工程材料第八章有色金屬及其合金

1、 C：COMPUTERC：COMMUNICATIONC：CONSUMER ELECTRONICS PRODUCTS 鈦和鈦合金鈦和鈦合金被認(rèn)為是被認(rèn)為是2121世紀(jì)的重要材料，它具有很世紀(jì)的重要材料，它具有很多優(yōu)良的性能，如熔點(diǎn)高、多優(yōu)良的性能，如熔點(diǎn)高、密度小、可塑性好、易于加密度小、可塑性好、易于加工、機(jī)械性能好等。尤其是工、機(jī)械性能好等。尤其是抗腐蝕性能非常好，即使把抗腐蝕性能非常好，即使把它們放在海水中數(shù)年，取出它們放在海水中數(shù)年，取出后仍光亮如新，其抗腐蝕性后仍光亮如新，其抗腐蝕性能遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼，因此被廣能遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼，因此被廣泛泛用于火箭、導(dǎo)彈、航天飛用于火箭、導(dǎo)彈、航天飛機(jī)船舶、

2、化工和通訊設(shè)備等機(jī)船舶、化工和通訊設(shè)備等鈦金屬腕表鈦金屬腕表 鈦合金與人體有很好的鈦合金與人體有很好的“相容性相容性”，因此可用來(lái)制造，因此可用來(lái)制造人造人造骨骨 鈦合金眼鏡鈦合金眼鏡具有記憶功能的眼鏡框架具有記憶功能的眼鏡框架鈦合金外殼的電腦鈦合金外殼的電腦 鈦及鈦合金具有許多優(yōu)點(diǎn)。鈦及鈦合金具有許多優(yōu)點(diǎn)。 首先是其比強(qiáng)度高于其它合金；首先是其比強(qiáng)度高于其它合金； 其次是具有較高的抗蝕性，特別是在海水和含氨介質(zhì)中，抗其次是具有較高的抗蝕性，特別是在海水和含氨介質(zhì)中，抗蝕性尤其突出。蝕性尤其突出。 另外，鈦及鈦合金的耐熱性也比鋁合金和鎂合金高，目前實(shí)另外，鈦及鈦合金的耐熱性也比鋁合金和鎂合金高

3、，目前實(shí)際應(yīng)用的熱強(qiáng)鈦合金工作溫度可達(dá)際應(yīng)用的熱強(qiáng)鈦合金工作溫度可達(dá)400500。 從從20世紀(jì)世紀(jì)50年代開(kāi)始，在較短的時(shí)間內(nèi)，鈦工業(yè)獲得了迅速年代開(kāi)始，在較短的時(shí)間內(nèi)，鈦工業(yè)獲得了迅速發(fā)展。尤其在航空航天工業(yè)中，應(yīng)用范圍及數(shù)量日益增長(zhǎng)，發(fā)展。尤其在航空航天工業(yè)中，應(yīng)用范圍及數(shù)量日益增長(zhǎng)，并正在迅速取代某些鋁合金、鎂合金及鋼等制造各種構(gòu)件。并正在迅速取代某些鋁合金、鎂合金及鋼等制造各種構(gòu)件。此外，鈦及鈦合金在機(jī)械工程、生物醫(yī)學(xué)、海洋工程、化工、此外，鈦及鈦合金在機(jī)械工程、生物醫(yī)學(xué)、海洋工程、化工、冶金、建材及一般民用工業(yè)中的應(yīng)用也有逐年增長(zhǎng)之勢(shì)。冶金、建材及一般民用工業(yè)中的應(yīng)用也有逐年增長(zhǎng)之

4、勢(shì)。 鈦在地殼中的儲(chǔ)量?jī)H次于鋁、鐵、鎂而居第四位鈦在地殼中的儲(chǔ)量?jī)H次于鋁、鐵、鎂而居第四位。在我國(guó)，鈦的資源十分豐富，雖然開(kāi)展鈦及鈦合金的研究與應(yīng)用工作起在我國(guó)，鈦的資源十分豐富，雖然開(kāi)展鈦及鈦合金的研究與應(yīng)用工作起步較晚，但已取得了可觀的進(jìn)步。預(yù)計(jì)到步較晚，但已取得了可觀的進(jìn)步。預(yù)計(jì)到2010年，供國(guó)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)用的年，供國(guó)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)用的海綿鈦產(chǎn)量可居世界前列。海綿鈦產(chǎn)量可居世界前列。 我國(guó)在航空工業(yè)中應(yīng)用鈦合金始于我國(guó)在航空工業(yè)中應(yīng)用鈦合金始于20世紀(jì)世紀(jì)60年代初期。目前鈦及鈦合年代初期。目前鈦及鈦合金已廣泛應(yīng)用或準(zhǔn)備應(yīng)用于制造飛機(jī)上的隔熱罩、整流罩、導(dǎo)風(fēng)罩、蒙金已廣泛應(yīng)用或準(zhǔn)備應(yīng)用于制造

5、飛機(jī)上的隔熱罩、整流罩、導(dǎo)風(fēng)罩、蒙皮、框類、支臂構(gòu)件及發(fā)動(dòng)機(jī)中的壓氣機(jī)盤、葉片及機(jī)匣等。皮、框類、支臂構(gòu)件及發(fā)動(dòng)機(jī)中的壓氣機(jī)盤、葉片及機(jī)匣等。 鈦的化學(xué)性十分活潑，熔點(diǎn)高，冶煉制取工藝復(fù)雜且價(jià)格昂貴，這使鈦的化學(xué)性十分活潑，熔點(diǎn)高，冶煉制取工藝復(fù)雜且價(jià)格昂貴，這使得鈦及鈦合金的發(fā)展與應(yīng)用受到了一定限制。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，得鈦及鈦合金的發(fā)展與應(yīng)用受到了一定限制。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，這些問(wèn)題正在不斷被解決，鈦及鈦合金由于其所具有的優(yōu)異特性，必將這些問(wèn)題正在不斷被解決，鈦及鈦合金由于其所具有的優(yōu)異特性，必將發(fā)展成為能夠得到普遍應(yīng)用的重要結(jié)構(gòu)材料。發(fā)展成為能夠得到普遍應(yīng)用的重要結(jié)構(gòu)材料。 鈦

