工程材料-有色金屬及其選用培訓(xùn)課件

工程材料海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院賈非DalianUniversityofTechnology第8章

有色金屬及其選用第9章選材原則和材料數(shù)據(jù)庫、專家系統(tǒng)簡介

*工程材料海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院賈非DalianUniv

主要內(nèi)容鈦及銅合金

鈦和鈦合金的基本性能、選用鋁及鋁合金鋁及鋁合金的性能、選用

銅及銅合金

銅及銅合金的性能、選用鎳及鎳合金

鎳及鎳合金的性能、選用軸承合金

軸承合金的性能、組織、選用選材原則和材料數(shù)據(jù)庫、專家系統(tǒng)簡介

鎳過程裝備材料選用的一般原則

工程材料數(shù)據(jù)庫、選用專家系統(tǒng)*主要內(nèi)容鈦及銅合金*有色金屬及其合金

在工業(yè)生產(chǎn)中，通常把鐵及其合金稱為黑色金屬，把其他非鐵金屬及其合金稱為有色金屬。有色金屬及其選用有色金屬及其合金在工業(yè)生產(chǎn)中，通常把鐵及其合金稱為黑色金屬有色金屬的產(chǎn)量和用量不如黑色金屬多，但由于其具有許多優(yōu)良的特性，如特殊的電、磁、熱性能，耐蝕性能及高的比強度(強度與密度之比)等，已成為現(xiàn)代工業(yè)中不可缺少的金屬材料.材料占汽車凈重比AlFe塑料其它橡膠磁材料玻璃聚碳酸酯Ti碳纖維各種材料在先進汽車中占的重量百分比有色金屬及其合金有色金屬的產(chǎn)量和用量不如黑色金屬多，但由于其具有許多優(yōu)良的特鑄造有色金屬及其合金牌號表示方法統(tǒng)一如下:①鑄造有色純金屬的牌號為Z+該金屬元素符號+純度百分含量數(shù)字(或用一短橫加順序號)。如ZAl99.5和ZTi-1。變形有色金屬及其合金的牌號表示方法還不統(tǒng)一。鋁錠有色金屬及其合金鑄造有色金屬及其合金牌號表示方法統(tǒng)一如下:變形有色金屬及其合②鑄造有色合金的牌號為Z+基體元素符號+主要合金元素符號及其名義百分含量數(shù)字+其他合金元素符號及其百分含量數(shù)字。如ZAlSi7Cu4、ZCuZn31Al2、ZSnSb11Cu6等?；旌舷⊥猎胤栍肦E表示。優(yōu)質(zhì)合金在牌號后標注字母“A”。有色金屬種類很多，本章僅對機械、儀表等工業(yè)中廣泛使用的鋁、銅、鈦及軸承合金作簡要介紹。有色金屬及其合金②鑄造有色合金的牌號為有色金屬種類很多，本章僅對機械、儀表鈦及鈦合金

一、工業(yè)純鈦

純鈦密度小，熔點高。882.5℃發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變-Ti?-Ti,由體心立方-Ti轉(zhuǎn)變?yōu)槊芘帕?Ti.純鈦比強度高，塑性、低溫韌性和耐蝕性好。美F-22戰(zhàn)機約36%重量的零件用鈦合金制造有色金屬及其合金鈦及鈦合金一、工業(yè)純鈦美F-22戰(zhàn)機約36%重量的零件用純鈦主要用于350℃以下工作、強度要求不高的零件，如石油化工用熱交換器、反應(yīng)器，海水凈化裝置及艦船零部件。鈦鋼復(fù)合反應(yīng)釜鈦管換熱器鈦制蒸餾塔鈦及鈦合金純鈦主要用于350℃以下工作、強度要求不高的零件，如石油化鈦合金純鈦加入合金元素形成鈦合金。鈦合金幾乎都含有鋁。鋁能提高鈦合金的強度、比強度和再結(jié)晶溫度.按退火組織，鈦合金可分為型鈦合金、型鈦合金和+型鈦合金三類，它們的牌號分別用TA、TB、TC加順序號表示。如TA5、TB2、TC4等。其中TA0~TA3為工業(yè)純鈦。鈦合金泵鈦及鈦合金鈦合金按退火組織，鈦合金可分為型鈦合金、型鈦合金和+1、型鈦合金主想穩(wěn)定元素有置換型的鋁，間隙性的碳、氧、氮等。多半屬于鈦-鋁系。不能熱處理強化，通常在退火狀態(tài)下使用,組織為單相固溶體.強度低于另兩類鈦合金，但高溫強度、低溫韌性及耐蝕性優(yōu)越.鈦合金氫泵誘導(dǎo)輪鈦合金氫泵殼體鈦合金1、型鈦合金鈦合金氫泵誘導(dǎo)輪鈦合金氫泵殼體鈦合金常用牌號有TA5、TA7等主要用于制造500℃以下工作的零件，如飛機壓氣機葉片、導(dǎo)彈的燃料罐、超音速飛機的蝸輪機匣及飛船上的高壓低溫容器等。

鈦合金衛(wèi)星框架鈦合金液下泵-Ti合金組織

型鈦合金常用牌號有TA5、TA7等鈦合金衛(wèi)星框架鈦合金液下泵-T2、型鈦合金加入的合金元素有同晶型鉬、鈮、釩和共析型的鉻、錳、銅、鐵、硅等元素。經(jīng)淬火加時效處理后，組織為相基體上分布著細小的相粒子。這類合金強度高，但冶煉工藝復(fù)雜，難于焊接,應(yīng)用受到限制。鈦合金管鈦合金管應(yīng)用鈦合金2、型鈦合金鈦合金管鈦合金管應(yīng)用鈦合金型鈦合金有TB2、TB3、TB4三個牌號。主要用于350℃以下工作的結(jié)構(gòu)件和緊固件,如飛機壓氣機葉片、軸、彈簧、輪盤等。鈦合金棒β鈦合金眼鏡架鈦離心泵

型鈦合金型鈦合金有TB2、TB3、TB4三個牌號。鈦合金棒β鈦合金3、+型鈦合金加入鋁、釩、鉬、鉻等。相含量大約5~20%。可進行熱處理強化，強度高，塑性好，具有良好的熱強性、耐蝕性和低溫韌性。鈦合金列管式換熱器鈦合金3、+型鈦合金鈦合金列管式換熱器鈦合金+型鈦合金共有九個牌號，其中以TC4應(yīng)用最廣、用量最大，其經(jīng)過淬火加時效處理后，組織為++時效析出的針狀。α+β鈦合金組織α+β鈦合金組織（電鏡）

+型鈦合金+型鈦合金共有九個牌號，其中以TC4應(yīng)用最廣、用量最大，+型鈦合金主要用于制造400℃以下工作的飛機壓氣機葉片、火箭發(fā)動機外殼、火箭和導(dǎo)彈的液氫燃料箱部件及艦船耐壓殼體等.

