金属材料及热处理.ppt

第十章 有色金属及其合金 l在工业生产中，通在工业生产中，通常把铁及其合金称常把铁及其合金称为为黑色金属黑色金属，把其，把其他非铁金属及其合他非铁金属及其合金称为金称为有色金属有色金属。.l有色金属的产量和用量不如黑色金属多，但由于其具有色金属的产量和用量不如黑色金属多，但由于其具有许多优良的特有许多优良的特性，性，如特殊的电如特殊的电、磁、热性能，耐磁、热性能，耐蚀性能及蚀性能及高的比高的比强度强度(强度与密度强度与密度之比之比)等，等，已成为已成为现代工业中不可现代工业中不可缺少的金属材料缺少的金属材料.材料材料材料材料占汽车净重比占汽车净重比占汽车净重比占汽车净重比AlFe塑塑塑塑料料料料其其其其它它它它橡橡橡橡胶胶胶胶磁磁磁磁材材材材料料料料玻玻玻玻璃璃璃璃聚聚聚聚碳碳碳碳酸酸酸酸酯酯酯酯TiTi碳碳碳碳纤纤纤纤维维维维各种材料在先进各种材料在先进汽车汽车中占的重量百分比中占的重量百分比.第一节第一节 铝及铝合金铝及铝合金 一、铝及铝合金性能特点一、铝及铝合金性能特点 l纯铝具有银白色金属光泽，密度小纯铝具有银白色金属光泽，密度小(2.72)，熔点低，熔点低(660.4),导电、导热导电、导热性能优良。性能优良。l耐大气腐蚀性能优良。耐大气腐蚀性能优良。l具有具有面心立方面心立方晶格，极好的塑性和较晶格，极好的塑性和较低的强度（轧成箔片低的强度（轧成箔片）l铸、压力加工、焊和切削加工性俱佳铸、压力加工、焊和切削加工性俱佳l无同素异构转变，无磁性。无同素异构转变，无磁性。铝合金制造的机翼铝合金制造的机翼.l铝合金既具有高强度又保持纯铝的优良特性铝合金既具有高强度又保持纯铝的优良特性。l铝合金常加入的元素主要有铝合金常加入的元素主要有Cu、Mn、Si、Mg、Zn等，此外还有等，此外还有Cr、Ni、Ti、Zr等辅加元素。等辅加元素。铝合金型材铝合金型材铝铸件铝铸件l纯铝的应用纯铝的应用（1）代替较贵的铜作导线（）代替较贵的铜作导线（2）配制铝合金）配制铝合金（3）制作质轻、导热或抗大气腐蚀强度要求低的器件。）制作质轻、导热或抗大气腐蚀强度要求低的器件。.l可将铝合金分可将铝合金分为为变形铝合金变形铝合金和和铸造铝合金铸造铝合金两大类。两大类。l变形铝合金又变形铝合金又分为分为可热处理可热处理强化强化和和不可热不可热处理强化处理强化两类两类.铝合金分类示意图铝合金分类示意图l二、铝合金的分类及热处理二、铝合金的分类及热处理l1、分类：、分类：铝合金一般具有有限固溶型共晶相图。铝合金一般具有有限固溶型共晶相图。.2、铝合金的热处理、铝合金的热处理(退火、固溶处理和时效）退火、固溶处理和时效）（1 1）退火退火再再结结晶晶退退火火再再结结晶晶温温度度以以上上保保温温一一段段时时间间后后空空冷冷，用用于于消消除除变变形形工工件件的的加加工工硬硬化化，提提高高塑塑性性，以以便便继继续续进进行成形加工。行成形加工。低低温温退退火火消消除除内内应应力力，适适当当增增加加塑塑性性，通通常常在在180180300300保温保温后空冷。后空冷。均均匀匀化化退退火火消消除除铸铸锭锭或或铸铸件件的的成成分分偏偏析析及及内内应应力力，提提高塑性，通常在高温长时间保温后空冷。高塑性，通常在高温长时间保温后空冷。.并淬火后获得过饱和的单相固溶体组织的处理。并淬火后获得过饱和的单相固溶体组织的处理。l时效时效是指将过饱和的固溶体加热到固溶线以下某温是指将过饱和的固溶体加热到固溶线以下某温度保温，以析出弥散强化相的热处理。度保温，以析出弥散强化相的热处理。l（2）固溶处理固溶处理+时效时效l是可热处理强化变形铝是可热处理强化变形铝合金的强化方法。合金的强化方法。l固溶处理固溶处理是指将合金加是指将合金加热到固溶线以上，保温热到固溶线以上，保温加热固溶淬火过饱和时效析出.时效时间时效时间屈服强度屈服强度时效峰时效峰过时效过时效欠时效欠时效铝铝合合金金的的热热处处理理.四、铝合金的牌号、性能及用途四、铝合金的牌号、性能及用途 l1、变形铝合金、变形铝合金l变形铝及铝合金牌号表示方法变形铝及铝合金牌号表示方法l根据国标规定根据国标规定，变形铝及铝合金可直接引用，变形铝及铝合金可直接引用国际四国际四位数字体系位数字体系牌号牌号或采用或采用国标规定的四位字符国标规定的四位字符牌号牌号。全世界铝的用量全世界铝的用量百万吨百万吨一次生产量二次回收量总用量.