6、在地殼中的儲(chǔ)量?jī)H次于鋁、鐵、鎂而居第四位鈦在地殼中的儲(chǔ)量?jī)H次于鋁、鐵、鎂而居第四位。在我國(guó)，鈦的資源十分豐富，雖然開(kāi)展鈦及鈦合金的研究與應(yīng)用工作起在我國(guó)，鈦的資源十分豐富，雖然開(kāi)展鈦及鈦合金的研究與應(yīng)用工作起步較晚，但已取得了可觀的進(jìn)步。預(yù)計(jì)到步較晚，但已取得了可觀的進(jìn)步。預(yù)計(jì)到2010年，供國(guó)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)用的年，供國(guó)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)用的海綿鈦產(chǎn)量可居世界前列。海綿鈦產(chǎn)量可居世界前列。 我國(guó)在航空工業(yè)中應(yīng)用鈦合金始于我國(guó)在航空工業(yè)中應(yīng)用鈦合金始于20世紀(jì)世紀(jì)60年代初期。目前鈦及鈦合年代初期。目前鈦及鈦合金已廣泛應(yīng)用或準(zhǔn)備應(yīng)用于制造飛機(jī)上的隔熱罩、整流罩、導(dǎo)風(fēng)罩、蒙金已廣泛應(yīng)用或準(zhǔn)備應(yīng)用于制造飛機(jī)上的

7、隔熱罩、整流罩、導(dǎo)風(fēng)罩、蒙皮、框類、支臂構(gòu)件及發(fā)動(dòng)機(jī)中的壓氣機(jī)盤、葉片及機(jī)匣等。皮、框類、支臂構(gòu)件及發(fā)動(dòng)機(jī)中的壓氣機(jī)盤、葉片及機(jī)匣等。 鈦的化學(xué)性十分活潑，熔點(diǎn)高，冶煉制取工藝復(fù)雜且價(jià)格昂貴，這使鈦的化學(xué)性十分活潑，熔點(diǎn)高，冶煉制取工藝復(fù)雜且價(jià)格昂貴，這使得鈦及鈦合金的發(fā)展與應(yīng)用受到了一定限制。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，得鈦及鈦合金的發(fā)展與應(yīng)用受到了一定限制。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，這些問(wèn)題正在不斷被解決，鈦及鈦合金由于其所具有的優(yōu)異特性，必將這些問(wèn)題正在不斷被解決，鈦及鈦合金由于其所具有的優(yōu)異特性，必將發(fā)展成為能夠得到普遍應(yīng)用的重要結(jié)構(gòu)材料。發(fā)展成為能夠得到普遍應(yīng)用的重要結(jié)構(gòu)材料。 按在晶格中

8、存在形式區(qū)分，雜質(zhì)元素與鈦可形成間隙式或置按在晶格中存在形式區(qū)分，雜質(zhì)元素與鈦可形成間隙式或置換式兩種固溶體，雜質(zhì)含量較多時(shí)，也會(huì)形成脆性化合物。換式兩種固溶體，雜質(zhì)含量較多時(shí)，也會(huì)形成脆性化合物。 形成間隙固溶體的形成間隙固溶體的雜質(zhì)主要有氧、氮、氫及碳雜質(zhì)主要有氧、氮、氫及碳等，這些雜等，這些雜質(zhì)可造成嚴(yán)重的晶格畸變，強(qiáng)烈阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，提高硬度。質(zhì)可造成嚴(yán)重的晶格畸變，強(qiáng)烈阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，提高硬度。另外，另外，氫的擴(kuò)散能力較強(qiáng)，應(yīng)變時(shí)效現(xiàn)象比較明顯氫的擴(kuò)散能力較強(qiáng)，應(yīng)變時(shí)效現(xiàn)象比較明顯，而且容，而且容易以易以TiH化合物形式析出，引起氫脆，嚴(yán)重?fù)p害鈦的韌性?；衔镄问轿龀?，引起氫脆，嚴(yán)重?fù)p害

9、鈦的韌性。因此，間隙式雜質(zhì)對(duì)鈦的塑性危害很大。因此，間隙式雜質(zhì)對(duì)鈦的塑性危害很大。 其合金化特點(diǎn)主要是加入了較多的其合金化特點(diǎn)主要是加入了較多的穩(wěn)定元素，通穩(wěn)定元素，通過(guò)水冷或空冷得到幾乎全部的等軸亞穩(wěn)過(guò)水冷或空冷得到幾乎全部的等軸亞穩(wěn)相組織相組織(穩(wěn)穩(wěn)定定合金則得到全部穩(wěn)定合金則得到全部穩(wěn)定相相)。 亞穩(wěn)亞穩(wěn)相通過(guò)時(shí)效處理，可分解為彌散分布的相通過(guò)時(shí)效處理，可分解為彌散分布的a、穩(wěn)、穩(wěn)定定或其它第二相，使合金強(qiáng)度有大幅度提高。在或其它第二相，使合金強(qiáng)度有大幅度提高。在所有類型的鈦合金中，所有類型的鈦合金中，這類合金的室溫強(qiáng)度最高這類合金的室溫強(qiáng)度最高。 具有面心立方晶格，具有面心立方晶格，無(wú)

10、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變無(wú)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。 密度密度2.72，約為鐵的三分之一，鋁合金，約為鐵的三分之一，鋁合金 密度一般為密度一般為2.52.88之間。之間。 具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，僅次于銀、銅、金。具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，僅次于銀、銅、金。 在大氣中具有優(yōu)良的抗腐蝕性（與氧親和力大，在大氣中具有優(yōu)良的抗腐蝕性（與氧親和力大， 能形成一層致密的氧化膜）。能形成一層致密的氧化膜）。 具有高塑性、較低的強(qiáng)度具有高塑性、較低的強(qiáng)度 ： L04 99.996% =45%；b=50MN/m2 與鋼鐵相比，鋁合金具有較高的比強(qiáng)與鋼鐵相比，鋁合金具有較高的比強(qiáng)度、比剛度，較低的密度。度、比剛度，較低的密度。機(jī)械性能對(duì)

11、比機(jī)械性能對(duì)比 低碳鋼低碳鋼 低合金鋼低合金鋼 高合金鋼高合金鋼 鑄鐵鑄鐵 鋁合金鋁合金相對(duì)密度相對(duì)密度 1.0 1.0 1.0 0.92 0.351.0 1.0 1.0 0.92 0.35相對(duì)比相對(duì)比 1.0 1.6 2.5 0.60 1.81.0 1.6 2.5 0.60 1.8強(qiáng)度極限強(qiáng)度極限相對(duì)比相對(duì)比 1.0 1.7 4.2 0.70 2.91.0 1.7 4.2 0.70 2.94.34.3屈服極限屈服極限相對(duì)比相對(duì)比 1.0 1.0 1.0 0.51 8.51.0 1.0 1.0 0.51 8.5剛度剛度三、鋁合金的分類三、鋁合金的分類 根據(jù)合金元素的含量和加工工藝性能根據(jù)合金元

