工程材料第8章

1、u第一節(jié) 鋁及鋁合金u第二節(jié) 銅及銅合金有色金屬：有色金屬：除Fe、Mn、Cr以外的所有金屬的統(tǒng)稱有色合金：有色合金：以一種有色金屬為基體，加入一種或幾種其他元素而構(gòu)成的合金銅鋁錠鈦合金第一節(jié) 鋁及鋁合金純鋁的性能特點(diǎn)：純鋁的性能特點(diǎn)： 1.純鋁的密度較?。蝗埸c(diǎn)為660；比強(qiáng)度高 2.導(dǎo)電性高、導(dǎo)熱性好 3.耐腐蝕性好 4.塑性高，強(qiáng)度低 5.低溫性能好 6.工藝性能好 7.耐熱性差 一、工業(yè)純鋁一、工業(yè)純鋁（一）鋁合金分類主加元素有SiSi、GuGu、MgMg、ZnZn、MnMn等；輔加元素有CrCr、TiTi、ZrZr等。二二、鋁的合金化鋁的合金化變形鋁合金變形鋁合金 熱處理不可強(qiáng)化鋁合金

2、熱處理不可強(qiáng)化鋁合金 可熱處理強(qiáng)化鋁合金可熱處理強(qiáng)化鋁合金 鋁合金的分類：鋁合金的分類： 不可熱處理強(qiáng)化鋁合金（F左） 耐腐蝕性好變形鋁合金（D左）板、帶、棒、線 可熱處理強(qiáng)化鋁合金（DF） 固溶+時(shí)效處理，強(qiáng)度硬度高鑄造鋁合金（D右） 鋁合金的強(qiáng)化方式主要為時(shí)效強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化（二）時(shí)效強(qiáng)化 時(shí)效強(qiáng)化時(shí)效強(qiáng)化：經(jīng)固溶處理后的鋁合金，在某一溫度下長(zhǎng)時(shí)間停留時(shí)，強(qiáng)度和硬度明顯提高，塑性明顯降低的現(xiàn)象。 室溫下進(jìn)行的時(shí)效稱為自然時(shí)效自然時(shí)效，加熱條件下進(jìn)行的時(shí)效稱為人人工時(shí)效工時(shí)效。時(shí)效強(qiáng)化的過(guò)程：共格與非共格共格與非共格時(shí)效強(qiáng)化的影響因素：時(shí)效強(qiáng)化的影響因素：1 1）合金元素的性質(zhì)）合金元素的性質(zhì)

3、 合金元素固溶度越大；隨溫度變化越明顯；合金元素固溶度越大；隨溫度變化越明顯；析出相與基體差距越大，時(shí)效越明顯析出相與基體差距越大，時(shí)效越明顯2 2）固溶處理工藝）固溶處理工藝 固溶處理時(shí)，溫度越高，時(shí)間越長(zhǎng)固溶處理時(shí)，溫度越高，時(shí)間越長(zhǎng)相的相的飽和度越好，時(shí)效強(qiáng)化效果越好飽和度越好，時(shí)效強(qiáng)化效果越好3 3）時(shí)效處理工藝）時(shí)效處理工藝 溫度與時(shí)間都存在一個(gè)理想值溫度與時(shí)間都存在一個(gè)理想值 時(shí)效處理工藝的影響鋁合金的細(xì)晶強(qiáng)化鋁合金的細(xì)晶強(qiáng)化主要通過(guò)變質(zhì)處理的方法來(lái)完成變質(zhì)處理：通過(guò)向合金中加入變質(zhì)劑，改變晶粒的生長(zhǎng)方向及形態(tài)，提高非自發(fā)形核的形核率，降低生長(zhǎng)速度，使組織細(xì)化常用作變質(zhì)處理的元素：

4、鈦Ti，硼B(yǎng)，鋯Zr，釩V，鈮Nb，鉬Mo，鎢W三三、鑄造鋁合金、鑄造鋁合金 1） 牌號(hào)表示：由“ZL+ZL+三位數(shù)字三位數(shù)字”構(gòu)成。 三位數(shù)字的第一位表示合金系，第二、第三位表示合金的順序號(hào)不同鑄造鋁合金性能不同。2）Al-Si：流動(dòng)性好，鑄造收縮率小，線膨脹系數(shù)小，焊接性和耐腐蝕性好 在工業(yè)中使用廣泛在工業(yè)中使用廣泛3） Al-Gu：耐熱性好，耐腐蝕性差 常用來(lái)制造常用來(lái)制造200300200300下工作的材料下工作的材料4） Al-Mg：密度小，耐腐蝕性最好，強(qiáng)度最高 常用來(lái)制造海水中承受載荷較大的零件常用來(lái)制造海水中承受載荷較大的零件三三、變形鋁合金、變形鋁合金 變形鋁合金可按其主要性