生物醫(yī)用材料飛機壓氣機葉片

+型鈦合金+型鈦合金主要用于制造400℃以下工作的飛機壓氣機葉片、鈦合金鈦合金鈦合金鈦合金鋁及鋁合金

一、鋁及鋁合金性能特點

純鋁具有銀白色金屬光澤，密度小(2.72g/cm3)，熔點低(660.4℃),導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能優(yōu)良。耐大氣腐蝕，易于加工成形。具有面心立方晶格，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，無磁性。鋁合金制造的機翼有色金屬及其合金鋁及鋁合金一、鋁及鋁合金性能特點鋁合金制造的機翼有色金鋁合金既具有高強度又保持純鋁的優(yōu)良特性。鋁合金常加入的元素主要有Cu、Mn、Si、Mg、Zn等，此外還有Cr、Ni、Ti、Zr等輔加元素。

鋁合金型材鋁鑄件鋁及鋁合金鋁合金既具有高強度又保持純鋁的優(yōu)良特性。鋁合金型材鋁鑄件可將鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。變形鋁合金又分為可熱處理強化和不可熱處理強化兩類.鋁合金分類示意圖二、鋁合金的分類鋁合金一般具有有限固溶型共晶相圖。鋁及鋁合金可將鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。鋁合金分類示意圖三、鋁合金的熱處理

并淬火后獲得過飽和的單相固溶體組織的處理。時效是指將過飽和的固溶體加熱到固溶線以下某溫度保溫，以析出彌散強化相的熱處理?？蔁崽幚韽娀冃武X合金的熱處理方法：固溶處理+時效。固溶處理是指將合金加熱到固溶線以上，保溫加熱固溶淬火過飽和時效析出鋁及鋁合金三、鋁合金的熱處理并淬火后獲得過飽和的單相固溶體組在室溫下進行的時效稱自然時效；在加熱條件下進行的時效稱人工時效。時效強化效果與加熱溫度和保溫時間有關(guān)。溫度一定時，隨時效時間延長，時效曲線上出現(xiàn)峰值，超過峰值時間，析出相聚集長大，強度下降，為過時效。隨時效溫度提高，峰值強度下降，出現(xiàn)峰值的時間提前。含4%Cu鋁合金的時效曲線時效時間/d鋁及鋁合金在室溫下進行的時效稱自然時效；在加熱條件下進行的時效稱人工時時效時間屈服強度時效峰過時效亞時效鋁合金的熱處理時效時間屈服強度時效峰過時效亞時效鋁合金的熱處理四、鋁合金的牌號、性能及用途

1、變形鋁合金⑴變形鋁及鋁合金牌號表示方法根據(jù)國標規(guī)定，變形鋁及鋁合金可直接引用國際四位數(shù)字體系牌號或采用國標規(guī)定的四位字符牌號。全世界鋁的用量百萬噸一次生產(chǎn)量二次回收量總用量鋁及鋁合金四、鋁合金的牌號、性能及用途1、變形鋁合金全世界鋁的用量百鋁及鋁合金鋁及鋁合金GB3190-82中的舊牌號仍可繼續(xù)使用，表示方法為:防銹鋁合金：LF+序號

硬鋁合金：LY+序號超硬鋁合金：LC+序號

鍛鋁合金：LD+序號鋁合金波紋管鋁合金制品鋁是可以回收利用的金屬鋁及鋁合金GB3190-82中的舊牌號仍可繼續(xù)使用，表示方法為:鋁合工程材料-有色金屬及其選用培訓(xùn)課件⑵常用變形鋁合金①防銹鋁合金主要是Al-Mn和Al-Mg系合金。Mn和Mg主要作用是衛(wèi)星天線（LF2）

提高抗蝕能力和塑性，并起固溶強化作用。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。不能進行熱處理強化，常利用加工硬化提高其強度。鋁及鋁合金⑵常用變形鋁合金衛(wèi)星天線（LF2）提高抗蝕能力和塑汽化器(熱交換管為LF21)常用的Al-Mn系合金有LF21（3A21），其抗蝕性和強度高于純鋁，用于制造油罐、油箱、管道、鉚釘?shù)刃枰獜澢_壓加工的零件。常用的Al-Mg系合金有LF5（5A05），其密度比純

鋁小，強度比Al-Mn合金高，在航空工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，如制造管道、容器、鉚釘及承受中等載荷的零件。防銹鋁合金汽化器(熱交換管為LF21)常用的Al-Mn系合金有LF2②硬鋁合金主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量Mn?？蛇M行時效強化，也可進行變形強化。強度、硬度高，加工性能好，耐蝕性低于防銹鋁。常用硬鋁合金如LY11(2A11)、LY12(2A12)等，用于制造沖壓件、模鍛件和鉚接件，如螺旋槳、梁、鉚釘?shù)?飛機翼梁(腹板為硬鋁合金)鋁及鋁合金②硬鋁合金常用硬鋁合金如LY11(2A11)、LY12③超硬鋁合金屬Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量Cr和Mn。時效強化效果超過硬鋁合金.熱態(tài)塑性好，但耐蝕性差。常用合金有LC4(7A04)、LC9(7A09)等，主要用于工作溫度較低、受力較大的結(jié)構(gòu)件,如飛機大梁、起落架等.飛機主起落架鋁及鋁合金③超硬鋁合金飛機主起落架鋁及鋁合金④鍛鋁合金Al-Cu-Mg-Si系合金可鍛性好，力學(xué)性能高，用于形狀復(fù)雜的鍛件和模鍛件，如噴氣發(fā)動機壓氣機葉輪、導(dǎo)風(fēng)輪等.壓氣機葉片Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐熱鍛鋁合金常用牌號有LD7(2A70)、LD8(2A80)、LD9(2A90)等。用于制造150~225℃下工作的零件，如壓氣機葉片、超音速飛機蒙皮等。鋁及鋁合金④鍛鋁合金壓氣機葉片Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐熱鍛鋁美F-117隱身戰(zhàn)斗機

(所用材料大部分是鋁合金)高比強鋁合金機翼鋁及鋁合金美F-117隱身戰(zhàn)斗機

(所用材料大部分是鋁合金)高比強鋁合2、鑄造鋁合金包括：Al-Si系：代號為ZL1+兩位數(shù)字順序號Al-Cu系：代號為ZL2+兩位數(shù)字順序號Al-Mg系：代號為ZL3+兩位數(shù)字順序號Al-Zn系：代號為ZL4+兩位數(shù)字順序號⑴Al-Si系鑄造鋁合金又稱硅鋁明。其中ZL102(ZAlSi12)是含12%Si的鋁硅二元合金，稱為簡單硅鋁明.577℃12.7%鋁及鋁合金2、鑄造鋁合金包括：又稱硅鋁明。其中ZL102(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，強度和塑性都較差。生產(chǎn)上通常用鈉鹽變質(zhì)劑進行變質(zhì)處理，得到細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

經(jīng)變質(zhì)處理

ZL102的鑄態(tài)組織

Al-Ai系鑄造鋁合金在普通鑄造條件下，ZL102組織幾乎全部為共晶體，由粗針狀加入其他合金元素的鋁硅鑄造合金稱復(fù)雜(或特殊)硅鋁明。Al-Si系鑄造鋁合金的鑄造性能好，具有優(yōu)良的耐蝕性、耐熱性和焊接性能?；钊?裙部為鋁硅合金)用于制造飛機、儀表、電動機殼體、汽缸體、風(fēng)機葉片、發(fā)動機活塞等。

