèi)星天線(xiàn)衛(wèi)星天線(xiàn)（LF2） 提高抗蝕能力和塑性，并起固溶強(qiáng)化作用。提高抗蝕能力和塑性，并起固溶強(qiáng)化作用。l防銹鋁合金鍛造退火后組織為單相固溶體，抗蝕性、防銹鋁合金鍛造退火后組織為單相固溶體，抗蝕性、焊接性能好，易于變形加工，但切削性能差。焊接性能好，易于變形加工，但切削性能差。l熱處理：不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，常利用加工硬化提高不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，常利用加工硬化提高其強(qiáng)度。其強(qiáng)度。 常用的常用的Al-Mn系合金有系合金有 LF21（ 3A21 ），），其抗蝕性其抗蝕性和強(qiáng)度高于純鋁，用于制造油罐、油箱、管道、鉚和強(qiáng)度高于純鋁，用于制造油罐、油箱、管道、鉚釘?shù)刃枰獜澢?、沖壓

16、加工的零件。釘?shù)刃枰獜澢_壓加工的零件。 常用的常用的Al-Mg系合金系合金有有 LF5（ 5A05 ），），其密度比其密度比純純 鋁小，強(qiáng)度比鋁小，強(qiáng)度比Al-Mn合金高，在航空工業(yè)合金高，在航空工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，如中得到廣泛應(yīng)用，如制造管道、容器、鉚制造管道、容器、鉚釘及承受中等載荷的釘及承受中等載荷的零件。零件。 硬鋁合金硬鋁合金 成分：主要主要是是Al-Cu-Mg系合金，并含少量系合金，并含少量Mn。 元素作用：元素作用： Cu,Mg:形成強(qiáng)化相（CuAL2,CuMgAL2）,固溶強(qiáng)化；時(shí)效強(qiáng)化 熱處理：可進(jìn)行時(shí)效強(qiáng)化，也可進(jìn)行變形強(qiáng)化?？蛇M(jìn)行時(shí)效強(qiáng)化，也可進(jìn)行變形強(qiáng)化。 性能：強(qiáng)

17、度、硬度高，強(qiáng)度、硬度高，比強(qiáng)度與高強(qiáng)度鋼（一般b=1000MPa1200MPa的鋼）相似。塑性好，塑性好，加工性能好，加工性能好，耐蝕性低于防銹鋁，耐蝕性低于防銹鋁，耐蝕性比純鋁差，更不耐海水腐蝕；所以硬鋁材表面常包有一層純鋁，以增加其耐蝕性 。l常用硬鋁合金如常用硬鋁合金如LY11 (2A11)、 LY12 (2A12)等，等，用于制造沖壓件、模鍛件和用于制造沖壓件、模鍛件和鉚接件，如螺旋槳、梁、鉚鉚接件，如螺旋槳、梁、鉚釘?shù)柔數(shù)? 飛機(jī)翼梁飛機(jī)翼梁(腹板腹板為硬鋁合金為硬鋁合金)飛機(jī)主起落架飛機(jī)主起落架 3.超硬鋁合金超硬鋁合金 ( LC ) : 成分：是Al-Cu-Mg-Zn系合金。

18、熱處理：這類(lèi)鋁合金用熱處理強(qiáng)化。 特點(diǎn)：時(shí)效產(chǎn)生強(qiáng)烈的強(qiáng)化效果，強(qiáng)特點(diǎn)：時(shí)效產(chǎn)生強(qiáng)烈的強(qiáng)化效果，強(qiáng)度很高（可達(dá)度很高（可達(dá)680MPa),缺點(diǎn)是耐熱性、缺點(diǎn)是耐熱性、抗蝕性差?？刮g性差。 性能：在鋁合金中，超硬鋁時(shí)效強(qiáng)化效果最好，強(qiáng)度最高，b可達(dá)600MPa，其比強(qiáng)度已相當(dāng)于超高強(qiáng)度鋼（一般指b1400MPa的鋼）。應(yīng)用及牌號(hào)：常用合金有常用合金有 LC4 (7A04 )、LC9 (7A09 )等，主要用于工作溫度較低、等，主要用于工作溫度較低、受力較大的結(jié)構(gòu)件受力較大的結(jié)構(gòu)件, 如飛機(jī)大梁、起落如飛機(jī)大梁、起落架等架等.4.鍛鋁合金鍛鋁合金 ( LD ) :壓氣機(jī)葉片壓氣機(jī)葉片 成分：他是A