12、素的含量和加工工藝性能 特點(diǎn)，把鋁合金分為：特點(diǎn)，把鋁合金分為： 加工變形鋁合金加工變形鋁合金 鑄造鋁合金鑄造鋁合金鋁合金鋁合金的分類的分類形變鋁合金形變鋁合金鑄造鋁合金鑄造鋁合金不能熱處理不能熱處理強(qiáng)化鋁合金強(qiáng)化鋁合金 能熱處理能熱處理強(qiáng)化鋁合金強(qiáng)化鋁合金2134AlDABC1變形鋁合金變形鋁合金 2鑄造鋁合金鑄造鋁合金 33不能熱處理強(qiáng)化的鋁合金不能熱處理強(qiáng)化的鋁合金4能熱處理強(qiáng)化的鋁合金能熱處理強(qiáng)化的鋁合金1、變形鋁合金、變形鋁合金 這類鋁合金要經(jīng)冷、熱加工成各種型材，這類鋁合金要經(jīng)冷、熱加工成各種型材，因此要求具有良好的冷熱加工工藝性能，組因此要求具有良好的冷熱加工工藝性能，組織中不允

13、許有過(guò)多的織中不允許有過(guò)多的脆性第二相脆性第二相。所以變形。所以變形鋁合金中合金元素的含量比較低，一般不超鋁合金中合金元素的含量比較低，一般不超過(guò)過(guò)B點(diǎn)成分。點(diǎn)成分。合金元素總量合金元素總量5%。 可熱處理強(qiáng)化的鋁合金，合金元素含量可熱處理強(qiáng)化的鋁合金，合金元素含量 位于位于B、D之間，可通過(guò)熱處理顯著提之間，可通過(guò)熱處理顯著提 高機(jī)械性能。高機(jī)械性能。 包括包括硬鋁合金硬鋁合金、超硬鋁合金超硬鋁合金及及鍛鋁合金鍛鋁合金。2、鑄造鋁合金、鑄造鋁合金 一般而言，具有共晶成分的合金具有優(yōu)一般而言，具有共晶成分的合金具有優(yōu)良的鑄造性能。鑄造鋁合金為了保證足夠的良的鑄造性能。鑄造鋁合金為了保證足夠的機(jī)

14、械性能，并不完全都是共晶成分，只是合機(jī)械性能，并不完全都是共晶成分，只是合金元素含量較高，在金元素含量較高，在825% 。四、鋁合金的強(qiáng)化機(jī)理四、鋁合金的強(qiáng)化機(jī)理 合金元素加入純鋁中，形成合金元素加入純鋁中，形成鋁基固溶體鋁基固溶體，起固溶強(qiáng)化作用，使其強(qiáng)度提高。鋁的合金起固溶強(qiáng)化作用，使其強(qiáng)度提高。鋁的合金化一般都形成有限固溶體，且都具有較大的化一般都形成有限固溶體，且都具有較大的極限溶解度。極限溶解度。冷變形（加工硬化）冷變形（加工硬化）3、固溶固溶+時(shí)效強(qiáng)化時(shí)效強(qiáng)化 鋁合金的熱處理強(qiáng)化，主要是由于合金元鋁合金的熱處理強(qiáng)化，主要是由于合金元素在鋁中有較大固溶度且隨溫度降低而急劇減素在鋁中有

15、較大固溶度且隨溫度降低而急劇減小，故鋁合金經(jīng)加熱到一定溫度淬火后，可以小，故鋁合金經(jīng)加熱到一定溫度淬火后，可以得到過(guò)飽和的鋁基固溶體，這種過(guò)飽和的鋁基得到過(guò)飽和的鋁基固溶體，這種過(guò)飽和的鋁基固溶體放置在室溫或加熱到某一溫度時(shí)，其強(qiáng)固溶體放置在室溫或加熱到某一溫度時(shí)，其強(qiáng)度、硬度隨時(shí)間的延長(zhǎng)而提高，塑性、韌性則度、硬度隨時(shí)間的延長(zhǎng)而提高，塑性、韌性則降低，這一過(guò)程稱為降低，這一過(guò)程稱為時(shí)效時(shí)效（時(shí)效強(qiáng)化）。（時(shí)效強(qiáng)化）。淬火淬火加加時(shí)效處理時(shí)效處理是鋁合金強(qiáng)化的重要手段。是鋁合金強(qiáng)化的重要手段。4、過(guò)剩相強(qiáng)化過(guò)剩相強(qiáng)化 當(dāng)鋁中加入的合金元素超過(guò)其極限溶解度時(shí)，當(dāng)鋁中加入的合金元素超過(guò)其極限溶解度

16、時(shí)，固溶處理固溶處理加熱時(shí)便有一部分不能溶入固溶加熱時(shí)便有一部分不能溶入固溶體的第二相出現(xiàn)，成為體的第二相出現(xiàn)，成為過(guò)剩相過(guò)剩相。 這類過(guò)剩相多為這類過(guò)剩相多為硬而脆硬而脆的金屬間化合物，起的金屬間化合物，起阻礙滑移和位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的作用，使鋁合金強(qiáng)度、硬阻礙滑移和位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的作用，使鋁合金強(qiáng)度、硬度提高，但塑、韌性下降，過(guò)剩相過(guò)多時(shí)，合金度提高，但塑、韌性下降，過(guò)剩相過(guò)多時(shí)，合金變脆，強(qiáng)度急劇下降。變脆，強(qiáng)度急劇下降。 對(duì)于鑄造鋁合金，過(guò)剩相強(qiáng)化是主要手段對(duì)于鑄造鋁合金，過(guò)剩相強(qiáng)化是主要手段。5、細(xì)化晶粒強(qiáng)化細(xì)化晶粒強(qiáng)化 在鋁合金中在鋁合金中添加微量合金元素添加微量合金元素細(xì)化組織細(xì)化組織是提高機(jī)械