5、能特點(diǎn)分為變形鋁合金可按其主要性能特點(diǎn)分為： 防銹鋁防銹鋁 （鋁-錳系或鋁-鎂系合金） 硬鋁硬鋁 （鋁-銅-鎂系合金） 超硬鋁超硬鋁 （鋁-銅-鎂-鋅系合金） 鍛鋁鍛鋁 （鋁-銅-鎂-硅系合金）第二節(jié) 銅及銅合金工業(yè)純銅的特點(diǎn)： 1.純銅的密度為8.96g/cm3，熔點(diǎn)為1083，具有面心立方晶格，無(wú)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變； 2.具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、抗磁性及良好的耐蝕性； 3.純銅的強(qiáng)度不高、硬度很低、塑性很好。一、一、工業(yè)純銅工業(yè)純銅二、二、銅合金的分類及牌號(hào)表示方法銅合金的分類及牌號(hào)表示方法（一）銅合金分類 按生產(chǎn)方法按生產(chǎn)方法，可分為壓力加工銅合金和鑄造銅合金 按氧含量不同，按氧含量不同，可

6、分為工業(yè)純銅，無(wú)氧銅和脫氧銅 第二節(jié) 銅及銅合金工業(yè)純銅的特點(diǎn)： 1.純銅的密度為8.96g/cm3，熔點(diǎn)為1083，具有面心立方晶格，無(wú)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變； 2.具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、抗磁性及良好的耐蝕性； 3.純銅的強(qiáng)度不高、硬度很低、塑性很好。一、一、工業(yè)純銅工業(yè)純銅二、二、銅合金的分類及牌號(hào)表示方法銅合金的分類及牌號(hào)表示方法（一）銅合金分類 按生產(chǎn)方法按生產(chǎn)方法，可分為壓力加工銅合金和鑄造銅合金 按氧含量不同，按氧含量不同，可分為工業(yè)純銅，無(wú)氧銅和脫氧銅 黃銅 鋅青銅 錫、鋁、鉛白銅 鎳按化學(xué)成分按化學(xué)成分，可分為黃銅、青銅及白銅（二）銅合金牌號(hào)表示方法1 1加工銅合金加工銅合金 （1）

7、加工黃銅：表示方法為“H”銅元素含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)100）。 （2）加工青銅：“Q”第一主加元素的化學(xué)符號(hào)及含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)100）其他合金元素含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)100）。2 2鑄造銅合金鑄造銅合金 “Z”+銅元素化學(xué)符號(hào)+主加元素的化學(xué)符號(hào)及含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)100）+其它合金元素化學(xué)符號(hào)及含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)100）。三、黃銅三、黃銅（一）普通黃銅1普通黃銅的組織單相黃銅的顯微組織（100 x） +雙相黃銅的顯微組織（100 x）圖9-9 鋅對(duì)銅力學(xué)性能的影響（退火） 2普通黃銅的性能 黃銅的強(qiáng)度和塑性與含鋅量含鋅量有密切的關(guān)系（如圖9-9所示）（二）特殊黃銅 在普通黃銅基礎(chǔ)上，再加入其他合金元素所組成的多元

8、合金稱為特殊黃銅。四、青銅四、青銅（一）錫青銅1錫青銅的組織圖9-10 錫青銅（Sn 5% 6%）的鑄態(tài)組織（100 x）2錫青銅的性能 由于其耐腐蝕性高，廣泛用于制造蒸汽鍋爐、海船零件、軸承、軸套、齒輪和礦山機(jī)械等耐磨零件圖9-11 鑄造錫青銅的力學(xué)性能與含錫量的關(guān)系（二）鋁青銅 具有良好的耐腐蝕性，耐磨性及良好的力學(xué)性能，高強(qiáng)度，高沖擊韌性是青銅中適用范圍最廣的。 主要用來(lái)制造耐磨耐蝕和彈性材料，如齒輪，摩擦片，彈簧等（三）鈹青銅 鈹含量為1.7%2.5%。 主要用來(lái)制造高精密彈簧、膜片等彈性元件和軸承齒輪等耐磨損零件，還用于制作電氣轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)、電接觸器等。第三節(jié) 鈦及鈦合金純純鈦鈦的性能特

9、點(diǎn)：的性能特點(diǎn)： 1.具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 2.熔點(diǎn)高、密度小、比強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性差、熱膨脹系數(shù)小、彈性模量差 3.耐腐蝕性好 4.化學(xué)性質(zhì)活潑 5.切削性能差 6.彈性模量低 低屈強(qiáng)比大 一、純一、純鈦鈦二二、鈦合金、鈦合金1 1改變鈦的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度改變鈦的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度1) 1) 相穩(wěn)定性相穩(wěn)定性 AlAl、O O、N N、C C2 2）相穩(wěn)定性相穩(wěn)定性 形成無(wú)限固溶體（形成無(wú)限固溶體（MoMo、V V、NbNb） 形成有限固溶體（形成有限固溶體（CrCr、FeFe、MnMn）3 3）中性元素）中性元素2 2改變改變TiTi的力學(xué)性能的力學(xué)性能3. 3. 改善改善TiTi的耐熱能力的耐熱能力4. 4. 改善工藝性能改善工藝性能 三、鈦合金的熱處理三、鈦合金的熱處理1 1）淬火）淬火 兩種熱處理機(jī)理2 2）時(shí)效）時(shí)效 鈦合金淬火形成