工程材料教學課件機制用

工程材料教學課件機制用第一頁，共二十五頁，2022年，8月28日②變形鋁：按GB/T16474-1996規(guī)定最低鋁百分含量中小數(shù)點后面兩位數(shù)字原始純鋁的改型情況，A為原始純鋁，其它字母為原始純鋁的改型如：1A30表示Al=99.30%的原始純鋁①鑄造純鋁：按GB/T8063-94規(guī)定

鋁的百分含量如：ZAl99.5表示Al=99.5%的鑄造純鋁2、分類及牌號

ZAl××１＋字母＋數(shù)字第二頁，共二十五頁，2022年，8月28日二、鋁合金1、分類

根據(jù)鋁合金的成分和加工成形特點，可將鋁合金分為形變鋁合金和鑄造鋁合金兩大類2、熱處理①退火

形變鋁合金的退火:

消除應力,硬度不變；消除加工硬化,降低硬度,便于冷塑性加工。

鑄造鋁合金的退火:

消除應力；均勻成分。

第三頁，共二十五頁，2022年，8月28日②淬火和時效強化

將鋁合金加熱到單相區(qū)保溫后，快速冷卻使第二相來不及析出，得到過飽和不穩(wěn)定的單一固溶體的熱處理工藝稱淬火。（固溶處理）

將過飽和固溶體在室溫放置或加到某一溫度保溫，隨時間的延長，其強度和硬度升高，塑性和韌性下降的現(xiàn)象稱為時效強化。

在室溫下進行的時效成為自然時效，在加熱條件下（100～200℃）進行的時效稱為人工時效第四頁，共二十五頁，2022年，8月28日×+字母+××順序號A為原始純鋁，其它字母為改型2～8依次是Cu、Mn、Si、Mg、Mg+Si、Zn，其它元素

牌號如：2A11表示以銅為主要合金元素的形變鋁合金。3、常用的鋁合金①形變鋁合金(deformationaluminumalloy)

種類及應用1）防銹鋁3A21（LF21）：Al-Mn系5A05（LF5）：Al-Mg系第五頁，共二十五頁，2022年，8月28日2）硬鋁Al-Cu-Mg系

經(jīng)淬火+時效處理后具有較高的強度和硬度(400MPa），但耐蝕性不高(包鋁)，用作飛機構(gòu)架、螺旋槳、葉片等。

不能用熱處理強化，用冷變形強化。具有良好的塑性、耐蝕性及焊接性。用于制造受力不大、經(jīng)沖壓或焊接制品的零件，如各種容器、油箱、導管、線材等。2A11（LY11）標準硬鋁2A12（LY12）高合金硬鋁2A01（LY1）低合金硬鋁（鉚釘鋁）第六頁，共二十五頁，2022年，8月28日第七頁，共二十五頁，2022年，8月28日3）超硬鋁Al-Cu-Mg-Zn系，

經(jīng)淬火+人工時效后達到最高的硬度和強度（600MPa)。但耐蝕性較差(包鋁)，主要用在受力大的構(gòu)件中，如大梁、桁架、翼肋、起落架和活塞等。7A04（LC4）、7A06（LC6）第八頁，共二十五頁，2022年，8月28日4）鍛鋁Al-Mg-Si-Cu壓氣機葉片

經(jīng)淬火+時效處理后強度可與硬鋁媲美，鍛造性能好，用于制造棒材和模段件中，如發(fā)動機葉片等。2A50（LD5）、2A70（LD7）、2A14（LD10）②鑄造鋁合金

(castaluminumalloy)ZL×××

代號及牌號代號：順序號合金類別（1-鋁硅合金；2-鋁銅合金；3-鋁鎂合金；4-鋁鋅合金）第九頁，共二十五頁，2022年，8月28日種類及應用1）Al-Si系合金(ZL101～ZL109)

如ZL102表示2號Al-Si系鑄造鋁合金。如ZAlSi12表示Si=12%的Al-Si系鑄造鋁合金。牌號：ZAl＋主要合金化學元素符號＋合金元素含量。

鑄造性能好，密度小，具有優(yōu)良的耐蝕性、耐熱性和焊接性。用于制造低、中等強度形狀復雜的零件，如飛機、儀器、儀表、抽水機殼體、內(nèi)燃機活塞、汽缸體等零件。鋁合金發(fā)動機汽缸體和缸蓋第十頁，共二十五頁，2022年，8月28日2）Al-Cu系合金(ZL201～ZL202)

活塞(裙部為鋁硅合金)有較高的強度、塑性及耐熱性,但鑄造性能和耐蝕性較差，密度大。用于制造較高溫度下工作的要求高強度的零件，如氣缸頭、活塞、掛架梁、支臂等。汽缸頭第十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日3）Al-Mg系合金(ZL301、ZL303)4）Al-Zn系合金(ZL401、ZL402)

有較高的強度、韌性及耐蝕性,密度小，但鑄造性能和耐熱性較差，用于制造在腐蝕介質(zhì)下工作的承受一定沖擊載荷的形狀比較簡單的零件，如艦船配件等。鼓風機用密封件(ZL102)及抗空架件(ZL301)