17、性能的另一種重要手段。細(xì)化組是提高機(jī)械性能的另一種重要手段。細(xì)化組織包括織包括細(xì)化鋁合金固溶體基體細(xì)化鋁合金固溶體基體和和過(guò)剩相組織過(guò)剩相組織。 鑄造鋁合金常加入微量變質(zhì)劑，進(jìn)行鑄造鋁合金常加入微量變質(zhì)劑，進(jìn)行變變質(zhì)處理質(zhì)處理。 常用變質(zhì)劑：常用變質(zhì)劑：2/3 NaF +1/3 NaCl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固溶體中溶質(zhì)的溶解度必須隨溫度的降低而顯著降低。低而顯著降低。 鋁合金時(shí)效過(guò)程是過(guò)飽和固溶體分解的鋁合金時(shí)效過(guò)程是過(guò)飽和固溶體分解的過(guò)程，包括四個(gè)階段：過(guò)程，包括四個(gè)階段：第一階段

18、：形成溶質(zhì)原子第一階段：形成溶質(zhì)原子Cu的富集區(qū)（的富集區(qū)（Cu原子原子 在固溶體在固溶體100晶面上偏聚）晶面上偏聚）- GpI 區(qū)，隨著區(qū)，隨著GpI區(qū)的形成，將引起固區(qū)的形成，將引起固 溶體溶體嚴(yán)重畸變，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受到阻嚴(yán)重畸變，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受到阻 礙。礙。第二階段：第二階段： 隨著時(shí)間的延續(xù)，溶質(zhì)原子繼續(xù)向隨著時(shí)間的延續(xù)，溶質(zhì)原子繼續(xù)向GpI區(qū)區(qū) 擴(kuò)散富集，并有序化而形成擴(kuò)散富集，并有序化而形成GpI I區(qū)。區(qū)。 GpI I的化學(xué)成分接近于的化學(xué)成分接近于CuAl2，具有正方，具有正方 晶格（以晶格（以”表示），隨著表示），隨著GpI I區(qū)形成，區(qū)形成， 將引起固溶體更嚴(yán)重的畸變，使位錯(cuò)

19、運(yùn)動(dòng)將引起固溶體更嚴(yán)重的畸變，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng) 受到更大阻礙。受到更大阻礙。第三階段：第三階段： 溶質(zhì)原子溶質(zhì)原子Cu繼續(xù)富集，第二階段形成的繼續(xù)富集，第二階段形成的 ”相逐漸達(dá)到相逐漸達(dá)到CuAl2的成分，并部分地的成分，并部分地 與母相與母相固溶體的晶格脫離，形成一種固溶體的晶格脫離，形成一種 過(guò)渡相過(guò)渡相，隨著，隨著 的形成，固溶體的的形成，固溶體的 晶格畸變程度減輕，合金趨于軟化。晶格畸變程度減輕，合金趨于軟化。第四階段：第四階段： 穩(wěn)定的穩(wěn)定的相相- CuAl2形成，并與母相形成，并與母相固溶體固溶體 完全脫離聯(lián)系，使完全脫離聯(lián)系，使固溶體的晶格畸變大為固溶體的晶格畸變大為 減輕，時(shí)效產(chǎn)生

20、的強(qiáng)化效果顯著減弱，合金減輕，時(shí)效產(chǎn)生的強(qiáng)化效果顯著減弱，合金 軟化，這種現(xiàn)象稱為軟化，這種現(xiàn)象稱為“過(guò)時(shí)效過(guò)時(shí)效”。 一般一般自然時(shí)效自然時(shí)效只出現(xiàn)第一、第二階段，只出現(xiàn)第一、第二階段，后兩階段由于原子擴(kuò)散能力不足不出現(xiàn)。溫后兩階段由于原子擴(kuò)散能力不足不出現(xiàn)。溫度較高的度較高的人工時(shí)效人工時(shí)效，則主要是第三、第四階則主要是第三、第四階段，因?yàn)闇囟容^高，原子擴(kuò)散能力很大，第段，因?yàn)闇囟容^高，原子擴(kuò)散能力很大，第一、二階段來(lái)不及出現(xiàn)即進(jìn)入后二階段。一、二階段來(lái)不及出現(xiàn)即進(jìn)入后二階段。六、鋁合金的表示方法六、鋁合金的表示方法ZL * * 表示合金順序號(hào)表示合金順序號(hào) 表示合金系列表示合金系列 1-

21、Si 2-Cu 3-Mg 4-Zn鑄造鋁合金鑄造鋁合金如：如： ZL102 表示第表示第2號(hào)鋁硅鑄造合金號(hào)鋁硅鑄造合金 ZL405 表示第表示第5號(hào)鋁鋅鑄造合金號(hào)鋁鋅鑄造合金七、常用變形鋁合金七、常用變形鋁合金1、防銹鋁合金、防銹鋁合金 包括包括鋁鎂系鋁鎂系、鋁錳系鋁錳系、工業(yè)純鋁工業(yè)純鋁，這，這 類合金不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，機(jī)械性能比類合金不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，機(jī)械性能比 較低，為了提高其強(qiáng)度，可采用冷加工方較低，為了提高其強(qiáng)度，可采用冷加工方 法使其強(qiáng)化（加工硬化）。法使其強(qiáng)化（加工硬化）。a、 鋁鎂系防銹鋁鋁鎂系防銹鋁 LF2、LF3、LF5、LF6 主合金元素是主合金元素是Mg，此外還加入

22、少量，此外還加入少量Mn、Ti，隨著，隨著 Mg 含量的增多，合金的強(qiáng)度、塑性含量的增多，合金的強(qiáng)度、塑性也相應(yīng)提高。當(dāng)也相應(yīng)提高。當(dāng)Mg含量超過(guò)含量超過(guò)5%時(shí)，合金的抗時(shí)，合金的抗應(yīng)力腐蝕性能降低。當(dāng)應(yīng)力腐蝕性能降低。當(dāng)Mg含量超過(guò)含量超過(guò)7%時(shí)，塑時(shí)，塑性降低。性降低。 加入少量的加入少量的Mn，不僅能改善合金的抗腐，不僅能改善合金的抗腐蝕性，還能提高合金的強(qiáng)度，少量的鈦、釩蝕性，還能提高合金的強(qiáng)度，少量的鈦、釩起細(xì)化組織的作用。起細(xì)化組織的作用。b、 鋁錳系鋁錳系LF21 Mn 是該合金的主要元素，是該合金的主要元素，1.01.6%含量含量 具有較高的強(qiáng)度、塑性、抗蝕性；合金中加入具有較