Al-Ai系鑄造鋁合金加入其他合金元素的鋁硅鑄造合金稱復(fù)雜(或特殊)硅鋁明?；钊?⑵Al-Cu系鑄造鋁合金這類合金的耐熱性好，強度較高；但密度大，鑄造性能、耐蝕性能差，強度低于Al-Si系合金。汽缸頭常用代號有ZL201(ZAlCu5Mn)、ZL203(ZAlCu4)等。主要用于制造在較高溫度下工作的高強零件，如內(nèi)燃機汽缸頭、汽車活塞等。鑄造鋁合金⑵Al-Cu系鑄造鋁合金汽缸頭常用代號有ZL201(ZA⑶Al-Mg系鑄造鋁合金這類合金的耐蝕性好，強度高，密度??；但鑄造性能差,耐熱性低。常用代號為ZL301(ZAlMg10)、ZL303(ZAlMg5Si1)等.主要用于制造外形簡單、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。鼓風(fēng)機密封件等(ZL102、301)鑄造鋁合金⑶Al-Mg系鑄造鋁合金常用代號為ZL301(ZAlMg1⑷Al-Zn系鑄造鋁合金這類合金的鑄造性能好，強度較高，可自然時效強化；但密度大，耐蝕性較差。大型空壓機活塞(ZL401)常用代號為ZL401(ZAlZn11Si7)、ZL402(ZAlZn6Mg)等.主要用于制造形狀復(fù)雜受力較小的汽車、飛機、儀器零件。鑄造鋁合金⑷Al-Zn系鑄造鋁合金大型空壓機活塞(ZL401)常用代銅及銅合金

一、銅及銅合金性能特點純銅呈紫紅色，故又稱紫銅，具有面心立方晶格，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，無磁性。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性。塑性好。熱軋銅合金有色金屬及其合金銅及銅合金一、銅及銅合金性能特點熱軋銅合金有色金屬及其合銅合金常加元素為Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、Ti、Zr、Cr等，既提高了強度，又保持了純銅特性.銅管銅與黃銅帶銅合金分為黃銅、青銅、白銅三大類。銅及銅合金銅合金常加元素為Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、T二、黃銅以鋅為主要合金元素的銅合金稱為黃銅。黃銅按化學(xué)成分可分為普通黃銅和特殊黃銅。按工藝可分為加工黃銅和鑄造黃銅。黃銅鑄件黃銅棒銅及銅合金二、黃銅黃銅鑄件黃銅棒銅及銅合金1、普通黃銅銅與鋅的二元合金稱為普通黃銅。加工普通黃銅的牌號為：H(黃)+表示銅平均百分含量的數(shù)字，如H68。從銅鋅合金相圖可以看出黃銅有

和+’兩種組織,分別稱單相黃銅和兩相黃銅。黃銅1、普通黃銅從銅鋅合金相圖可以看出黃銅有和+’兩種普通黃銅的顯微組織

單相黃銅兩相黃銅黃銅普通黃銅的顯微組織單相黃銅兩相黃銅黃銅黃銅黃銅單相黃銅塑性好。常用牌號有H80、H70、

H68。適于制造冷變形零件，如彈殼、冷凝器管等。兩相黃銅熱塑性好,強度高.常用牌號有H59、H62。適于制造受力件，如墊圈、彈簧、導(dǎo)管、散熱器等。冷凝器管汽車機油泵襯套黃銅單相黃銅塑性好。冷凝器管汽車機油泵襯套黃銅2、特殊黃銅在普通黃銅的基礎(chǔ)上加入Al、

Fe、Si、Mn、Pb、Sn、Ni等元素形成特殊黃銅。加工特殊黃銅的牌號為：H(黃)+主加元素符號(Zn除外)+銅平均百分含量+主加元素平均百分含量,如HPb59-1.特殊黃銅強度、耐蝕性比普通黃銅好，鑄造性能改善。黃銅制品黃銅棒黃銅2、特殊黃銅黃銅制品黃銅棒黃銅常用牌號有HPb63-3、HAl60-1-1、HSn62-1、HFe59-1-1、ZCuZn38Mn2Pb2、ZCuZn16Si4等。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。黃銅常用牌號有HPb63-3、HAl60-1-1、HSn62-1三、青銅除黃銅和白銅外的其他銅合金統(tǒng)稱為青銅。加工青銅的牌號為：Q+主加元素符號及其平均百分含量+其他元素平均百分含量如QSn4-3(含4%Sn、3%Zn).常用青銅有錫青銅、鋁青銅、鈹青銅、硅青銅、鉛青銅等。

青銅制品銅及銅合金三、青銅青銅制品銅及銅合金1、錫青銅是以錫為主加元素的銅合金，錫含量一般為3~14%。錫青銅鑄造流動性差，鑄件密度低，易滲漏，但體積收縮率在有色金屬中最小。錫青銅耐蝕性良好，在大氣、海水及無機鹽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。錫青銅錠Cu-Sn相圖青銅1、錫青銅錫青銅錠Cu-Sn相圖青銅常用牌號有QSn4-3、QSn6.5-0.4、ZCuSn10Pb1等。主要用于耐蝕承載件,如彈簧、軸承、齒輪軸、蝸輪、墊圈等。錫青銅管船用青銅軟管快速接頭閥(錫青銅閥體、閥蓋)錫青銅常用牌號有QSn4-3、QSn6.5-0.4、ZCuSn102、鋁青銅以鋁為主加元素的銅合金，鋁含量為5~11%。強度、硬度、耐大型水力發(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，鑄造性能好，但焊接性能差。常用牌號有QAl5、QAl7、ZCuAl8Mn13Fe3Ni2等。主要用于制造船舶、飛機及儀器中的高強、耐磨、耐蝕件，如齒輪、軸承、蝸輪、軸套、螺旋槳等。青銅2、鋁青銅大型水力發(fā)電設(shè)備中的抗磨環(huán)磨性、耐熱性及耐3、鈹青銅以鈹為主加元素的銅合金，鈹含量為1.7~2.5%。具有高的強度、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，但價格較貴.鈹青銅制品常用牌號有QBe2、QBe1.7、QBe1.9等。用于重要的彈性件、耐磨件，如精密彈簧、膜片，高速、高壓軸承及防爆工具、航海羅盤等重要機件.青銅3、鈹青銅鈹青銅制品常用牌號有QBe2、QBe1.7、QBe普通白銅是Cu-Ni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。普通白銅牌號：B+鎳的平均百分含量，如B5。常用牌號有B5、B19等。用于在蒸汽和海水環(huán)境下工作的精密機械,儀表零件及冷凝器,蒸餾器,熱交換器等.

白銅件四、白銅以鎳為主要合金元素的銅合金稱白銅。分普通白銅和特殊白銅。銅及銅合金普通白銅是Cu-Ni二元合金，具有較高的耐蝕性和抗腐蝕疲勞性特殊白銅是在普通白銅基礎(chǔ)上添加Zn、Mn、Al等元素形成的，分別稱鋅白銅、錳白銅、鋁白銅等。其耐蝕性、強度和塑性高，成本低。常用牌號如BMn40-1.5(康銅)、BMn43-0.5(考銅)。用于制造精密機械、儀表零件及醫(yī)療器械等?？点~熱偶白銅型材銅及銅合金特殊白銅是在普通白銅基礎(chǔ)上添加Zn、Mn、Al等元素形成的，軸承合金

制造滑動軸承的軸瓦及其內(nèi)襯的耐磨合金稱為軸承合金。滑動軸承是許多機器設(shè)備中對旋轉(zhuǎn)軸起支撐

作用的重要部件，由軸承體和軸瓦兩部分組成。與滾動軸承相比滑動軸承具有承載面積大，工作平穩(wěn)，無噪音及拆裝方便等優(yōu)點。有色金屬及其合金軸承合金制造滑動軸承的軸瓦及其內(nèi)襯的耐磨合金稱為軸承合金。一、組織性能要求當軸高速旋轉(zhuǎn)時，軸瓦與軸頸發(fā)生強烈摩擦，承受軸頸施加的交變載荷和沖擊力。對軸承合金的性能要求：⑴足夠的強韌性，以承受軸頸施加的交變沖擊載荷.⑵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。⑶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。軸承合金一、組織性能要求軸承合金為滿足上述性能要求，軸承合金的組織應(yīng)是軟的基體上分布著硬的質(zhì)點或硬的基體上分布著軟的質(zhì)點.當軸旋轉(zhuǎn)時，軟的基體（或質(zhì)點）被磨損而凹陷，減少了軸頸與軸瓦的接觸面積，有利于儲存潤滑油

