工程材料第九章

工程材料第九章第一頁，共四十三頁，2022年，8月28日第九章有色金屬及其合金第二頁，共四十三頁，2022年，8月28日第八章鑄鐵鑄鐵是含碳量大于2.11%的鐵碳合金。鑄鐵是人類使用最早的金屬材料之一，具有生產(chǎn)方法簡便，成本低廉，性能優(yōu)良等特點，至今仍使用廣泛。缺點：硬脆，不易加工，只能鑄造。

典型零件：機床床身、汽缸體和缸套、凸輪軸、曲軸。鑄鐵的類別：①白口鑄鐵：碳主要以滲碳體（Fe3C）形式存在的鑄鐵。②灰口鑄鐵：碳主要以石墨（G）形式存在的鑄鐵。②麻口鑄鐵：介于白口鑄鐵和灰口鑄鐵之間鑄鐵。本章介紹灰口鑄鐵。

硬而脆，很少用做零件，作原料用（生鐵）。

猜想分類依據(jù)是……？第三頁，共四十三頁，2022年，8月28日第九章有色金屬及其合金

(ColoredMetalandAlloy)鋁及鋁合金銅及銅合金滑動軸承合金鈦及鈦合金第四頁，共四十三頁，2022年，8月28日概述1、定義:除黑色金屬(鐵錳鉻，多指鋼、鐵)以外的所有金屬。

2、性能特點:具有獨特的物理、化學性能。3.分類重金屬(密度＞3.5);Cu、Ni等。輕金屬(密度＜3.5);Al、Mg等。貴重金屬;Au、Ag、Pt等。稀有金屬;W、Ti、Ra、Nb等。半金屬;Si、Te、B等。第五頁，共四十三頁，2022年，8月28日一、工業(yè)純鋁特點:密度??；導電及導熱性能好；抗大氣腐蝕性好；塑性高;強度低；無磁性；無打擊火花；加工工藝性好等。牌號：舊代號：L1L2L3······四位數(shù)字牌號：107010601050第一節(jié)鋁及鋁合金第六頁，共四十三頁，2022年，8月28日二、鋁合金的分類第七頁，共四十三頁，2022年，8月28日鋁合金的分類變形鋁合金鑄造鋁合金不能熱處理強化能熱處理強化第八頁，共四十三頁，2022年，8月28日三、鋁合金的熱處理時效強化(ageingstrengthening)退火(anneal)回歸(regression)第九頁，共四十三頁，2022年，8月28日1.固溶、時效在固溶處理后的合金隨時間延續(xù)而發(fā)生進一步強化的現(xiàn)象。背景資料:1906年德國Duralumin首次發(fā)現(xiàn)。1910年德國A·Welmer發(fā)明并獲專利。1916年用于制造飛機。1938年Guinier–Preston建立學說。第十頁，共四十三頁，2022年，8月28日固溶處理：

時效處理自然時效人工時效將鋁合金加熱至α單相區(qū)恒溫保持，然后快速冷卻。固溶處理后的鋁合金強度隨時間而變化的現(xiàn)象。第十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日含4%Cu的鋁合金自然時效曲線第十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日含4%Cu的鋁合金的人工時效曲線*過時效：時效溫度過高合金軟化第十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日2、退火(anneal)

形變鋁合金的退火:

*消除應(yīng)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(yīng)力;

*均勻成分;第十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日3、回歸(regression)回歸：人工時效的鋁合金再經(jīng)固溶后性能恢得現(xiàn)象（塑性改善，強度下降）*人工時效后的鋁合金沒有回歸現(xiàn)象。時間溫度

加熱200～270℃水

淬時效組織原淬火組織

第十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日常用的鋁合金變形鋁合金

(deformationaluminumalloy)鑄造鋁合金

(castaluminumalloy)第十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日三、變形鋁合金

(deformationaluminumalloy)1.防銹鋁合金(LF):

Al–Mn通過固溶強化提高鋁合金的強度和抗蝕性(比純鋁好)。例如:LF21。

Al–Mg通過固溶強化提高鋁合金的強度和抗蝕性(比純鋁輕)。例如:LF2、LF6等。第十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日飛機翼梁(腹板為硬鋁合金)2.硬鋁合金(LY):