19、l-Cu-Mg-Si系，Al-Cu-Mg-Ni-Fe系合金。 性能：通過(guò)固溶處理和人工時(shí)效來(lái)提高鋁合金的力學(xué)性能，可鍛性好，力學(xué)性能高，其力學(xué)性能與硬鋁相似，但熱塑性及耐蝕性較高，適合鍛造成形。應(yīng)用：應(yīng)用：由于其熱塑性好，所以鍛鋁主要作航空及儀表工業(yè)中各由于其熱塑性好，所以鍛鋁主要作航空及儀表工業(yè)中各種形狀復(fù)雜，要求比強(qiáng)度較高的鍛件或模鍛件，如各種葉輪、種形狀復(fù)雜，要求比強(qiáng)度較高的鍛件或模鍛件，如各種葉輪、框架、支桿等，常用牌號(hào)框架、支桿等，常用牌號(hào)2A50。lAl-Cu-Mg-Fe-Ni系耐熱鍛鋁合金系耐熱鍛鋁合金 常用牌號(hào)有常用牌號(hào)有LD7 (2A70)、LD8(2A80)、LD9(2A9

20、0)等等 。用于制造。用于制造150 225下工作的零下工作的零件，如壓氣機(jī)葉片、超音速飛機(jī)蒙皮等。件，如壓氣機(jī)葉片、超音速飛機(jī)蒙皮等。 防銹鋁 LF，不可熱處理強(qiáng)化，做油箱、油管、 鉚釘。硬鋁 LY，做螺旋槳葉片、支柱。超硬鋁 LC，做飛機(jī)大梁、起落架。鍛鋁 LD，做鍛件、模鍛件。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) 性能：其力學(xué)性能不如變形鋁合金，但鑄造性能好，可進(jìn)行各種成形鑄造，生產(chǎn)形狀復(fù)雜的零件。 種類(lèi)：主要有Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系、Al-Zn系等四大類(lèi)，其中以Al-Si系應(yīng)用最廣泛。牌號(hào)： 鋁硅鑄造合金俗稱(chēng)硅鋁明，是一種

21、應(yīng)用廣泛的共晶型鑄造鋁合金。五、鑄造鋁合金“鑄”“鋁”二字的漢語(yǔ)拼音字首字母 合金類(lèi)別（1為Al-Si系、2為Al-Cu系、Al-Mg系、4為Al-Zn系） 順序號(hào) ZL + 數(shù)字1 + 數(shù)字2,3( cast aluminum alloy )Al-Si系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金（1 1）簡(jiǎn)單硅鋁明：簡(jiǎn)單硅鋁明：ZL102ZL102（ZALSi12ZALSi12） 組織：組織：a +a +Si Si 共晶體共晶體 性能：性能：鑄造性能好，強(qiáng)度低。鑄造性能好，強(qiáng)度低。 用途：用途：形狀復(fù)雜、受力不大的零件，如儀表形狀復(fù)雜、受力不大的零件，如儀表外殼等。外殼等。l又稱(chēng)又稱(chēng)硅鋁明硅鋁明。其中。其中ZL

22、102(ZAlSi12)是含是含12%Si的的鋁硅二元合金，稱(chēng)為鋁硅二元合金，稱(chēng)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， ZL102組織幾乎全部為共晶體，組織幾乎全部為共晶體，由粗針狀的硅晶體和由粗針狀的硅晶體和a a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)上通常用鈉鹽變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理，得到細(xì)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小均勻的共晶體加一次a a固溶體組織，以提高性能。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（2）復(fù)雜復(fù)雜( (特殊）硅鋁明：特殊）硅鋁明：

23、在在ALALSiSi基礎(chǔ)上加入其它合金基礎(chǔ)上加入其它合金元素（元素（Cu,Mn,Ni,MgCu,Mn,Ni,Mg等）等） 強(qiáng)化方式（強(qiáng)化方式（時(shí)效強(qiáng)化，變質(zhì)處時(shí)效強(qiáng)化，變質(zhì)處理理）。）。 組織：組織：強(qiáng)化相：強(qiáng)化相：CuAl2CuAl2、Mg2SMg2S、Al2CuMgAl2CuMg 性能：性能：鑄造性能好，具有優(yōu)良的耐蝕性、耐熱性和焊鑄造性能好，具有優(yōu)良的耐蝕性、耐熱性和焊接性能，較高的強(qiáng)度和耐磨性。接性能，較高的強(qiáng)度和耐磨性。 應(yīng)用：應(yīng)用：用于制造形狀復(fù)雜中等強(qiáng)度的零件，如發(fā)動(dòng)機(jī)用于制造形狀復(fù)雜中等強(qiáng)度的零件，如發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、氣缸體、風(fēng)機(jī)葉片、液壓泵殼體等（代號(hào)活塞、氣缸體、風(fēng)機(jī)葉片、液壓泵