和軸與軸瓦間的磨合，而硬的質(zhì)點(基體)則支撐著軸頸，起承載和耐磨作用.軟基體(或質(zhì)點)還能起嵌藏外來硬雜質(zhì)顆粒的作用,以避免擦傷軸頸。軸承合金為滿足上述性能要求，軸承合金的組織應(yīng)是軟的基體上分布著硬的質(zhì)1、錫基軸承合金是以錫為主并加入少量銻、銅等元素組成的合金，熔點較低，是軟基體硬質(zhì)點組織類型的軸承合金。二、常用軸承合金工業(yè)上常用的是錫基、鉛基軸承合金,又稱巴氏合金。典型牌號為ZSnSb11Cu6。(其組織為基體+白亮塊狀SnSb+星狀Cu3Sn)ZSnSb11Cu6合金的顯微組織軸承合金1、錫基軸承合金二、常用軸承合金典型牌號為ZSnSb11C錫基軸承合金具有較高的耐磨性、導(dǎo)熱性、耐蝕性和嵌藏性，摩擦系數(shù)和熱膨脹系數(shù)小，但疲勞強度較低，工作溫度不超過150℃，價格高。巴氏合金軸瓦廣泛用于重型動力機械，如氣輪機、渦輪機和內(nèi)燃機等大型機器的高速軸瓦。錫基軸承合金錫基軸承合金具有較高的耐磨性、導(dǎo)熱性、耐蝕性和嵌藏性，摩擦系2、鉛基軸承合金是以鉛為主加入少量銻、錫、銅等元素的合金，也是軟基體硬質(zhì)點型軸承合金。典型牌號為ZPbSb16Sn16Cu2ZPbSb16Sn16Cu2合金的顯微組織[(+)共晶基體+方塊狀SnSb+針狀Cu3Sn]

軸承合金2、鉛基軸承合金ZPbSb16Sn16Cu2合金的顯微組織鉛基軸承合金的強度、硬度、耐蝕性和導(dǎo)熱性都不如錫基軸承合金，但其成本低，高溫強度好，有自潤滑性。常用于低速、低載條件下工作的設(shè)備,如汽車、拖拉機曲軸的軸承等。內(nèi)燃機軸瓦鉛基軸承合金鉛基軸承合金的強度、硬度、耐蝕性和導(dǎo)熱性都不如錫基軸承合金，錫基和鉛基軸承合金強度比較低，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。表面保護層

減磨層

鎳柵層

軸承合金

襯背

軸承合金錫基和鉛基軸承合金強度比較低，為提高其承載能力和使用壽命，生鋼種C%典型牌號合金元素作用熱處理使用狀態(tài)下組織性能用途碳素結(jié)構(gòu)鋼<0.4Q195Q235熱軋空冷F+P塑性,焊接性好建筑結(jié)構(gòu)低合金高強度鋼<0.2Q345(16Mn)Mn:強化F,增加P,降低脆轉(zhuǎn)溫度熱軋空冷F+P塑性,焊接性好橋梁,船舶,容器滲碳鋼0.1~0.252020Cr20CrMnTiCr,Mn:提高淬透性,強化F,Ti:細化晶粒滲碳+淬火+低溫回火表面：M回+A’(少量)+顆粒狀Fe3C心部：M回+F表硬里韌軸、齒輪調(diào)質(zhì)鋼0.3~0.54540Cr40CrNiMoCr,Ni:提高淬透性,強化F,Mo:防止第二類回火脆性調(diào)質(zhì)S回良好綜合力學(xué)性能軸、齒輪彈簧鋼0.6~0.90.45~0.765Mn60Si2MnCr,Mn:提高淬透性,強化F；Si:提高屈強比淬火+中溫回火T回高s/b高-1彈簧㈠工業(yè)用鋼常用金屬材料鋼種C%典型牌號合金元素作用熱處理使用狀態(tài)下組織性能用途碳素工業(yè)用鋼（續(xù)）鋼種C%典型牌號合金元素作用熱處理使用狀態(tài)下組織性能用途滾動軸承鋼0.95~1.10GCr15Cr:提高淬透性,耐磨耐蝕性球退+淬火+低溫回火M回+A’(少量)+顆粒狀Fe3C高耐磨高-1足夠ak滾動軸承耐磨鋼1.0~1.3ZGMn13Mn:形成A組織水韌處理表：M+碳化物心：A高耐磨耐沖擊鏟齒，履帶板碳素工具鋼0.65~1.35T7~T13球退+淬火+低溫回火M回+A’(少量)+顆粒狀Fe3C高硬度高耐磨沖子、絲錐、銼刀低合金工具鋼0.75~1.59SiCrSi、Cr：提高淬透性球退+淬火+低溫回火M回+A’(少量)+顆粒狀Fe3C高硬度高耐磨低速刃具高速鋼0.7~1.5W18Cr4VCr:提高淬透性；W、V：提高熱硬、耐磨性鍛、退火、淬火+三次回火M回+A’(少量)+顆粒狀碳化物高熱硬高硬度高耐磨高速刃具常用金屬材料工業(yè)用鋼（續(xù)）鋼種C%典型牌號合金元素作用熱處理使用狀態(tài)下組鋼種C%典型牌號合金元素作用熱處理使用狀態(tài)組織性能用途冷作模具鋼1.4~2.3Cr12Cr12MoVCr:提高淬透性。MoV:提高耐磨性鍛，退，淬火+低溫回火M回+A’(少量)+顆粒狀碳化物高硬度高耐磨冷沖模擠壓模熱鍛模鋼0.5~0.65CrNiMo5CrMnMo合金元素作用同調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)S回抗熱疲勞熱鍛模壓鑄模鋼0.3~0.63Cr2W8V合金元素作用同高速鋼淬火+回火M回+A’(少量)+顆粒狀碳化物抗熱疲勞,耐磨壓鑄模不銹鋼0.03-0.951Cr13,2Cr13Cr:提高耐蝕性；Ni:形成A；Ti:防止晶間腐蝕調(diào)質(zhì)S回高耐蝕性(隨C%增加,耐蝕性下降)汽輪機葉片3Cr13,4Cr13淬火+低溫回火M回醫(yī)療器械0Cr13不能熱處理F硝酸氮肥工業(yè)1Cr18Ni9Ti固溶處理A化工管道耐熱鋼15CrMo,12Cr1MoVCr,Si:提高抗氧化性;Mo:提高T再；V,Ti:彌散強化;Ni:形成A組織正火F+P高熱強性,高抗氧化性鍋爐零件4Cr9Si2,1Cr11MoV調(diào)質(zhì)S回氣閥,葉片1Cr18Ni9Ti固溶A過熱器管常用金屬材料-工業(yè)用鋼（續(xù)）鋼種C%典型牌號合金元素作用熱處理使用狀態(tài)組織性能用途冷作模㈡鑄鐵鑄鐵名稱牌號舉例獲得方法組織熱處理用途灰鑄鐵HT250(最低抗拉強度為250MPa)液態(tài)金屬石墨化+孕育處理基體(F、P、F+P)+片狀石墨去應(yīng)力，消除白口，表面淬火機床床身可鍛鑄鐵KTZ450-06(最低抗拉強度為450MPa,最低延伸率為6%)白口+石墨化退火基體(F、P)+團絮狀石墨石墨化退火車輪殼，管接頭球墨鑄鐵QT500-7(最低抗拉強度為500MPa,最低延伸率為7%)液態(tài)金屬石墨化+球化處理+孕育處理基體(F、P、F+P)+球狀石墨可進行各種熱處理柴油機曲軸常用金屬材料㈡鑄鐵鑄鐵名稱牌號舉例獲得方法組織熱處理用途灰鑄鐵HT25㈢有色金屬及其合金合金牌號舉例牌號含義性能用途鋁合金LF55號防銹鋁合金耐蝕、塑性好冷成型件LY1111號硬鋁合金強硬度高沖壓模鍛件LC44號超硬鋁合金高強受力大結(jié)構(gòu)件LD77號鍛鋁合金可鍛、耐溫鍛件ZL1022號Al-Si鑄造合金耐蝕,鑄造性好汽缸、活塞ZL2011號Al-Cu鑄造合金耐熱,強度較高較高溫高強件ZL3011號Al-Mg鑄造合金耐蝕,高強艦船配件ZL4011號Al-Zn鑄造合金高強,鑄造性好汽車飛機零件銅合金H68含68%Cu(32%Zn)黃銅塑性好冷變形件HPb59-1含59%Cu,1%Pb(40%Zn)黃銅高強船舶及化工零件QAl7含7%Al的鋁青銅高強,耐磨,耐蝕船舶飛機零件鈦合金TC44號+型鈦合金高強,耐蝕,耐熱<400℃航空件巴氏合金ZSnSb11Cu6Sn基軸承合金耐磨,導(dǎo)熱,耐蝕重型動力軸承ZPbSb16Sn16Cu2Pb基軸承合金高溫高強低速低載設(shè)備常用金屬材料㈢有色金屬及其合金合金牌號舉例牌號含義性能用途LF55號防過程裝備材料選用的一般原則