Al–Cu–Mg通過時效強化提鋁合金強度,但耐蝕性不高。LY1、LY11、LY12。3.超硬鋁合金(LC):

Al–Zn–Mg–Cu通過時效強化和形成的強化相,使鋁合金達到最高的硬度和強度。但耐蝕性較差。LC4、LC9。飛機主起落架第十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日4.鍛鋁合金(LD):

Al–Mg–Si–Cu具有良好的熱塑性,通過固溶處理和人工時效來提高鋁合金的力學性能。LD5、LD6、LD10。壓氣機葉片第十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日變形鋁合金牌號表示方法：

GB/T16474-1996四位字符：如：2A11：11號鋁銅合金第二十頁，共四十三頁，2022年，8月28日四、鑄造鋁合金

(castaluminumalloy)鑄造鋁–硅合金鑄造鋁–銅合金鑄造鋁–鎂合金鑄造鋁–鋅合金第二十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日1.鑄造鋁–硅合金(ZL101～ZL111):活塞(裙部為鋁硅合金)特點：鑄造性能好是最常用的鑄鋁合金第二十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日鋁硅合金變質(zhì)處理變質(zhì)劑：

2/3NaF+1/3NaCl組織變化：

細化硅晶體性能變化：

強度提高、塑性改善ZL102未變質(zhì)ZL102變質(zhì)第二十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日2.鑄造鋁–銅合金(ZL201～ZL203):有較高的強度、塑性及耐熱性,但鑄造性能和耐蝕性較差。

鋁銅合金鑄造組織(化染)210×汽缸頭第二十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日3.鑄造鋁–鎂合金(ZL301、ZL302):有較高的強度、韌性及耐蝕性,但鑄造性能和耐熱性較差。

鋁鎂合金鑄造組織(化染)150×鼓風機用密封件(ZL102)及抗空架件(ZL301)第二十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日4.鑄造鋁–鋅合金(ZL401、ZL402):具有良好的鑄造性,經(jīng)變質(zhì)處理和時效處理后,強度高,但耐蝕性差。大型空壓機活塞(ZL401)第二十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日鑄鋁合金牌號表示：

例：ZAlCu5Mn

第二十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日第二節(jié)銅及銅合金一、純銅

性能特點:密度大;導電及導熱性能好;抗大氣腐蝕性好;塑性高;強度低;無磁性;無打擊火花;加工工藝性好分類：工業(yè)純銅T1～T4無氧銅TU2第二十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日

純銅組織金相圖第二十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日二、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。第三十頁，共四十三頁，2022年，8月28日三、黃銅(brass)普通黃銅(commonbrass)特殊黃銅(specialbrass)第三十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日50030405060700400300200100010205040302010506070809010011040HB+’bb(Mpa)(%)HB（1）黃銅的力學性能與含鋅量的關(guān)系1、普通黃銅(commonbrass)第三十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日（2）黃銅的牌號H90含銅量WCu=90%黃銅第三十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日（3）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第三十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日2、特殊黃銅(specialbrass)定義:在黃銅中加入Al、Fe、Si、Cr、Ni、Sn、Mn等元素所形成的合金。牌號:HAl59-3含鋁量WAl=3%含銅量WCu=59%第三十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日常用的特殊黃銅海軍黃銅---HSn62-1易切削黃銅---HPb59-1第三十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日四、青銅(bronze)普通青銅(錫青銅)(tinbronze)特殊青銅(無錫青銅)(tin–freebronze)第三十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日青銅牌號的表示方法ZQSn10–1其它合金元素含量為1%主加元素錫其含量為WSn=10%青銅鑄造第三十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日1、錫青銅(tinbronze)371014壓力加工鑄造成形σbα+δδαδ第三十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日錫青銅的性能特點：耐磨性耐蝕性收縮小無磁性不致密、易滲漏流動性差錫青銅的應(yīng)用：彈簧、軸承、軸瓦強度高第四十頁，共四十三頁，2022年，8月28日2、特殊青銅(無錫青銅)

(tin–freebronze)硅青銅:QSi3–1鋁青銅:QAl7鈹青銅:QBe2;具有非常好的力學