24、殼體等（代號(hào)ZL109)ZL109)?；钊钊? (裙部為鋁硅合金裙部為鋁硅合金) )活塞活塞( (裙部為鋁硅合金裙部為鋁硅合金) ) ZL102合金鑄造組織 ( 化染 ) 551.鑄造鋁鑄造鋁 硅合金硅合金 ( ZL101ZL111 ) :Al-Si系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金（鑄造性能和力學(xué)性能配合最佳）（鑄造性能和力學(xué)性能配合最佳） Al-Cu系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金 這類(lèi)合金的耐熱性好，強(qiáng)度較高；但密度大，鑄造這類(lèi)合金的耐熱性好，強(qiáng)度較高；但密度大，鑄造性能、耐蝕性能差，強(qiáng)度低于性能、耐蝕性能差，強(qiáng)度低于Al-Si系合金。系合金。汽缸頭汽缸頭l常用代號(hào)有常用代號(hào)有ZL201 (ZAlCu5

25、Mn)、ZL203 (ZAlCu4)等等。主要用于主要用于制造在較高溫度下工作制造在較高溫度下工作的高強(qiáng)零件，如內(nèi)燃機(jī)的高強(qiáng)零件，如內(nèi)燃機(jī)汽缸頭、汽車(chē)活塞等。汽缸頭、汽車(chē)活塞等。 鋁銅合金鑄造組織 ( 化染 ) 210 Al-Mg系鑄造鋁系鑄造鋁合金合金 這類(lèi)合金的耐蝕性這類(lèi)合金的耐蝕性好，強(qiáng)度高，密度好，強(qiáng)度高，密度小；但鑄造性能差小；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ZL301(ZAlMg10)、 ZL303(ZAlMg5Si1)等等.l主要用于制造外形簡(jiǎn)單、承受沖擊載荷、在腐蝕性介主要用于制造外形簡(jiǎn)單、承受沖擊載荷、在腐蝕性介質(zhì)下工作的零件，如艦船配件、氨用泵體等。

26、質(zhì)下工作的零件，如艦船配件、氨用泵體等。鼓風(fēng)機(jī)密封件等鼓風(fēng)機(jī)密封件等(ZL102、301) 鋁鎂合金鑄造組織 (化染) 150 Al-Zn系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金 這類(lèi)合金的鑄造性能好，強(qiáng)度較高，可自然時(shí)效強(qiáng)這類(lèi)合金的鑄造性能好，強(qiáng)度較高，可自然時(shí)效強(qiáng)化；但密度大，耐蝕性較差化；但密度大，耐蝕性較差。l常用代號(hào)為常用代號(hào)為ZL401(ZAlZn11Si7)、ZL402(ZAlZn6Mg)等等.l主要用于制造形狀復(fù)主要用于制造形狀復(fù)雜受力較小的汽車(chē)、雜受力較小的汽車(chē)、飛機(jī)、儀器零件。飛機(jī)、儀器零件。 應(yīng)用：鑄造鋁合金一般用來(lái)制造質(zhì)量輕、耐蝕、形狀復(fù)雜及有一定力學(xué)性能的鑄件，如發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體、手提電

27、動(dòng)或風(fēng)動(dòng)工具（手電鉆、風(fēng)鎬）以及儀表外殼。 Al-LiAl-Li系合金是近年來(lái)引起人們廣泛關(guān)注的系合金是近年來(lái)引起人們廣泛關(guān)注的一種新型超輕結(jié)構(gòu)材料。該合金的研制與一種新型超輕結(jié)構(gòu)材料。該合金的研制與應(yīng)用，標(biāo)志著半個(gè)月多世紀(jì)以來(lái)鋁合金領(lǐng)應(yīng)用，標(biāo)志著半個(gè)月多世紀(jì)以來(lái)鋁合金領(lǐng)域的重要發(fā)展。域的重要發(fā)展。 鋰是一種極為活潑且很輕的化學(xué)元素，密鋰是一種極為活潑且很輕的化學(xué)元素，密度為度為0.533gcm-30.533gcm-3，為鋁的，為鋁的1/51/5，鐵的，鐵的1/151/15。鋰元素為地球存在較多的金屬，同時(shí)海水鋰元素為地球存在較多的金屬，同時(shí)海水中還有相當(dāng)大的含量。中還有相當(dāng)大的含量。鋁鋰合金