基本原則是使用性能、加工工藝性能和經(jīng)濟性?？煽啃?、資源、能源、環(huán)保原則也逐漸成為重要原則。選材原則和材料數(shù)據(jù)庫、專家系統(tǒng)簡介失效形式性能要求使用性能原則經(jīng)濟性原則選材（材料組分）生產(chǎn)運行工作條件加工工藝組織結(jié)構(gòu)加工工藝原則過程裝備材料選用的一般原則基本原則是使用性能、加工工藝性能使用性能原則

構(gòu)件的受力情況，如載荷的類型、載荷的形式、載荷的大小及分布情況。工作環(huán)境，主要是溫度和介質(zhì)情況。特殊要求，如傳熱、防振、重量輕等。選材原則工藝性原則

經(jīng)濟性原則

工藝簡單，容易加工，能源消耗少、材料利用率高、加工質(zhì)量好，使用時有好的使用性能。材料的價格、生產(chǎn)的總成本，材料費用同構(gòu)件加工制造、安裝、操作、檢驗、維修、更換及壽命結(jié)合。使用性能原則構(gòu)件的受力情況，如載荷的類型、載荷的形式、載荷專家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)知識庫綜合數(shù)據(jù)庫推理機知識獲取程序解釋程序人機接口材料選用專家數(shù)據(jù)庫專家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)知識庫材料選用專家數(shù)據(jù)庫P1661、3、7、8、12、17。P1731課后作業(yè)8P166課后作業(yè)8謝謝！*謝謝！*演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！工程材料海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院賈非DalianUniversityofTechnology第8章

有色金屬及其選用第9章選材原則和材料數(shù)據(jù)庫、專家系統(tǒng)簡介

*工程材料海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院賈非DalianUniv

主要內(nèi)容鈦及銅合金

鈦和鈦合金的基本性能、選用鋁及鋁合金鋁及鋁合金的性能、選用

銅及銅合金

銅及銅合金的性能、選用鎳及鎳合金

鎳及鎳合金的性能、選用軸承合金

軸承合金的性能、組織、選用選材原則和材料數(shù)據(jù)庫、專家系統(tǒng)簡介

鎳過程裝備材料選用的一般原則

工程材料數(shù)據(jù)庫、選用專家系統(tǒng)*主要內(nèi)容鈦及銅合金*有色金屬及其合金

在工業(yè)生產(chǎn)中，通常把鐵及其合金稱為黑色金屬，把其他非鐵金屬及其合金稱為有色金屬。有色金屬及其選用有色金屬及其合金在工業(yè)生產(chǎn)中，通常把鐵及其合金稱為黑色金屬有色金屬的產(chǎn)量和用量不如黑色金屬多，但由于其具有許多優(yōu)良的特性，如特殊的電、磁、熱性能，耐蝕性能及高的比強度(強度與密度之比)等，已成為現(xiàn)代工業(yè)中不可缺少的金屬材料.材料占汽車凈重比AlFe塑料其它橡膠磁材料玻璃聚碳酸酯Ti碳纖維各種材料在先進汽車中占的重量百分比有色金屬及其合金有色金屬的產(chǎn)量和用量不如黑色金屬多，但由于其具有許多優(yōu)良的特鑄造有色金屬及其合金牌號表示方法統(tǒng)一如下:①鑄造有色純金屬的牌號為Z+該金屬元素符號+純度百分含量數(shù)字(或用一短橫加順序號)。如ZAl99.5和ZTi-1。變形有色金屬及其合金的牌號表示方法還不統(tǒng)一。鋁錠有色金屬及其合金鑄造有色金屬及其合金牌號表示方法統(tǒng)一如下:變形有色金屬及其合②鑄造有色合金的牌號為Z+基體元素符號+主要合金元素符號及其名義百分含量數(shù)字+其他合金元素符號及其百分含量數(shù)字。如ZAlSi7Cu4、ZCuZn31Al2、ZSnSb11Cu6等?；旌舷⊥猎胤栍肦E表示。優(yōu)質(zhì)合金在牌號后標注字母“A”。有色金屬種類很多，本章僅對機械、儀表等工業(yè)中廣泛使用的鋁、銅、鈦及軸承合金作簡要介紹。有色金屬及其合金②鑄造有色合金的牌號為有色金屬種類很多，本章僅對機械、儀表鈦及鈦合金

一、工業(yè)純鈦

純鈦密度小，熔點高。882.5℃發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變-Ti?-Ti,由體心立方-Ti轉(zhuǎn)變?yōu)槊芘帕?Ti.純鈦比強度高，塑性、低溫韌性和耐蝕性好。美F-22戰(zhàn)機約36%重量的零件用鈦合金制造有色金屬及其合金鈦及鈦合金一、工業(yè)純鈦美F-22戰(zhàn)機約36%重量的零件用純鈦主要用于350℃以下工作、強度要求不高的零件，如石油化工用熱交換器、反應(yīng)器，海水凈化裝置及艦船零部件。鈦鋼復(fù)合反應(yīng)釜鈦管換熱器鈦制蒸餾塔鈦及鈦合金純鈦主要用于350℃以下工作、強度要求不高的零件，如石油化鈦合金純鈦加入合金元素形成鈦合金。鈦合金幾乎都含有鋁。鋁能提高鈦合金的強度、比強度和再結(jié)晶溫度.按退火組織，鈦合金可分為型鈦合金、型鈦合金和+型鈦合金三類，它們的牌號分別用TA、TB、TC加順序號表示。如TA5、TB2、TC4等。其中TA0~TA3為工業(yè)純鈦。鈦合金泵鈦及鈦合金鈦合金按退火組織，鈦合金可分為型鈦合金、型鈦合金和+1、型鈦合金主想穩(wěn)定元素有置換型的鋁，間隙性的碳、氧、氮等。多半屬于鈦-鋁系。不能熱處理強化，通常在退火狀態(tài)下使用,組織為單相固溶體.強度低于另兩類鈦合金，但高溫強度、低溫韌性及耐蝕性優(yōu)越.鈦合金氫泵誘導(dǎo)輪鈦合金氫泵殼體鈦合金1、型鈦合金鈦合金氫泵誘導(dǎo)輪鈦合金氫泵殼體鈦合金常用牌號有TA5、TA7等主要用于制造500℃以下工作的零件，如飛機壓氣機葉片、導(dǎo)彈的燃料罐、超音速飛機的蝸輪機匣及飛船上的高壓低溫容器等。