鑄造性能好,經(jīng)變質(zhì)處理和時效處理后,強度高,但密度大，耐蝕性差。用于制造受力較小、形狀復雜的汽車、飛機、儀器等零件。大型空壓機活塞(ZL401)第十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日7.2銅及其合金一、純銅（外觀呈紫紅色,故又稱紫銅）⑤塑性極好,并有良好的低溫韌性,可以進行冷、熱壓力加工，但強度低。主要用于導電、導熱及兼有耐蝕性的器材和作為配制銅合金的原料。①相對密度為8.9,熔點為10830C；②導電性和導熱性優(yōu)良；④具有面心立方晶格,無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，只能以冷作硬

化的方式進行強化③抗大氣腐蝕性好;1、特點及應用第十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日加工產(chǎn)品：代號有T1、T2、T3、T4未加工產(chǎn)品：代號有Cu-1、Cu-2后面數(shù)字均為順序號二、銅合金1、銅合金的分類黃銅:Cu–Zn白銅:Cu–Ni青銅:除黃銅和白銅外的所有銅合金。2、常用的銅合金1）黃銅(brass)2、分類及代號

第十四頁，共二十五頁，2022年，8月28日①普通黃銅

Cu-Zn(commonbrass)××Cu%Cu=70%耐蝕性優(yōu)于鋼鐵，主要用于機械制造、電氣部門的一些零件，如彈殼、冷凝器管、散熱器、墊圈、彈簧、螺釘?shù)取｜S銅H如：H70黃銅的力學性能與含鋅量的關系α相：Zn在Cu的固溶體β相：電子化合物Cu-Zn為基的固溶體第十五頁，共二十五頁，2022年，8月28日

常用的黃銅金獎黃銅——H90彈殼黃銅——H70(H68)日用黃銅——H62(H59)法蘭閥閘閥冷凝器管彈殼第十六頁，共二十五頁，2022年，8月28日××黃銅H主加元素化學符號MeMe%×Cu%HPb59-1Pb=1%Cu=59%鉛黃銅②特殊黃銅

(specialbrass)

特殊黃銅是指在黃銅中加入Al、Fe、Si、Cr、Ni、Sn、Mn等元素所形成的合金，具有更高的強度、硬度、耐蝕性和良好的鑄造性能。第十七頁，共二十五頁，2022年，8月28日鉛黃銅鉛的加入可改善切削加工性和耐磨性，用于制造鐘表中的一些零件、軸瓦襯套等。鋁黃銅鋁的加入在提高強度、硬度、耐蝕性的同時還可以減少黃銅的自裂傾向，用于海洋機械以及耐蝕零件當中。硅黃銅硅的加入可以改善鑄造性能，提高強度和耐蝕性，用于船舶、化工機械。第十八頁，共二十五頁，2022年，8月28日2）青銅

(bronze)①錫青銅(普通青銅Cu-Sn)(tinbronze)錫青銅的力學性能與含錫量的關系如右圖所示。QSn4-3Zn=3%Sn=4%錫青QSn××Me′%Me%錫青第十九頁，共二十五頁，2022年，8月28日②無錫青銅

(tin–freebronze)

鋁青銅：易獲得致密的鑄件，強度、硬度、耐磨性和耐蝕性比黃銅和錫青銅高，相對價廉，常用于制造齒輪、蝸輪軸套、彈簧以及船用設備中一些耐磨、耐蝕件。其牌號如QAl5，表示含鋁量5%，余為含銅量的鋁青銅。

錫青銅的鑄造收縮率小，流動性差，在氨水、鹽酸、硫酸中耐腐蝕差，但在大氣、海水、淡水和無機鹽類溶液中的耐腐蝕優(yōu)于黃銅，主要用于制造形狀比較復雜、耐蝕性好、致密度要求不高的鑄件。

鈹青銅：具有高的強度、硬度、彈性、疲勞強度和耐蝕性以及良好的導電性、導熱性和受沖擊時不起火花等優(yōu)點，用于制造各種精密儀器、儀表中的重要彈簧、膜片及第二十頁，共二十五頁，2022年，8月28日其他彈性元件；還可用于制造特殊要求的耐磨件，如齒輪、羅盤、襯套以及防爆工具和電接觸器等。其牌號如QBe2，表示含鈹量2%、余為銅的鈹青銅。3、鑄造銅合金的牌號表示法ZCu＋主加元素化學符號及含量＋其它合金元素化學符號及含量第二十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日7.3軸承合金(bearingalloy)一、定義軸承合金是用來制造滑動軸承中的軸瓦及內(nèi)襯的合金。各類型軸瓦第二十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日三、性能要求

4）導熱性和低的膨脹系數(shù)，以防溫升和軸的咬合。1）足夠的抗壓強度、硬度和疲勞強度，以承受較高的載荷；2）足夠的塑性與韌性，以抵抗沖擊和震動；3）良好的磨合性和小的摩擦系數(shù)，并能儲油以減少軸的磨損；支撐軸高速旋轉(zhuǎn)，強烈摩擦