28、鋁鋰合金 在鋁合金中在鋁合金中加入鋰元素加入鋰元素，可以更顯著的，可以更顯著的降降低其密度低其密度，并明顯地改善合金的力學(xué)性能。，并明顯地改善合金的力學(xué)性能。例如，在鋁中添加鋰?yán)纾阡X中添加鋰2%2%，密度可減少，密度可減少10%10%，強(qiáng)度可與鋁合金中強(qiáng)度最高的硬鋁強(qiáng)度可與鋁合金中強(qiáng)度最高的硬鋁1212合金合金媲美。因此，媲美。因此，Al-LiAl-Li合金具有合金具有比重小、比強(qiáng)比重小、比強(qiáng)度高和剛度大，耐疲勞性能好，耐蝕性好度高和剛度大，耐疲勞性能好，耐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)。用等優(yōu)點(diǎn)。用Al-LiAl-Li合金制作飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料，合金制作飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料，可使飛機(jī)減重達(dá)可使飛機(jī)減重達(dá)20%20%，提

29、高飛機(jī)的速度。因，提高飛機(jī)的速度。因此，此，Al-LiAl-Li合金被認(rèn)為是合金被認(rèn)為是2121世紀(jì)航空航天及世紀(jì)航空航天及兵器工業(yè)最理想的兵器工業(yè)最理想的輕質(zhì)輕質(zhì)高強(qiáng)度高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)材料。結(jié)構(gòu)材料。 目前，目前，Al-LiAl-Li合金的研究成了有色合金新材合金的研究成了有色合金新材料研究中一個(gè)十分活躍的領(lǐng)域。在前蘇聯(lián)，料研究中一個(gè)十分活躍的領(lǐng)域。在前蘇聯(lián)， Al-LiAl-Li合金已用于火箭、航天飛機(jī)材料及民合金已用于火箭、航天飛機(jī)材料及民用飛機(jī)上，用飛機(jī)上，19991999年，美國(guó)年，美國(guó)“奮進(jìn)號(hào)奮進(jìn)號(hào)”航天航天飛機(jī)外儲(chǔ)箱使用飛機(jī)外儲(chǔ)箱使用Al-LiAl-Li合金材料，使航天飛合金材料，使航

30、天飛機(jī)的運(yùn)載能力提高了機(jī)的運(yùn)載能力提高了3.4t3.4t。我國(guó)。我國(guó)Al-LiAl-Li合金合金研究的起步較晚，目前仍處于研究階段，研究的起步較晚，目前仍處于研究階段，距應(yīng)用還有一段距離，國(guó)內(nèi)某此高效及研距應(yīng)用還有一段距離，國(guó)內(nèi)某此高效及研究所正在做這方面的工作，哈工大材料學(xué)究所正在做這方面的工作，哈工大材料學(xué)院對(duì)院對(duì)Al-Li-CuAl-Li-Cu系、系、Al-Li-MgAl-Li-Mg系合金的時(shí)效系合金的時(shí)效動(dòng)力學(xué)、斷裂機(jī)制及動(dòng)力學(xué)、斷裂機(jī)制及2091 Al-Li-2091 Al-Li-合金焊接合金焊接接頭的強(qiáng)化機(jī)制進(jìn)行了研究。接頭的強(qiáng)化機(jī)制進(jìn)行了研究。 現(xiàn)已經(jīng)建立現(xiàn)已經(jīng)建立Al-LiAl

31、-Li合金的研究開(kāi)發(fā)基地，以合金的研究開(kāi)發(fā)基地，以SicSic纖維、纖維、SicSic顆粒為增強(qiáng)體的顆粒為增強(qiáng)體的Al-LiAl-Li基復(fù)合基復(fù)合材料是剛剛發(fā)展起來(lái)的新型材料。經(jīng)過(guò)材料是剛剛發(fā)展起來(lái)的新型材料。經(jīng)過(guò)3 3個(gè)個(gè)五年計(jì)劃的材料研究與應(yīng)用開(kāi)發(fā)后，其規(guī)五年計(jì)劃的材料研究與應(yīng)用開(kāi)發(fā)后，其規(guī)模和水平已達(dá)到美、俄模和水平已達(dá)到美、俄2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代水平，年代水平，國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)Al-LiAl-Li合金已在航空航天工業(yè)中試用，合金已在航空航天工業(yè)中試用，其中其中1420Al-Li1420Al-Li合金深沖模鍛件已批量應(yīng)用合金深沖模鍛件已批量應(yīng)用于我國(guó)的飛機(jī)和導(dǎo)彈上。于我國(guó)的飛機(jī)和導(dǎo)彈上。