23、高的強(qiáng)度、塑性、抗蝕性；合金中加入 少量的鈦，少量的鈦，0.4%Fe細(xì)化組織。細(xì)化組織。 防銹鋁合金主要是防銹鋁合金主要是AlMn系和系和AlMg系合金。系合金。錳和鎂的主要作用是提高抗蝕能力和塑性，并起錳和鎂的主要作用是提高抗蝕能力和塑性，并起固溶強(qiáng)化作用。固溶強(qiáng)化作用。 防銹鋁合金鍛造退火后為單相固溶體組織，抗蝕防銹鋁合金鍛造退火后為單相固溶體組織，抗蝕性好，塑性高，易于變形加工，焊接性能好，但性好，塑性高，易于變形加工，焊接性能好，但切削性能差。切削性能差。 這類合金不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，常利用加工硬化這類合金不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，常利用加工硬化來(lái)提高其強(qiáng)度來(lái)提高其強(qiáng)度。 常用的常用的AlM

24、n系合金為系合金為3A21(LF21)，其抗蝕，其抗蝕性和強(qiáng)度高于純鋁，用于制造油罐、油箱、管道、性和強(qiáng)度高于純鋁，用于制造油罐、油箱、管道、鉚釘?shù)刃枰獜澢?、沖壓加工的零件。鉚釘?shù)刃枰獜澢?、沖壓加工的零件。 常用的常用的AlMg系合金如系合金如5A05(LF5)，其密度，其密度比純鋁小，強(qiáng)度比比純鋁小，強(qiáng)度比AlMn合金高，在航空工業(yè)中合金高，在航空工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，如制造管道、容器、鉚釘及承受得到廣泛應(yīng)用，如制造管道、容器、鉚釘及承受中等載荷的零件。中等載荷的零件。2、硬鋁合金、硬鋁合金LY1、LY2、LY3、4、6、8、10、11、12、 Al-Cu-Mg系，它有強(qiáng)烈的時(shí)效強(qiáng)化作用，經(jīng)系

25、，它有強(qiáng)烈的時(shí)效強(qiáng)化作用，經(jīng)時(shí)效處理后具有很高的硬度、強(qiáng)度，同時(shí)具有優(yōu)時(shí)效處理后具有很高的硬度、強(qiáng)度，同時(shí)具有優(yōu)良的加工工藝性能。良的加工工藝性能。含含Cu、Mg量低的硬鋁合金，量低的硬鋁合金，強(qiáng)度低而塑性高，強(qiáng)度低而塑性高，Cu、Mg量高則強(qiáng)度高、塑性低。量高則強(qiáng)度高、塑性低。 硬鋁合金的抗蝕性比防銹鋁硬鋁合金的抗蝕性比防銹鋁 硬鋁合金淬火硬鋁合金淬火+ +人工時(shí)效人工時(shí)效，有晶間腐蝕傾有晶間腐蝕傾 向向，故多采用淬火故多采用淬火+ +自然時(shí)效自然時(shí)效。 硬鋁合金主要是硬鋁合金主要是A1一一CuMg系合金系合金，并含有少量錳。，并含有少量錳。這類合金這類合金可進(jìn)行時(shí)效強(qiáng)化，也可進(jìn)行形變強(qiáng)化可

26、進(jìn)行時(shí)效強(qiáng)化，也可進(jìn)行形變強(qiáng)化。合金中。合金中銅和鎂的作用是形成強(qiáng)化相銅和鎂的作用是形成強(qiáng)化相CuAl2(相相)和和CuMg Al2 (S相相)，產(chǎn)生時(shí)效硬化；錳的作用是提高抗蝕性，并起一定的固產(chǎn)生時(shí)效硬化；錳的作用是提高抗蝕性，并起一定的固溶強(qiáng)化作用；少量的鈦或硼可細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度。溶強(qiáng)化作用；少量的鈦或硼可細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度。 硬鋁合金的抗蝕性比防銹鋁差得多硬鋁合金的抗蝕性比防銹鋁差得多，并存在著晶間腐蝕，并存在著晶間腐蝕的傾向的傾向(由晶界附近貧銅，使電極電位下降引起由晶界附近貧銅，使電極電位下降引起)。為改善。為改善抗蝕性能，硬鋁板材在壓延過(guò)程中，兩面常用純鋁包覆?？刮g性能，硬鋁板材

27、在壓延過(guò)程中，兩面常用純鋁包覆。純鋁電極電位低于基體，故起陽(yáng)極保護(hù)作用。但包覆純純鋁電極電位低于基體，故起陽(yáng)極保護(hù)作用。但包覆純鋁的硬鋁合金經(jīng)熱處理后強(qiáng)度下降。鋁的硬鋁合金經(jīng)熱處理后強(qiáng)度下降。 低強(qiáng)硬鋁低強(qiáng)硬鋁，又稱鉚釘硬鋁，如，又稱鉚釘硬鋁，如2A01(LYl)、2A10(LYl0)等。這類硬鋁等。這類硬鋁的合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，的合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，Mg和和Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比值小，的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比值小，S相質(zhì)量分相質(zhì)量分?jǐn)?shù)小，因而強(qiáng)度較低，塑性較高。主要用于制作鉚釘。數(shù)小，因而強(qiáng)度較低，塑性較高。主要用于制作鉚釘。中強(qiáng)硬鋁中強(qiáng)硬鋁，又稱標(biāo)準(zhǔn)硬鋁，如，又稱標(biāo)準(zhǔn)硬鋁，如2Al1(LY11)

28、等。這類硬鋁的合金元素的等。這類硬鋁的合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高， Mg和和Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比值較大，提高了的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比值較大，提高了S相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，因而合金的強(qiáng)度較高、塑性較好?？捎糜谥圃旌娇章菪龢~片和中等強(qiáng)因而合金的強(qiáng)度較高、塑性較好?？捎糜谥圃旌娇章菪龢~片和中等強(qiáng)度的緊固件等。度的緊固件等。高強(qiáng)硬鋁高強(qiáng)硬鋁，如，如2A12(LY12)等。這類硬鋁的合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，等。這類硬鋁的合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，Mg和和Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比值大，因而是硬鋁中強(qiáng)度最高的合金，且具有的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比值大，因而是硬鋁中強(qiáng)度最高的合金，且具有良好的耐熱性。主要用于制造飛機(jī)的蒙皮