鈦合金衛(wèi)星框架鈦合金液下泵-Ti合金組織

型鈦合金常用牌號有TA5、TA7等鈦合金衛(wèi)星框架鈦合金液下泵-T2、型鈦合金加入的合金元素有同晶型鉬、鈮、釩和共析型的鉻、錳、銅、鐵、硅等元素。經(jīng)淬火加時效處理后，組織為相基體上分布著細小的相粒子。這類合金強度高，但冶煉工藝復(fù)雜，難于焊接,應(yīng)用受到限制。鈦合金管鈦合金管應(yīng)用鈦合金2、型鈦合金鈦合金管鈦合金管應(yīng)用鈦合金型鈦合金有TB2、TB3、TB4三個牌號。主要用于350℃以下工作的結(jié)構(gòu)件和緊固件,如飛機壓氣機葉片、軸、彈簧、輪盤等。鈦合金棒β鈦合金眼鏡架鈦離心泵

型鈦合金型鈦合金有TB2、TB3、TB4三個牌號。鈦合金棒β鈦合金3、+型鈦合金加入鋁、釩、鉬、鉻等。相含量大約5~20%?？蛇M行熱處理強化，強度高，塑性好，具有良好的熱強性、耐蝕性和低溫韌性。鈦合金列管式換熱器鈦合金3、+型鈦合金鈦合金列管式換熱器鈦合金+型鈦合金共有九個牌號，其中以TC4應(yīng)用最廣、用量最大，其經(jīng)過淬火加時效處理后，組織為++時效析出的針狀。α+β鈦合金組織α+β鈦合金組織（電鏡）

+型鈦合金+型鈦合金共有九個牌號，其中以TC4應(yīng)用最廣、用量最大，+型鈦合金主要用于制造400℃以下工作的飛機壓氣機葉片、火箭發(fā)動機外殼、火箭和導(dǎo)彈的液氫燃料箱部件及艦船耐壓殼體等.

生物醫(yī)用材料飛機壓氣機葉片

+型鈦合金+型鈦合金主要用于制造400℃以下工作的飛機壓氣機葉片、鈦合金鈦合金鈦合金鈦合金鋁及鋁合金

一、鋁及鋁合金性能特點

純鋁具有銀白色金屬光澤，密度小(2.72g/cm3)，熔點低(660.4℃),導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能優(yōu)良。耐大氣腐蝕，易于加工成形。具有面心立方晶格，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，無磁性。鋁合金制造的機翼有色金屬及其合金鋁及鋁合金一、鋁及鋁合金性能特點鋁合金制造的機翼有色金鋁合金既具有高強度又保持純鋁的優(yōu)良特性。鋁合金常加入的元素主要有Cu、Mn、Si、Mg、Zn等，此外還有Cr、Ni、Ti、Zr等輔加元素。

鋁合金型材鋁鑄件鋁及鋁合金鋁合金既具有高強度又保持純鋁的優(yōu)良特性。鋁合金型材鋁鑄件可將鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。變形鋁合金又分為可熱處理強化和不可熱處理強化兩類.鋁合金分類示意圖二、鋁合金的分類鋁合金一般具有有限固溶型共晶相圖。鋁及鋁合金可將鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。鋁合金分類示意圖三、鋁合金的熱處理

并淬火后獲得過飽和的單相固溶體組織的處理。時效是指將過飽和的固溶體加熱到固溶線以下某溫度保溫，以析出彌散強化相的熱處理?？蔁崽幚韽娀冃武X合金的熱處理方法：固溶處理+時效。固溶處理是指將合金加熱到固溶線以上，保溫加熱固溶淬火過飽和時效析出鋁及鋁合金三、鋁合金的熱處理并淬火后獲得過飽和的單相固溶體組在室溫下進行的時效稱自然時效；在加熱條件下進行的時效稱人工時效。時效強化效果與加熱溫度和保溫時間有關(guān)。溫度一定時，隨時效時間延長，時效曲線上出現(xiàn)峰值，超過峰值時間，析出相聚集長大，強度下降，為過時效。隨時效溫度提高，峰值強度下降，出現(xiàn)峰值的時間提前。含4%Cu鋁合金的時效曲線時效時間/d鋁及鋁合金在室溫下進行的時效稱自然時效；在加熱條件下進行的時效稱人工時時效時間屈服強度時效峰過時效亞時效鋁合金的熱處理時效時間屈服強度時效峰過時效亞時效鋁合金的熱處理四、鋁合金的牌號、性能及用途

1、變形鋁合金⑴變形鋁及鋁合金牌號表示方法根據(jù)國標規(guī)定，變形鋁及鋁合金可直接引用國際四位數(shù)字體系牌號或采用國標規(guī)定的四位字符牌號。全世界鋁的用量百萬噸一次生產(chǎn)量二次回收量總用量鋁及鋁合金四、鋁合金的牌號、性能及用途1、變形鋁合金全世界鋁的用量百鋁及鋁合金鋁及鋁合金GB3190-82中的舊牌號仍可繼續(xù)使用，表示方法為:防銹鋁合金：LF+序號

硬鋁合金：LY+序號超硬鋁合金：LC+序號

鍛鋁合金：LD+序號鋁合金波紋管鋁合金制品鋁是可以回收利用的金屬鋁及鋁合金GB3190-82中的舊牌號仍可繼續(xù)使用，表示方法為:鋁合工程材料-有色金屬及其選用培訓(xùn)課件⑵常用變形鋁合金①防銹鋁合金主要是Al-Mn和Al-Mg系合金。Mn和Mg主要作用是衛(wèi)星天線（LF2）

提高抗蝕能力和塑性，并起固溶強化作用。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。不能進行熱處理強化，常利用加工硬化提高其強度。鋁及鋁合金⑵常用變形鋁合金衛(wèi)星天線（LF2）提高抗蝕能力和塑汽化器(熱交換管為LF21)常用的Al-Mn系合金有LF21（3A21），其抗蝕性和強度高于純鋁，用于制造油罐、油箱、管道、鉚釘?shù)刃枰獜澢?、沖壓加工的零件。常用的Al-Mg系合金有LF5（5A05），其密度比純