32、第二節(jié)第二節(jié) 銅及銅合金銅及銅合金 一、銅及銅合金性能特點(diǎn)一、銅及銅合金性能特點(diǎn) 純銅呈純銅呈紫紅色紫紅色，故又稱(chēng)，故又稱(chēng)紫銅紫銅，具有面心立方晶格，無(wú)同素異具有面心立方晶格，無(wú)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，無(wú)磁性。構(gòu)轉(zhuǎn)變，無(wú)磁性。 純銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱純銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，在大氣、淡水和冷凝水中性，在大氣、淡水和冷凝水中有良好的耐蝕性。塑性好。有良好的耐蝕性。塑性好。 熱軋銅合金熱軋銅合金一、工業(yè)純銅 純銅表面具有玫瑰紅色，表面形成CuO膜層后呈紫色，又稱(chēng)紫銅。 銅具有面心立方晶格，無(wú)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，其熔點(diǎn)為1083，密度為8.96g/cm3 其主要特征有：1）有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，其導(dǎo)電性?xún)H

33、次于銀。2）塑性高（=4050%。3）有較高的耐蝕性（抗大氣及海水腐蝕）。4）無(wú)磁性。純銅管純銅管用途：制作各種導(dǎo)電材料、導(dǎo)熱材料及配制各種銅合金的材料。 分類(lèi)及牌號(hào)：工業(yè)純銅分未加工產(chǎn)品（銅錠）和壓力加工產(chǎn)品（銅材）兩種。工業(yè)純銅未加工產(chǎn)品牌號(hào)有Cu-1、Cu-2兩種，已加工產(chǎn)品牌號(hào)有T1、T2、T3、T4四種牌號(hào)。 二、銅合金二、銅合金 常加元素為常加元素為Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、Ti、Zr、Cr等，起到固溶強(qiáng)化作用，既提高了強(qiáng)度，等，起到固溶強(qiáng)化作用，既提高了強(qiáng)度，又保持了純銅特性又保持了純銅特性. 銅合金分為銅合金分為黃銅、青銅、黃銅、青銅、 白銅白銅三大三大類(lèi)。類(lèi)。

34、銅管銅管銅與銅與黃銅帶黃銅帶 1、黃銅、黃銅 以鋅為主要合金元素的銅合金稱(chēng)為黃銅。以鋅為主要合金元素的銅合金稱(chēng)為黃銅。 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。 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。 黃銅棒黃銅棒 1、普通黃銅、普通黃銅 銅與鋅的二元合金銅與鋅的二元合金稱(chēng)為普通黃銅。稱(chēng)為普通黃銅。 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) + 表表示示銅銅平均百分含量平均百分含量的數(shù)字的數(shù)字，如，如H68。l從銅鋅合金相圖可以看出黃銅有從銅鋅合金相圖可以看出黃銅有a a 和和a a+ 兩種組織兩種組織,分別稱(chēng)分別稱(chēng)

35、單相黃銅單相黃銅和和兩相黃銅兩相黃銅。 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 l從銅鋅合金相圖可以看出從銅鋅合金相圖可以看出黃銅有黃銅有a a 和和a a+ 兩種組織兩種組織,分別稱(chēng)分別稱(chēng)單相黃銅單相黃銅和和兩相黃兩相黃銅銅。 單相黃銅塑性很好，適宜冷、熱壓力加工；若Zn39%，組織中出現(xiàn)以化合物CuZn為基的固溶體，即黃銅中由+雙相組織（雙相黃銅）。少量的對(duì)強(qiáng)度影響不大，因此強(qiáng)度仍然升高；若Zn45%以后銅合金組織全部為相，此時(shí)的合金已無(wú)使用價(jià)值。 當(dāng)Zn39%時(shí)，（實(shí)際生產(chǎn)時(shí)大多為Zn32%，Zn能完全溶解于Cu內(nèi)形成單相固溶體，稱(chēng)為單相黃銅。普通黃銅

36、黃銅的力學(xué)性能與Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān)。 黃銅力學(xué)性能隨Zn變化的關(guān)系 單相黃銅單相黃銅塑性好。塑性好。 常用牌號(hào)有常用牌號(hào)有H80、H70、 H 68。 適于制造冷變形零件，如適于制造冷變形零件，如彈殼、冷凝器管等。彈殼、冷凝器管等。 兩相黃銅兩相黃銅熱塑性好熱塑性好, 強(qiáng)度高強(qiáng)度高. 常用牌號(hào)有常用牌號(hào)有H59、H62。 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、散熱器等彈簧、導(dǎo)管、散熱器等。冷凝器管冷凝器管汽車(chē)機(jī)油泵襯套汽車(chē)機(jī)油泵襯套 牌號(hào)：如:H70表示Cu=70%，其余為Zn的黃銅。H70是典型的單相黃銅，H68是典型的雙相黃銅?！包S”字漢語(yǔ)拼音字首合金中銅的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)

