材料成型工艺4非铁金属及其合金.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,非铁金属及其合金,概述,铝及铝合金,铜及铜合金,滑动轴承合金,第一节 概述,1.,定义,:,除黑色金属,(,钢、铁,),以外的所有 金属。,2.,性能特点,:,具有独特的性能。,3.,分类,重金属,(,密度,3.5);Cu,、,Ni,等。,轻金属,(,密度,3.5);Al,、,Mg,等。,贵重金属,;,Au,、,Ag,、,Pt,等。,稀有金属,;,W,、,Ti,、,Ra,、,Nb,等。,半金属,;,Si,、,Te,、,B,等。,第二节 铝及铝合金,一,.,铝的性能特点,:,密度小,;,导电及导热,性能好,;抗大气腐蚀性好,;,塑性高,;,强,度低,;,无磁性,;,无打击火花,;,加工工艺,性好等。,二,.,纯铝的分类,高纯,铝,L01,04,工业高纯铝,L0,、,L00,工业纯铝,L1,5,三,.,铝合金的分类,铝合金,的分类,形变铝合金,铸造铝合金,不能热处理,强化铝合金,能热处理,强化铝合金,四,.,铝合金的热处理,退火,(anneal),时效强化,(ageing strengthening),回归,(regression),一,),退火,1.,形变铝合金的退火,:,*,消除应力,硬度,不变。,*,消除加工硬化,降低硬度,便于,冷塑性加工。,2.,铸造铝合金的退火,:,消除应力,;,均匀成分,;,二,),时效强化,1.,定义,:,在固溶处理后的合金随时间延,续而发生进一步强化的现象。,2.,背景资料,:,1906,年德国,Duralumin,首次发现。,1910,年德国,A Welmer,发明并获专利。,1916,年用于制造飞机。,1938,年,Guinier Preston,建立学说。,3.,种类,自然时效,人工时效,含,4%Cu,的铝合金自然时效曲线,含,4%Cu,的铝合金在不同温度下的人工时效曲线,Al Cu,合金部分相图,三,),回归,(regression),时间,温度,加,热,200,270,水,淬,时效组织,原,淬火组织,人工时效后的铝合金没有回归现象。,五,.,常用的铝合金,形变铝合金,铸造铝合金,一,),形变铝合金,(deformation aluminum alloy),1.,防,锈,铝,合金,(,L,F,):,Al Mn,通过固溶强化提高铝合金的,强度和抗蚀性,(,比纯铝好,),。,例如,:LF21,。,Al Mg,通过固溶强化提高铝合金的,强度和抗蚀性,(,比纯铝轻,),。,例如,:LF2,、,LF6,等。,飞机翼梁,(,腹板为硬铝合金,),2.,硬,铝,合金,(,L,Y,):,Al Cu Mg,通过,时效强化,提铝合金强度,但,耐蚀性不高,。,LY1,、,LY11,、,LY12,。,3.,超,硬,铝,合金,(,L,C,):,Al Zn Mg Cu,通过,时效强化和形成的强化相,使铝合金达到,最高的硬度和,强度,。但,耐蚀性较差,。,LC4,、,LC9,。,飞机主起落架,4.,锻,铝,合金,(,L,D,):,Al Mg Si Cu,具有良好的热塑性,通过固溶处理和人工时效,来提高铝合金的力学性能。,LD5,、,LD6,、,LD10,。,压气机叶片,二,),铸造铝合金,(cast aluminum alloy),铸造铝,硅合金,铸造铝,铜合金,铸造铝,镁合金,铸造铝,锌合金,1.,铸,造,铝,硅,合金,(,Z,L,1,01,ZL111):,活塞,(,裙部为铝硅合金,),ZL102,合金铸造组织,(,化染,)55,2.,铸,造,铝,铜合金,(,Z,L,2,01,ZL203):,有较高的强度、塑性及耐热性,但铸,造性能和耐蚀性较差。,铝,铜,合金铸造组织,(,化染,)210,汽缸头,3.,铸,造,铝,镁,合金,(,Z,L,3,01,、,ZL302):,有较高的强度、韧性及耐蚀性,但铸,造性能和耐热性较差。,铝镁合金铸造组织,(,化染,)150,鼓风机用密封件,(ZL102),及,抗空架件,(ZL301),4.,铸,造,铝,锌,合金,(,Z,L,4,01,、,ZL402):,具有良好的铸造性,经变质处理和,时效处理后,强度高,但耐蚀性差。