鋁小，強度比Al-Mn合金高，在航空工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，如制造管道、容器、鉚釘及承受中等載荷的零件。防銹鋁合金汽化器(熱交換管為LF21)常用的Al-Mn系合金有LF2②硬鋁合金主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量Mn?？蛇M行時效強化，也可進行變形強化。強度、硬度高，加工性能好，耐蝕性低于防銹鋁。常用硬鋁合金如LY11(2A11)、LY12(2A12)等，用于制造沖壓件、模鍛件和鉚接件，如螺旋槳、梁、鉚釘?shù)?飛機翼梁(腹板為硬鋁合金)鋁及鋁合金②硬鋁合金常用硬鋁合金如LY11(2A11)、LY12③超硬鋁合金屬Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量Cr和Mn。時效強化效果超過硬鋁合金.熱態(tài)塑性好，但耐蝕性差。常用合金有LC4(7A04)、LC9(7A09)等，主要用于工作溫度較低、受力較大的結(jié)構(gòu)件,如飛機大梁、起落架等.飛機主起落架鋁及鋁合金③超硬鋁合金飛機主起落架鋁及鋁合金④鍛鋁合金Al-Cu-Mg-Si系合金可鍛性好，力學(xué)性能高，用于形狀復(fù)雜的鍛件和模鍛件，如噴氣發(fā)動機壓氣機葉輪、導(dǎo)風(fēng)輪等.壓氣機葉片Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐熱鍛鋁合金常用牌號有LD7(2A70)、LD8(2A80)、LD9(2A90)等。用于制造150~225℃下工作的零件，如壓氣機葉片、超音速飛機蒙皮等。鋁及鋁合金④鍛鋁合金壓氣機葉片Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐熱鍛鋁美F-117隱身戰(zhàn)斗機

(所用材料大部分是鋁合金)高比強鋁合金機翼鋁及鋁合金美F-117隱身戰(zhàn)斗機

(所用材料大部分是鋁合金)高比強鋁合2、鑄造鋁合金包括：Al-Si系：代號為ZL1+兩位數(shù)字順序號Al-Cu系：代號為ZL2+兩位數(shù)字順序號Al-Mg系：代號為ZL3+兩位數(shù)字順序號Al-Zn系：代號為ZL4+兩位數(shù)字順序號⑴Al-Si系鑄造鋁合金又稱硅鋁明。其中ZL102(ZAlSi12)是含12%Si的鋁硅二元合金，稱為簡單硅鋁明.577℃12.7%鋁及鋁合金2、鑄造鋁合金包括：又稱硅鋁明。其中ZL102(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，強度和塑性都較差。生產(chǎn)上通常用鈉鹽變質(zhì)劑進行變質(zhì)處理，得到細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

經(jīng)變質(zhì)處理

ZL102的鑄態(tài)組織

Al-Ai系鑄造鋁合金在普通鑄造條件下，ZL102組織幾乎全部為共晶體，由粗針狀加入其他合金元素的鋁硅鑄造合金稱復(fù)雜(或特殊)硅鋁明。Al-Si系鑄造鋁合金的鑄造性能好，具有優(yōu)良的耐蝕性、耐熱性和焊接性能?；钊?裙部為鋁硅合金)用于制造飛機、儀表、電動機殼體、汽缸體、風(fēng)機葉片、發(fā)動機活塞等。

Al-Ai系鑄造鋁合金加入其他合金元素的鋁硅鑄造合金稱復(fù)雜(或特殊)硅鋁明?；钊?⑵Al-Cu系鑄造鋁合金這類合金的耐熱性好，強度較高；但密度大，鑄造性能、耐蝕性能差，強度低于Al-Si系合金。汽缸頭常用代號有ZL201(ZAlCu5Mn)、ZL203(ZAlCu4)等。主要用于制造在較高溫度下工作的高強零件，如內(nèi)燃機汽缸頭、汽車活塞等。鑄造鋁合金⑵Al-Cu系鑄造鋁合金汽缸頭常用代號有ZL201(ZA⑶Al-Mg系鑄造鋁合金這類合金的耐蝕性好，強度高，密度?。坏T造性能差,耐熱性低。常用代號為ZL301(ZAlMg10)、ZL303(ZAlMg5Si1)等.主要用于制造外形簡單、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。鼓風(fēng)機密封件等(ZL102、301)鑄造鋁合金⑶Al-Mg系鑄造鋁合金常用代號為ZL301(ZAlMg1⑷Al-Zn系鑄造鋁合金這類合金的鑄造性能好，強度較高，可自然時效強化；但密度大，耐蝕性較差。大型空壓機活塞(ZL401)常用代號為ZL401(ZAlZn11Si7)、ZL402(ZAlZn6Mg)等.主要用于制造形狀復(fù)雜受力較小的汽車、飛機、儀器零件。鑄造鋁合金⑷Al-Zn系鑄造鋁合金大型空壓機活塞(ZL401)常用代銅及銅合金

一、銅及銅合金性能特點純銅呈紫紅色，故又稱紫銅，具有面心立方晶格，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，無磁性。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性。塑性好。熱軋銅合金有色金屬及其合金銅及銅合金一、銅及銅合金性能特點熱軋銅合金有色金屬及其合銅合金常加元素為Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、Ti、Zr、Cr等，既提高了強度，又保持了純銅特性.銅管銅與黃銅帶銅合金分為黃銅、青銅、白銅三大類。銅及銅合金銅合金常加元素為Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、T二、黃銅以鋅為主要合金元素的銅合金稱為黃銅。黃銅按化學(xué)成分可分為普通黃銅和特殊黃銅。按工藝可分為加工黃銅和鑄造黃銅。黃銅鑄件黃銅棒銅及銅合金二、黃銅黃銅鑄件黃銅棒銅及銅合金1、普通黃銅銅與鋅的二元合金稱為普通黃銅。加工普通黃銅的牌號為：H(黃)+表示銅平均百分含量的數(shù)字，如H68。從銅鋅合金相圖可以看出黃銅有

和+’兩種組織,分別稱單相黃銅和兩相黃銅。黃銅1、普通黃銅從銅鋅合金相圖可以看出黃銅有和+’兩種普通黃銅的顯微組織

單相黃銅兩相黃銅黃銅普通黃銅的顯微組織單相黃銅兩相黃銅黃銅黃銅黃銅單相黃銅塑性好。常用牌號有H80、H70、

H68。適于制造冷變形零件，如彈殼、冷凝器管等。兩相黃銅熱塑性好,強度高.常用牌號有H59、H62。適于制造受力件，如墊圈、彈簧、導(dǎo)管、散熱器等。冷凝器管汽車機油泵襯套黃銅單相黃銅塑性好。冷凝器管汽車機油泵襯套黃銅2、特殊黃銅在普通黃銅的基礎(chǔ)上加入Al、

Fe、Si、Mn、Pb、Sn、Ni等元素形成特殊黃銅。加工特殊黃銅的牌號為：H(黃)+主加元素符號(Zn除外)+銅平均百分含量+主加元素平均百分含量,如HPb59-1.特殊黃銅強度、耐蝕性比普通黃銅好，鑄造性能改善。黃銅制品黃銅棒黃銅2、特殊黃銅黃銅制品黃銅棒黃銅常用牌號有HPb63-3、HAl60-1-1、HSn62-1、HFe59-1-1、ZCuZn38Mn2Pb2、ZCuZn16Si4等。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。黃銅常用牌號有HPb63-3、HAl60-1-1、HSn62-1三、青銅除黃銅和白銅外的其他銅合金統(tǒng)稱為青銅。加工青銅的牌號為：Q+主加元素符號及其平均百分含量+其他元素平均百分含量如QSn4-3(含4%Sn、3%Zn).常用青銅有錫青銅、鋁青銅、鈹青銅、硅青銅、鉛青銅等。