37、H+ 數(shù)字?jǐn)?shù)字 經(jīng)冷變形的黃銅，有時(shí)存放幾天會(huì)自行破裂，這種現(xiàn)象稱(chēng)為黃銅的“自裂自裂”。 雖然黃銅具有優(yōu)良抗蝕性，但當(dāng)零件以冷壓力加工（擠壓、沖壓、彎曲等）成形時(shí)，由于其中有殘余內(nèi)應(yīng)力存在，在氨、濕氣、海水等腐蝕性介質(zhì)聯(lián)合作用下發(fā)生的。 為了防止這種現(xiàn)象，冷壓力加工后的黃銅零件（如彈殼等）必須進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力的退火（250300保溫1h以上） 黃銅的黃銅的“自裂自裂” 2、特殊黃銅、特殊黃銅 在普通黃銅的基礎(chǔ)上加入在普通黃銅的基礎(chǔ)上加入Al、 Fe、Si、Mn、Pb、 Sn、Ni等元素形成特殊黃銅。等元素形成特殊黃銅。 加工特殊黃銅的牌號(hào)為：加工特殊黃銅的牌號(hào)為： H(黃黃)+主加元素符號(hào)主加元

38、素符號(hào)(Zn除除外外)+銅銅平均百分含量平均百分含量+主加元主加元素平均百分含量素平均百分含量, 如如HPb59-1. 特殊黃銅強(qiáng)度、耐蝕性比普特殊黃銅強(qiáng)度、耐蝕性比普通黃銅好，鑄造性能改善。通黃銅好，鑄造性能改善。 黃銅制品黃銅制品 常用牌號(hào)有常用牌號(hào)有HPb63-3、HAl60-1-1、HSn62-1、HFe59-1-1、ZCuZn38Mn2Pb2、ZCuZn16Si4等。等。 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。 黃銅制品 三、青銅三、青銅 青銅原先是指人類(lèi)最早應(yīng)用的一種青銅原先是指人類(lèi)最

39、早應(yīng)用的一種Cu-Sn合金。但現(xiàn)代工業(yè)上，是指合金。但現(xiàn)代工業(yè)上，是指除黃銅、白銅（除黃銅、白銅（Cu-Ni合金）以外合金）以外的其他元素作為主要合金元素的銅的其他元素作為主要合金元素的銅合金均稱(chēng)為青銅。合金均稱(chēng)為青銅。 加工青銅的牌號(hào)為加工青銅的牌號(hào)為：Q +主加元素主加元素符號(hào)及其平均百分含量符號(hào)及其平均百分含量+其他元素其他元素平均百分含量平均百分含量 如如QSn4-3(含含4%Sn、3%Zn). 常用青銅有錫青銅、鋁青銅、鈹青常用青銅有錫青銅、鋁青銅、鈹青銅、硅青銅、鉛青銅等銅、硅青銅、鉛青銅等。 青銅制品青銅制品1、錫青銅錫青銅是由是由CuCu與與SnSn為主加元素組成的銅合為主加元

40、素組成的銅合金 。 工 業(yè) 上 使 用 的 錫 青 銅 為金 。 工 業(yè) 上 使 用 的 錫 青 銅 為SnSn=3%-14%=3%-14%。性能：鑄造時(shí)流動(dòng)性較差，成分偏鑄造時(shí)流動(dòng)性較差，成分偏析傾向較大，并易產(chǎn)生分散縮孔等析傾向較大，并易產(chǎn)生分散縮孔等缺陷，易滲漏，但不會(huì)形成集中縮缺陷，易滲漏，但不會(huì)形成集中縮孔，故適用于鑄造外形尺寸要求較孔，故適用于鑄造外形尺寸要求較嚴(yán)格的鑄件。嚴(yán)格的鑄件。錫青銅的耐蝕性高于純銅和黃銅，錫青銅的耐蝕性高于純銅和黃銅，特別是在大氣、海水等環(huán)境中，但特別是在大氣、海水等環(huán)境中，但在酸類(lèi)及氨水中其耐蝕性較差。此在酸類(lèi)及氨水中其耐蝕性較差。此外，錫青銅還具有良好