29、、壁板、隔框、翼肋、長(zhǎng)桁等。良好的耐熱性。主要用于制造飛機(jī)的蒙皮、壁板、隔框、翼肋、長(zhǎng)桁等。超硬鋁合金超硬鋁合金 是時(shí)效后強(qiáng)度最高的一種鋁合金。是時(shí)效后強(qiáng)度最高的一種鋁合金。 強(qiáng)度達(dá)強(qiáng)度達(dá)500700MN/m2，主合金元素是，主合金元素是Zn、Mn、 Cu，同時(shí)加入，同時(shí)加入少量的少量的Mg、Cr、Ti。熱處理特點(diǎn)：熱處理特點(diǎn)：淬火淬火+人工時(shí)效人工時(shí)效 因?yàn)樽匀粫r(shí)效時(shí)間太長(zhǎng)因?yàn)樽匀粫r(shí)效時(shí)間太長(zhǎng)5060天，且天，且自然時(shí)效自然時(shí)效有較大的有較大的應(yīng)力腐蝕傾向。應(yīng)力腐蝕傾向。超硬鋁合金為超硬鋁合金為AlZnMgCu系合金，并含有少系合金，并含有少量鉻和錳。其強(qiáng)化相除量鉻和錳。其強(qiáng)化相除相和相和S

30、相外，還有相外，還有MgZn2(相相)和和A12Mg3Zn3(T相相)等。等。時(shí)效強(qiáng)化效果超過(guò)硬鋁合金，是時(shí)效后強(qiáng)度最高的時(shí)效強(qiáng)化效果超過(guò)硬鋁合金，是時(shí)效后強(qiáng)度最高的一種鋁合金。一種鋁合金。超硬鋁合金的熱態(tài)塑性和焊接性能好，固溶加熱溫度范圍寬超硬鋁合金的熱態(tài)塑性和焊接性能好，固溶加熱溫度范圍寬(350500)，但抗蝕性差，但抗蝕性差(可通過(guò)包覆純鋁解決可通過(guò)包覆純鋁解決)。常用合金有。常用合金有7A04(LC4)、7A09(LC9)等，主要用于工作溫度較低、受力較大的結(jié)構(gòu)件，如飛機(jī)的等，主要用于工作溫度較低、受力較大的結(jié)構(gòu)件，如飛機(jī)的大梁、起落架等。大梁、起落架等。Al-Mg-Si-Cu系合金

31、具有優(yōu)良的鍛造工藝性能。系合金具有優(yōu)良的鍛造工藝性能。熱處理特點(diǎn)：自然時(shí)效很難達(dá)到最大的強(qiáng)化熱處理特點(diǎn)：自然時(shí)效很難達(dá)到最大的強(qiáng)化 效果，必須采用人工時(shí)效。效果，必須采用人工時(shí)效。4 4、鍛鋁合金、鍛鋁合金 LD2、LD5、LD6、LD10八、常用鑄造鋁合金八、常用鑄造鋁合金1、 Al-Si 系鑄造鋁合金（硅鋁明）系鑄造鋁合金（硅鋁明）a、簡(jiǎn)單硅鋁明簡(jiǎn)單硅鋁明 含含1113% Si，鑄造后幾乎全部得到，鑄造后幾乎全部得到 共晶組織，因而流動(dòng)性很好，鑄造發(fā)生熱共晶組織，因而流動(dòng)性很好，鑄造發(fā)生熱 裂的傾向小，但鑄件致密度不高?？刹捎昧训膬A向小，但鑄件致密度不高?？刹捎?壓鑄壓鑄，增加致密度。，增

32、加致密度。b、特殊硅鋁明特殊硅鋁明 為了增加鋁合金強(qiáng)度，向合金加入能為了增加鋁合金強(qiáng)度，向合金加入能 形成強(qiáng)化相形成強(qiáng)化相 CuAl2（相），相），Mg2Si（相），相）， Al2CuMg（S相）的合金元素相）的合金元素 Cu、Mg。2、Al-Cu系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金 合金中含有少量共晶組織，故鑄造性合金中含有少量共晶組織，故鑄造性 能不好，抗蝕性及強(qiáng)度也低于硅鋁明，應(yīng)能不好，抗蝕性及強(qiáng)度也低于硅鋁明，應(yīng) 用較少。用較少。 如：如：ZL203 ZL2013、Al-Mg系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金 ZL301 ZL302 優(yōu)點(diǎn)：耐蝕性好，強(qiáng)度高，密度小（優(yōu)點(diǎn)：耐蝕性好，強(qiáng)度高，密度?。?.55

33、比純鋁還輕）。比純鋁還輕）。 缺點(diǎn)：鑄造性能差。缺點(diǎn)：鑄造性能差。4、Al-Zn系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金 ZL401 優(yōu)點(diǎn)：鑄造性能好，強(qiáng)度高（鑄造冷卻時(shí)優(yōu)點(diǎn)：鑄造性能好，強(qiáng)度高（鑄造冷卻時(shí) 自行淬火），經(jīng)時(shí)效后就有較高的自行淬火），經(jīng)時(shí)效后就有較高的 強(qiáng)度，價(jià)格低。強(qiáng)度，價(jià)格低。 缺點(diǎn)：抗蝕性差，熱裂傾向大。缺點(diǎn)：抗蝕性差，熱裂傾向大。8.3 銅及合金銅及合金一、銅的性質(zhì)一、銅的性質(zhì)1、具有面心晶格，無(wú)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。、具有面心晶格，無(wú)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。2、密度、密度8.94，熔點(diǎn)，熔點(diǎn)1083，無(wú)磁性。，無(wú)磁性。3、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好，僅次于銀。、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好，僅次于銀。金屬導(dǎo)電性排序：金屬導(dǎo)電性

34、排序： Ag、Cu、Au、Mg、Zn、Ni、Cd、Co、Fe、Pt、Sn、Pb4、具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性、具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性 在大氣、淡水中均有優(yōu)良的抗蝕性；在溫在大氣、淡水中均有優(yōu)良的抗蝕性；在溫 水中抗蝕性較差。在大多非氧性介質(zhì)中（水中抗蝕性較差。在大多非氧性介質(zhì)中（HF、 HCl）抗蝕性較好，而在氧化性介質(zhì)中（）抗蝕性較好，而在氧化性介質(zhì)中（HNO3、 H2SO4）易）易 被腐蝕。被腐蝕。5、優(yōu)良的成型加工性、可焊性、塑性，強(qiáng)度較低。、優(yōu)良的成型加工性、可焊性、塑性，強(qiáng)度較低。 HB=3.5， b=200240 MN/m2 =50%， s=6070MN/m26、冷變形加工可顯著提高純銅的