青銅制品銅及銅合金三、青銅青銅制品銅及銅合金1、錫青銅是以錫為主加元素的銅合金，錫含量一般為3~14%。錫青銅鑄造流動性差，鑄件密度低，易滲漏，但體積收縮率在有色金屬中最小。錫青銅耐蝕性良好，在大氣、海水及無機鹽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。錫青銅錠Cu-Sn相圖青銅1、錫青銅錫青銅錠Cu-Sn相圖青銅常用牌號有QSn4-3、QSn6.5-0.4、ZCuSn10Pb1等。主要用于耐蝕承載件,如彈簧、軸承、齒輪軸、蝸輪、墊圈等。錫青銅管船用青銅軟管快速接頭閥(錫青銅閥體、閥蓋)錫青銅常用牌號有QSn4-3、QSn6.5-0.4、ZCuSn102、鋁青銅以鋁為主加元素的銅合金，鋁含量為5~11%。強度、硬度、耐大型水力發(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，鑄造性能好，但焊接性能差。常用牌號有QAl5、QAl7、ZCuAl8Mn13Fe3Ni2等。主要用于制造船舶、飛機及儀器中的高強、耐磨、耐蝕件，如齒輪、軸承、蝸輪、軸套、螺旋槳等。青銅2、鋁青銅大型水力發(fā)電設(shè)備中的抗磨環(huán)磨性、耐熱性及耐3、鈹青銅以鈹為主加元素的銅合金，鈹含量為1.7~2.5%。具有高的強度、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，但價格較貴.鈹青銅制品常用牌號有QBe2、QBe1.7、QBe1.9等。用于重要的彈性件、耐磨件，如精密彈簧、膜片，高速、高壓軸承及防爆工具、航海羅盤等重要機件.青銅3、鈹青銅鈹青銅制品常用牌號有QBe2、QBe1.7、QBe普通白銅是Cu-Ni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。普通白銅牌號：B+鎳的平均百分含量，如B5。常用牌號有B5、B19等。用于在蒸汽和海水環(huán)境下工作的精密機械,儀表零件及冷凝器,蒸餾器,熱交換器等.

白銅件四、白銅以鎳為主要合金元素的銅合金稱白銅。分普通白銅和特殊白銅。銅及銅合金普通白銅是Cu-Ni二元合金，具有較高的耐蝕性和抗腐蝕疲勞性特殊白銅是在普通白銅基礎(chǔ)上添加Zn、Mn、Al等元素形成的，分別稱鋅白銅、錳白銅、鋁白銅等。其耐蝕性、強度和塑性高，成本低。常用牌號如BMn40-1.5(康銅)、BMn43-0.5(考銅)。用于制造精密機械、儀表零件及醫(yī)療器械等?？点~熱偶白銅型材銅及銅合金特殊白銅是在普通白銅基礎(chǔ)上添加Zn、Mn、Al等元素形成的，軸承合金

制造滑動軸承的軸瓦及其內(nèi)襯的耐磨合金稱為軸承合金?；瑒虞S承是許多機器設(shè)備中對旋轉(zhuǎn)軸起支撐

作用的重要部件，由軸承體和軸瓦兩部分組成。與滾動軸承相比滑動軸承具有承載面積大，工作平穩(wěn)，無噪音及拆裝方便等優(yōu)點。有色金屬及其合金軸承合金制造滑動軸承的軸瓦及其內(nèi)襯的耐磨合金稱為軸承合金。一、組織性能要求當軸高速旋轉(zhuǎn)時，軸瓦與軸頸發(fā)生強烈摩擦，承受軸頸施加的交變載荷和沖擊力。對軸承合金的性能要求：⑴足夠的強韌性，以承受軸頸施加的交變沖擊載荷.⑵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。⑶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。軸承合金一、組織性能要求軸承合金為滿足上述性能要求，軸承合金的組織應(yīng)是軟的基體上分布著硬的質(zhì)點或硬的基體上分布著軟的質(zhì)點.當軸旋轉(zhuǎn)時，軟的基體（或質(zhì)點）被磨損而凹陷，減少了軸頸與軸瓦的接觸面積，有利于儲存潤滑油

和軸與軸瓦間的磨合，而硬的質(zhì)點(基體)則支撐著軸頸，起承載和耐磨作用.軟基體(或質(zhì)點)還能起嵌藏外來硬雜質(zhì)顆粒的作用,以避免擦傷軸頸。軸承合金為滿足上述性能要求，軸承合金的組織應(yīng)是軟的基體上分布著硬的質(zhì)1、錫基軸承合金是以錫為主并加入少量銻、銅等元素組成的合金，熔點較低，是軟基體硬質(zhì)點組織類型的軸承合金。二、常用軸承合金工業(yè)上常用的是錫基、鉛基軸承合金,又稱巴氏合金。典型牌號為ZSnSb11Cu6。(其組織為基體+白亮塊狀SnSb+星狀Cu3Sn)ZSnSb11Cu6合金的顯微組織軸承合金1、錫基軸承合金二、常用軸承合金典型牌號為ZSnSb11C錫基軸承合金具有較高的耐磨性、導(dǎo)熱性、耐蝕性和嵌藏性，摩擦系數(shù)和熱膨脹系數(shù)小，但疲勞強度較低，工作溫度不超過150℃，價格高。巴氏合金軸瓦廣泛用于重型動力機械，如氣輪機、渦輪機和內(nèi)燃機等大型機器的高速軸瓦。錫基軸承合金錫基軸承合金具有較高的耐磨性、導(dǎo)熱性、耐蝕性和嵌藏性，摩擦系2、鉛基軸承合金是以鉛為主加入少量銻、錫、銅等元素的合金，也是軟基體硬質(zhì)點型軸承合金。典型牌號為ZPbSb16Sn16Cu2ZPbSb16Sn16Cu2合金的顯微組織[(+)共晶基體+方塊狀SnSb+針狀Cu3Sn]

軸承合金2、鉛基軸承合金ZPbSb16Sn16Cu2合金的顯微組織鉛基軸承合金的強度、硬度、耐蝕性和導(dǎo)熱性都不如錫基軸承合金，但其成本低，高溫強度好，有自潤滑性。常用于低速、低載條件下工作的設(shè)備,如汽車、拖拉機曲軸的軸承等。內(nèi)燃機軸瓦鉛基軸承合金鉛基軸承合金的強度、硬度、耐蝕性和導(dǎo)熱性都不如錫基軸承合金，錫基和鉛基軸承合金強度比較低，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。表面保護層

減磨層

鎳柵層

軸承合金

襯背

軸承合金錫基和鉛基軸承合金強度比較低，為提高其承載能力和使用壽命，生鋼種C%典型牌號合金元素作用熱處理使用狀態(tài)下組織性能用途碳素結(jié)構(gòu)鋼<0.4Q195Q235熱軋空冷F+P塑性,焊接性好建筑結(jié)構(gòu)低合金高強度鋼<0.2Q345(16Mn)Mn:強化F,增加P,降低脆轉(zhuǎn)溫度熱軋空冷F+P塑性,焊接性好橋梁,船舶,容器滲碳鋼0.1~0.252020Cr20CrMnTiCr,Mn:提高淬透性,強化F,Ti:細化晶粒滲碳+淬火+低溫回火表面：M回+A’(少量)+顆粒狀Fe3C心部：M回+F表硬里韌軸、齒輪調(diào)質(zhì)鋼0.3~0.54540Cr40CrNiMoCr,Ni:提高淬透性,強化F,Mo:防止第二類回火脆性調(diào)質(zhì)S回良好綜合力學(xué)性能軸、齒輪彈簧鋼0.6~0.90.45~0.765Mn60Si2MnCr,Mn:提高淬透性,強化F；Si:提高屈強比淬火+中溫回火T回高s/b高-1