41、的減磨性，外，錫青銅還具有良好的減磨性，抗磁性及低溫韌性?？勾判约暗蜏仨g性。應(yīng)用：制造機(jī)床中滑動(dòng)軸承、蝸輪、制造機(jī)床中滑動(dòng)軸承、蝸輪、齒輪等。齒輪等。錫青銅錠錫青銅錠Cu-Sn相圖相圖 常用牌號(hào)常用牌號(hào)有有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、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) ) 2、鋁青銅、鋁青銅 以鋁為主加元素以鋁為主加元素的銅合金，鋁含的銅合金，鋁含量為量為511%。 強(qiáng)度、硬度、耐

42、強(qiáng)度、硬度、耐大型水力發(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) 磨性、耐熱性及耐蝕性高于黃銅和錫青銅，還可熱處理（淬磨性、耐熱性及耐蝕性高于黃銅和錫青銅，還可熱處理（淬火、回火）強(qiáng)化。鑄造性能好，但焊接性能差。火、回火）強(qiáng)化。鑄造性能好，但焊接性能差。 l常用牌號(hào)有常用牌號(hào)有QAl5、QAl7、ZCuAl8Mn13Fe3Ni2等。等。l主要用于制造船舶、飛機(jī)及儀器中的高強(qiáng)、耐磨、耐蝕件，主要用于制造船舶、飛機(jī)及儀器中的高強(qiáng)、耐磨、耐蝕件，強(qiáng)度及耐磨性較高的摩擦零件，如齒輪、軸承、蝸輪、軸套、強(qiáng)度及耐磨性較高的摩擦零件，如齒輪、軸承、蝸輪、軸套、螺旋槳等。螺旋槳等。 3、鈹青銅、鈹青銅 以鈹

43、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%。 強(qiáng)度高，疲勞抗力高、且耐熱、耐蝕、耐磨等性能均強(qiáng)度高，疲勞抗力高、且耐熱、耐蝕、耐磨等性能均優(yōu)于其他銅合金。導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性?xún)?yōu)良，且有抗磁，優(yōu)于其他銅合金。導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性?xún)?yōu)良，且有抗磁，受沖擊無(wú)火花等一系列優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格較貴受沖擊無(wú)火花等一系列優(yōu)點(diǎn)，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，如用于重要的彈性件、耐磨件，如精密彈簧、膜片，高速、高壓軸精密彈簧、膜片，高速、高壓軸承及防爆工具、航海羅盤(pán)等重要承及防爆工具、航海羅盤(pán)等重要機(jī)件機(jī)件

44、. 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。腐蝕疲勞性能及優(yōu)良的冷熱加工性能。 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。 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四、白銅四、白銅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(chēng)白銅。合金稱(chēng)白銅。分普通白銅分普通白銅和特殊白銅和特殊白銅。 特殊白銅特殊白銅是在普通白

45、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(chēng)鋅白銅、錳白銅、鋁白銅等。素形成的，分別稱(chēng)鋅白銅、錳白銅、鋁白銅等。 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。 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)。 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)療器械醫(yī)療器械等。等。康銅熱偶康銅熱偶白銅型材白銅型材第三節(jié)第三節(jié) 鈦及鈦合金鈦及鈦合金 美美F-22戰(zhàn)機(jī)約戰(zhàn)機(jī)約36%重量的重量的零件用鈦合金制造零件用鈦合金制造 鈦合金是近來(lái)快速發(fā)展的材料。鈦及鈦合金密度小(4.5g/cm3)，強(qiáng)度大大高于

46、鋼，比強(qiáng)度和比模量性能突出。波音777的起落架采用鈦合金制造，大大減輕了重量，經(jīng)濟(jì)效益極為顯著。鈦的耐腐蝕性能優(yōu)異，是目前耐海水腐蝕的最好的材料。鈦是制造工作溫度500 以下如火箭低溫液氮燃料箱、導(dǎo)彈燃料罐、核潛艇船殼、化工廠反應(yīng)釜等構(gòu)件的重要材料。我國(guó)鈦產(chǎn)量居世界第一，TiO2儲(chǔ)量約8億噸，特別是在攀枝花、海南島資源非常豐富。第三節(jié)第三節(jié) 鈦及鈦合金鈦及鈦合金 一、工業(yè)純鈦一、工業(yè)純鈦 純鈦是純白色輕金屬，密度小、熔點(diǎn)高，密度為純鈦是純白色輕金屬，密度小、熔點(diǎn)高，密度為4.507g/cm3，介于，介于Al和和Fe之間，熔點(diǎn)之間，熔點(diǎn)1668。 在在550以下，以下，鈦的表面很容易形成薄而致密