35、強(qiáng)度和硬度，、冷變形加工可顯著提高純銅的強(qiáng)度和硬度， 但塑性、導(dǎo)電率降低，經(jīng)退火后可消除加工但塑性、導(dǎo)電率降低，經(jīng)退火后可消除加工 硬化現(xiàn)象。硬化現(xiàn)象。二、雜質(zhì)對(duì)銅性能的影響二、雜質(zhì)對(duì)銅性能的影響 工業(yè)純銅常見(jiàn)雜質(zhì)：氧、硫、鉛、鉍、工業(yè)純銅常見(jiàn)雜質(zhì)：氧、硫、鉛、鉍、砷、磷等。這些雜質(zhì)的存在，均使銅的導(dǎo)砷、磷等。這些雜質(zhì)的存在，均使銅的導(dǎo)電率降低電率降低。1、熱脆現(xiàn)象、熱脆現(xiàn)象產(chǎn)生原因：鉛、鉍雜質(zhì)存在。產(chǎn)生原因：鉛、鉍雜質(zhì)存在。 鉛、鉍與銅能形成熔點(diǎn)很低的共晶體鉛、鉍與銅能形成熔點(diǎn)很低的共晶體（Cu+Bi ，270），（），（Cu+Pb ，326），），且沿晶界分布，熱加工時(shí)（且沿晶界分布，熱加

36、工時(shí)（820860），），晶界熔化晶界熔化熱脆。因此應(yīng)嚴(yán)格控制熱脆。因此應(yīng)嚴(yán)格控制Pb 、Bi含含量。量。Pb（0.005%0.03%），）， Bi (0.002%0.003%)機(jī)理：機(jī)理：2、冷脆現(xiàn)象、冷脆現(xiàn)象產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：硫、氧雜質(zhì)存在硫、氧雜質(zhì)存在硫、氧與銅形成共晶體，硫、氧與銅形成共晶體，Cu+Cu2S，（，（1067） Cu+Cu2O，（，（1065），且沿晶界分布，熔點(diǎn)），且沿晶界分布，熔點(diǎn)較高，不會(huì)引起熱脆。但較高，不會(huì)引起熱脆。但Cu2S、Cu2O屬于脆性屬于脆性化合物，冷加工時(shí)易產(chǎn)生脆性開(kāi)裂。因此應(yīng)嚴(yán)化合物，冷加工時(shí)易產(chǎn)生脆性開(kāi)裂。因此應(yīng)嚴(yán)格控制格控制S、O含量。含量。

37、 (S0.0015%；O：0.0015%0.05%）3、銅的氫病、銅的氫病 含有氧的純銅在含有氫氣或一氧化碳等還含有氧的純銅在含有氫氣或一氧化碳等還原性氣氛中加熱時(shí)，氫氣及一氧化碳?xì)怏w會(huì)滲原性氣氛中加熱時(shí)，氫氣及一氧化碳?xì)怏w會(huì)滲入入Cu中，與氧發(fā)生反應(yīng)，形成不溶于中，與氧發(fā)生反應(yīng)，形成不溶于 Cu 的水的水蒸汽和二氧化碳：蒸汽和二氧化碳： 2H+O22H2O； 2CO+O22CO2在局部產(chǎn)生很大的應(yīng)力，造成微裂紋，使在局部產(chǎn)生很大的應(yīng)力，造成微裂紋，使Cu在在隨后的加工或使用過(guò)程中發(fā)生斷裂，這種現(xiàn)象隨后的加工或使用過(guò)程中發(fā)生斷裂，這種現(xiàn)象稱為稱為銅的氫病銅的氫病。故含氧銅應(yīng)在氧化性氣氛中進(jìn)行退

38、火、熱加工故含氧銅應(yīng)在氧化性氣氛中進(jìn)行退火、熱加工。三、工業(yè)純銅的表示方法三、工業(yè)純銅的表示方法 T+順序號(hào)順序號(hào) TU+順序號(hào)順序號(hào) TU+P 工業(yè)純銅工業(yè)純銅 無(wú)氧銅無(wú)氧銅 脫氧銅脫氧銅 脫氧劑脫氧劑P T1T4 TU1、TU2 TUP 磷脫氧銅磷脫氧銅 TUMn 錳脫氧銅錳脫氧銅四、銅的合金化四、銅的合金化純銅的強(qiáng)度不高（純銅的強(qiáng)度不高（b=200-240 、s=60-70 =50%），雖然冷加工硬化可以適當(dāng)提高強(qiáng)），雖然冷加工硬化可以適當(dāng)提高強(qiáng)度，但是度，但是Cu的塑性、導(dǎo)電率下降，因此常加的塑性、導(dǎo)電率下降，因此常加入合金元素提高銅的強(qiáng)度。入合金元素提高銅的強(qiáng)度。1、固溶強(qiáng)化、固溶強(qiáng)

39、化 加入加入Zn、Sn、Al、Ni等合金元素，形等合金元素，形 成銅的固溶體成銅的固溶體固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化，使銅的強(qiáng)度，使銅的強(qiáng)度 升高。升高。2、時(shí)效強(qiáng)化、時(shí)效強(qiáng)化 Be、Si、Zn等等在在Cu中的溶解度隨溫度中的溶解度隨溫度 的降低而降低，使合金具有時(shí)效強(qiáng)化的功能。的降低而降低，使合金具有時(shí)效強(qiáng)化的功能。3、過(guò)剩相強(qiáng)化、過(guò)剩相強(qiáng)化 合金元素的加入量超過(guò)銅的最大溶解度合金元素的加入量超過(guò)銅的最大溶解度 時(shí)，便產(chǎn)生時(shí)，便產(chǎn)生過(guò)剩相過(guò)剩相，使合金強(qiáng)度提高。但過(guò)，使合金強(qiáng)度提高。但過(guò) 剩相數(shù)量太多時(shí)，合金脆化，強(qiáng)度下降。剩相數(shù)量太多時(shí)，合金脆化，強(qiáng)度下降。4、細(xì)化晶粒強(qiáng)化、細(xì)化晶粒強(qiáng)化 Cu中加入少