,大型空压机活塞,(ZL401),第三节 铜及铜合金,一,.,铜的性能特点,:,密度大,导电及导热,性能好,;,抗大气腐蚀性好,;,塑性高,;,强,度低,;,无磁性,;,无打击火花,;,加工工艺,性好等。,二,.,纯铜的分类,工业纯铜,T1,T4,无氧铜,TU2,纯,铜,组织金相图,三,.,铜合金的分类,黄铜,:Cu Zn,白铜,:Cu Ni,青铜,:,除黄铜和白,铜外的所有,铜合金。,一,.,黄铜,(brass),普通黄铜,(common brass),特殊黄铜,(special brass),一,),普通黄铜,(common brass),1.,黄铜的牌号,(Z),H,90,含铜,量,W,Cu=90%,黄铜,铸造,2.,常用的黄铜,金奖黄铜,-H90,弹壳黄铜,-H70(H68),日用黄铜,-H62(H59),法兰阀,闸阀,冷凝器管,二,),特殊黄铜,(special brass),1.,定义,:,在黄铜中加入,Al,、,Fe,、,Si,、,Cr,、,Ni,、,Sn,、,Mn,等元素所形成的合金。,2.,牌号,:,H,Al,59,-,3,含铝量,W,Al=3%,含铜量,W,Cu=59%,3.,常用的特殊黄铜,海军黄铜,-HSn62-1,易,切削黄铜,-HPb59-1,H62 1,海军黄铜金相组织图,62Cu 37Zn Sn,海军黄铜铸造组织,(,化染,)600,硅黄铜铸造组织金相图,硅黄铜铸造组织,(,化染,)50,铅黄铜退火组织金相图,铅黄铜铸造组织,(,化染,)70,锰黄铜铸造组织金相图,锰黄铜铸造组织,(,化染,)25,4.,黄铜的自裂与脱锌,:,自裂,-,应力腐蚀,:,黄铜,在塑性变形后产,生较大应力,在,潮湿空气,中或在,微,量氨,的气份中发生应力腐蚀。含,锌量越高,应力腐蚀倾向越大。,脱锌,-,锌的电极电位远低于铜,所以在,盐水中黄铜极易发生电化学腐蚀。,5.,黄铜的热处理,:,去,应力退火,:,在,200,300,左右退,火,提高塑性和弹性极,限,消除应力腐蚀。,再结晶退火,:,在,500,700,左右退,火,消除加工硬化,恢复,塑性。,二,.,青铜,(bronze),普通青铜,(,锡青铜,),(tin bronze),特殊青铜,(,无锡青铜,),(tin free bronze),青铜牌号的表示方法,Z,Q,Sn10,1,其它合金元,素含量为,1%,主,加元素锡其含,量为,WSn=10%,青铜,铸造,一,),锡青铜,(tin bronze),3 7,10 14,压力加工,铸造成形,b,+,锡青铜铸造组织金相图,锡青铜铸造组织,(,真空镀膜,)53,二,),特殊青铜,(,无锡青铜,)(tin free bronze),1.,硅青铜,:QSi3 1,2.,铝青铜,:QAl7,3.,铍青铜,:QBe2;,具有非常好的力学,性能。用于制造重要、精,密、高温、高速下工作的,零件。,第四节 滑动轴承合金,(bearing alloy),一,.,定义,:,工件体,轴,轴瓦,二,.,性能要求,:,1.,在工作温度下,应具有足够的抗压强度、疲劳强度和,高的耐磨性,。,2.,具有足够的,塑性与韧性,。,3.,具有较小的摩擦系数。,4.,具有良好的磨合性。,5.,具有良好的抗蚀性。,6.,具有良好的导热性。,7.,具有较小的膨胀系数。,8.,具有良好的抗咬合性。,各类型轴瓦,三,.,组织要求,:,1.,在高速,中、低载荷,情况下,用,软基体,上分布硬质点,组织的材料。,润滑油空间,轴,硬,质点,软基体,轴瓦,锡锑,轴承合金,(,锡基巴氏合金,),Z,Ch,Sn,Sb11,6,其它元素的,含量为,6%,主,加元素锑其,含量为,11%,基本元素锡,轴承,铸造,锡,基,轴承合金组织金相图,锡基,轴承合金组织,(SnSb+Cu Sb+,基体,溅射,)52,铅基轴承合金组织金相图,铅基轴承合金组织,(Sn,Cu3Sb,Pb-Sb,共,晶,体,)52,2.,在高速,重载荷,情况下,用,硬基体上分布软质点,组织的材料。,润滑油空间,轴,软质点,硬基,体,轴瓦,铝,基,轴承合金,:,ZChAlSb4 1,铜基轴承合金,:,ZCuPb30 ZCuSn10P1,巴氏合金轴瓦,内燃机轴瓦,