47、的薄膜，因而鈦的表面很容易形成薄而致密的薄膜，因而耐腐蝕性特別是耐海水腐蝕性能力是目前金屬材料中最好耐腐蝕性特別是耐海水腐蝕性能力是目前金屬材料中最好的的。一塊鈦板泡于海水中。一塊鈦板泡于海水中5 5年后取出仍是光亮閃閃，毫不生年后取出仍是光亮閃閃，毫不生銹。銹。 固態(tài)下有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，固態(tài)下有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，882.5發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 -Ti a a-Ti, 由體心立方由體心立方 -Ti轉(zhuǎn)變?yōu)槊芘帕睫D(zhuǎn)變?yōu)槊芘帕絘 a-Ti.在在550高溫上，高溫上，鈦能跟許多元素發(fā)生反應(yīng)，高溫性差。鈦能跟許多元素發(fā)生反應(yīng)，高溫性差。鈦還可與其他元素（如鋁、釩）組成各種具鈦還可與其他元素（如

48、鋁、釩）組成各種具有特殊性能的有特殊性能的鈦合金鈦合金?？梢蕴岣咂鋸?qiáng)度?？梢蕴岣咂鋸?qiáng)度。其中以其中以AlAl的作用最為顯著，類(lèi)似于的作用最為顯著，類(lèi)似于C C在鋼中在鋼中的作用。的作用。 二、鈦合金二、鈦合金 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a a型鈦合金、型鈦合金、 型鈦合金型鈦合金和和a a+ 型鈦合金三類(lèi)，它型鈦合金三類(lèi)，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 。

49、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 1、a a型鈦合金型鈦合金 主加元素為鋁，還有錫、主加元素為鋁，還有錫、硼等。硼等。 組織為單相組織為單相a a固溶體固溶體.不能不能熱處理強(qiáng)化，通常在退火熱處理強(qiáng)化，通常在退火狀態(tài)下使用。狀態(tài)下使用。 強(qiáng)度低于另兩類(lèi)鈦合金，強(qiáng)度低于另兩類(lèi)鈦合金，但高溫強(qiáng)度、低溫韌性及但高溫強(qiáng)度、低溫韌性及耐蝕性?xún)?yōu)越，焊接性好耐蝕性?xún)?yōu)越，焊接性好. 鈦合金氫鈦合金氫泵誘導(dǎo)輪泵誘導(dǎo)輪鈦合金氫泵殼體鈦合金氫泵殼體 常用牌號(hào)常用牌號(hào)有有TA5、TA7等等 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)

50、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a a-Ti合金組織合金組織 2、 型鈦合金型鈦合金 加入穩(wěn)定加入穩(wěn)定 相相的合金元的合金元素鉬、鉻、釩、鋁等。素鉬、鉻、釩、鋁等。 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a a相粒子。相粒子。 這類(lèi)合金強(qiáng)度高，但冶這類(lèi)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

51、金管應(yīng)用 型鈦合金型鈦合金有有TB2、TB3、TB4三個(gè)牌號(hào)。三個(gè)牌號(hào)。 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(pán)等軸、彈簧、輪盤(pán)等。鈦合金棒鈦合金棒鈦合金眼鏡架鈦合金眼鏡架鈦鈦離心泵離心泵 3、a a+ 型鈦合金型鈦合金 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。 可進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，強(qiáng)度高，塑性好，具有良好的可進(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。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 a a+ 型鈦合金兼有型鈦合金兼有a a和和

52、兩類(lèi)合金兩類(lèi)合金優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)，共有九個(gè)牌號(hào)，其中以共有九個(gè)牌號(hào)，其中以TC4應(yīng)用最廣、用量最大，其經(jīng)應(yīng)用最廣、用量最大，其經(jīng)過(guò)淬火加時(shí)效處理后，組織為過(guò)淬火加時(shí)效處理后，組織為a a+ +時(shí)效析出的時(shí)效析出的針狀針狀a a。+鈦合金組織鈦合金組織+鈦合金組織（電鏡）鈦合金組織（電鏡） a a+ 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)葉片第四節(jié)第四節(jié) 軸承合金軸承合金 制造

53、滑動(dòng)軸承的軸瓦及其內(nèi)襯的耐磨合金稱(chēng)為軸承制造滑動(dòng)軸承的軸瓦及其內(nèi)襯的耐磨合金稱(chēng)為軸承合金。合金。滑動(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)。 一、組織性能要求一、組織性能要求 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。軸頸施加的交變載荷和沖擊力。 對(duì)軸承合金的性能要求：對(duì)軸承合金的性能要求： 足夠的強(qiáng)韌性，足夠的強(qiáng)韌性，以承受軸頸施加的交變沖擊載荷以承受軸頸施加的交變沖擊載荷. 較小的熱膨脹系數(shù)較小的熱膨脹系數(shù)，良好的導(dǎo)熱性和