40、量中加入少量Fe、Ni等合金元素，能細(xì)等合金元素，能細(xì) 化晶粒，提高機(jī)械強(qiáng)度?；Я?，提高機(jī)械強(qiáng)度。50030405060700400300200100010205040302010506070809010011040HB + b b(Mpa) (%)HB雙相黃銅H59 v金獎(jiǎng)黃銅金獎(jiǎng)黃銅 - H90v彈殼黃銅彈殼黃銅 - H70 ( H68 )v日用黃銅日用黃銅 - H62 ( H59 )法蘭閥法蘭閥閘閥閘閥冷凝器管冷凝器管4 4、 黃銅的鑄造性能良好黃銅的鑄造性能良好 Zn38%時(shí)，由于結(jié)晶溫度間隙時(shí)，由于結(jié)晶溫度間隙 較小，流動(dòng)性好。較小，流動(dòng)性好。5、黃銅的表示方法黃銅的表示方法 H

41、80 HPb 59 1普通黃銅普通黃銅 含含Cu80% Cu 59% Pb 1% 表示含表示含Pb1%特殊黃銅特殊黃銅 ZHAl 67-2.5 ：表示含：表示含Al 2.5%，Cu67%的鑄造黃銅。的鑄造黃銅。 HSn 70-1： 表示含表示含Sn 1%、Cu70%的特殊黃銅的特殊黃銅 （海洋黃銅，防脫鋅）（海洋黃銅，防脫鋅）六、青六、青 銅銅 青銅青銅是是人類歷史上應(yīng)用最早的一種合金，人類歷史上應(yīng)用最早的一種合金，我國(guó)公元前我國(guó)公元前2000多年的夏、商時(shí)期就開(kāi)始使多年的夏、商時(shí)期就開(kāi)始使用青銅鑄造鐘、鼎、武器、鏡等。用青銅鑄造鐘、鼎、武器、鏡等。 經(jīng)對(duì)出土漢鏡進(jìn)行分析，成分如下：經(jīng)對(duì)出土漢

42、鏡進(jìn)行分析，成分如下： Cu：6570% Sn：2426% Pb：19% Zn: 05% 金相組織幾乎完全是金相組織幾乎完全是Cu31Sn8（相），顏相），顏色呈青灰色色呈青灰色故稱故稱青銅青銅。 青銅最早是指青銅最早是指Cu-Sn合金，后來(lái)把合金，后來(lái)把Cu-Al、Cu-Si、Cu-Be、Cu-Mn、Cu-Pb合金都稱為青合金都稱為青銅。為了區(qū)別，分別稱為銅。為了區(qū)別，分別稱為鋁青銅、硅青銅、鋁青銅、硅青銅、 鉛青銅鉛青銅等。等。1、錫青銅錫青銅a、組織、組織 Cu-Sn 合金相圖非常復(fù)雜，由幾個(gè)包晶合金相圖非常復(fù)雜，由幾個(gè)包晶轉(zhuǎn)變和共析轉(zhuǎn)變組成，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物有：轉(zhuǎn)變和共析轉(zhuǎn)變組成，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物有：

43、、等相。等相。相：相：Sn在在Cu中的置換固溶體，具有面心立方中的置換固溶體，具有面心立方 晶格，塑性良好，適于冷熱變形加工。晶格，塑性良好，適于冷熱變形加工。相：以電子化合物相：以電子化合物Cu5Sn為基的固溶體，電為基的固溶體，電 子濃度子濃度3/2，體心立方晶格。，體心立方晶格。586以上以上 穩(wěn)定存在，塑性良好，適于熱加工；穩(wěn)定存在，塑性良好，適于熱加工； 586發(fā)生共析反應(yīng)發(fā)生共析反應(yīng)，形成，形成+ 相，相， 塑性急劇降低。塑性急劇降低。相：以電子化合物為基的固溶體，晶格結(jié)構(gòu)相：以電子化合物為基的固溶體，晶格結(jié)構(gòu) 尚未確定，只能在尚未確定，只能在520以上穩(wěn)定存在，以上穩(wěn)定存在， 5

44、20發(fā)生共析反應(yīng)，分解為發(fā)生共析反應(yīng)，分解為+相。相。相：以電子化合物相：以電子化合物Cu31Sn8為基的固溶體，電為基的固溶體，電 子濃度子濃度21/13，具有復(fù)雜立方晶格，硬而，具有復(fù)雜立方晶格，硬而 脆。脆。相很穩(wěn)定，在相很穩(wěn)定，在350發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，發(fā)生共析轉(zhuǎn)變， 形成形成+相相。但轉(zhuǎn)變速度極其緩慢，一。但轉(zhuǎn)變速度極其緩慢，一 般很難進(jìn)行。只有經(jīng)般很難進(jìn)行。只有經(jīng)7080%的變形，數(shù)的變形，數(shù) 千小時(shí)退火，才能完成轉(zhuǎn)變，故稱千小時(shí)退火，才能完成轉(zhuǎn)變，故稱相是相是 青銅的基本室溫組織青銅的基本室溫組織相：以電子化合物相：以電子化合物Cu3Sn為基的固溶體，密排為基的固溶體，密排 六方晶格

45、，既硬又脆，在青銅中無(wú)使用價(jià)六方晶格，既硬又脆，在青銅中無(wú)使用價(jià) 值。值。b、Sn 含量對(duì)青銅性能的影響含量對(duì)青銅性能的影響Sn 含量較低時(shí)含量較低時(shí)(7%時(shí)，由于組織中出現(xiàn)時(shí)，由于組織中出現(xiàn)相相，塑性急劇降低。，塑性急劇降低。Sn20%時(shí)，不僅塑性降低，強(qiáng)度也急劇下降，時(shí)，不僅塑性降低，強(qiáng)度也急劇下降，n故工業(yè)上錫青銅故工業(yè)上錫青銅 Sn 含量在含量在314%范圍范圍: 壓力加工錫青銅壓力加工錫青銅：67% Sn 鑄造錫青銅鑄造錫青銅： 1014% Snc、 錫青銅的鑄造性錫青銅的鑄造性 Sn：314%范圍內(nèi)，青銅的結(jié)晶溫度間隔范圍內(nèi)，青銅的結(jié)晶溫度間隔 很大，流動(dòng)性差，易產(chǎn)生偏析，鑄造性能很大，流動(dòng)性差，易產(chǎn)生偏析，鑄造性能 差。但鑄造收縮率很小，是有色合金中收差。但鑄造收縮率很小，是有色合金中收 縮率最小的合金，可用來(lái)生產(chǎn)形狀復(fù)雜、縮率最小的合金，可用來(lái)生產(chǎn)形狀復(fù)雜、 氣密性要求不高的鑄件。氣密性要求不高的鑄件。d、其它合金元素（磷、鋅、鉛等）其它合金元素（磷、鋅、鉛等） P 脫氧，脫