变形铝及其合金牌号变形铝及其合金牌号国际四位数字体系国际四位数字体系XXXX纯铝：表示铝质量百分数小数点后的两位数纯铝：表示铝质量百分数小数点后的两位数铝合金：用来识别同一组中不同铝合金铝合金：用来识别同一组中不同铝合金纯铝：表示杂质元素的控制情况纯铝：表示杂质元素的控制情况铝合金：表示改型情况（铝合金：表示改型情况（“0”“0”为原始合金；为原始合金；“1-9”“1-9”为改型合金，允许与原始合金有一定的为改型合金，允许与原始合金有一定的成分偏差）成分偏差）表示组别：表示组别：1-1-纯铝，纯铝，2-2-铝铜合金，铝铜合金，3-3-铝锰合金，铝锰合金，4-4-铝硅合金，铝硅合金，5-5-铝镁合金，铝镁合金，6-6-铝镁硅合金，铝镁硅合金，7-7-铝锌合铝锌合金，金，8-8-其他铝合金，其他铝合金，9-9-备用备用数数字字数数字字数数字字数数字字.变形铝及其合金变形铝及其合金国标四位字符体系国标四位字符体系X X X X纯铝：表示铝质量百分数小数点后的两位数纯铝：表示铝质量百分数小数点后的两位数铝合金：用来识别同一组中不同铝合金铝合金：用来识别同一组中不同铝合金A-A-表示原始铝或铝合金，表示原始铝或铝合金，B-YB-Y表示改型合金表示改型合金(允许允许与原始合金有一定的成分偏差与原始合金有一定的成分偏差)表示组别：表示组别：1-1-纯铝，纯铝，2-2-铝铜合金，铝铜合金，3-3-铝锰合金，铝锰合金，4-4-铝硅合金，铝硅合金，5-5-铝镁合金，铝镁合金，6-6-铝镁硅合金，铝镁硅合金，7-7-铝锌合铝锌合金，金，8-8-其他铝合金，其他铝合金，9-9-备用备用数数字字数数字字字字符符数数字字.lGB3190-82中的代号仍可中的代号仍可继续使用，继续使用，表示方法为表示方法为:防锈铝合金：防锈铝合金：LF+序号序号 硬铝合金硬铝合金：LY+序号序号 超硬铝合金超硬铝合金：LC+序号序号 锻铝合金锻铝合金：LD+序号序号铝合金波纹管铝合金波纹管铝合金波纹管铝合金波纹管铝铝合合金金制制品品铝是可以回收利用的金属铝是可以回收利用的金属铝是可以回收利用的金属铝是可以回收利用的金属.l常用变形铝合金常用变形铝合金l防锈铝合金防锈铝合金l主要是主要是Al-Mn和和Al-Mg系合金。系合金。lMn和和Mg主要作用是主要作用是卫星天线卫星天线（LF2）提高抗蚀能力和塑性，并起固溶强化作用。提高抗蚀能力和塑性，并起固溶强化作用。l防锈铝合金锻造退火后组织为单相固溶体防锈铝合金锻造退火后组织为单相固溶体，抗蚀性、，抗蚀性、焊接性能好焊接性能好，易于变形加工易于变形加工，但切削性能差。，但切削性能差。l不能进行热处理强化，常利用不能进行热处理强化，常利用形变强化形变强化提高其强度。提高其强度。.汽化汽化汽化汽化器器器器(热热热热交换交换交换交换管为管为管为管为LF21LF21)l常用的常用的Al-Mn系系合金有合金有LF21（3A21），其抗蚀性，其抗蚀性和强度高于纯铝，用于制造油罐、油箱、管道、铆和强度高于纯铝，用于制造油罐、油箱、管道、铆钉等钉等需要弯曲、冲压加工需要弯曲、冲压加工的零件。的零件。l常用的常用的Al-Mg系系合金有合金有LF5（5A05），其密度比纯，其密度比纯铝铝小小，强强度度比比Al-Mn合合金金高高，在在航航空空工工业业中中得得到到广广泛泛应应用用，如如制制造造管管道道、容容器器、铆铆钉钉及及承承受受中中等等载载荷荷的的零件。零件。.l硬铝合金硬铝合金l主要是主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量系合金，并含少量Mn。l可进行可进行时效强化时效强化，也可进行，也可进行变形强化变形强化。l强度、硬度高，加工性能好，耐蚀性低于防锈铝强度、硬度高，加工性能好，耐蚀性低于防锈铝。l常用硬铝合金如常用硬铝合金如LY11(2A11)、LY12(2A12)等，等，广泛用于航空和仪表制造广泛用于航空和仪表制造业，制造冲压件业，制造冲压件、模锻件和模锻件和铆接件，如飞机蒙皮、螺铆接件，如飞机蒙皮、螺旋桨、梁、铆钉等旋桨、梁、铆钉等.飞机翼梁飞机翼梁(腹板腹板为硬铝合金为硬铝合金).l超硬铝合金超硬铝合金l属属Al-Zn-Mg-Cu系合金，并系合金，并含有少量含有少量Cr和和Mn。l时效强化时效强化效果超过硬铝合金效果超过硬铝合金.l热态塑性好，但耐蚀性差热态塑性好，但耐蚀性差。常用合金有常用合金有LC4(7A04)、LC9(7A09)等，主要用于工等，主要用于工作温度较低、受力较大的结作温度较低、受力较大的结构件构件,如飞机大梁如飞机大梁、起落架等起落架等.飞飞机机主主起起落落架架.l锻铝合金（锻铝合金（热塑性好，适热塑性好，适于生产锻件于生产锻件）lAl-Cu-Mg-Si系系可锻性好，力可锻性好，力学性能高，用于形状复杂的学性能高，用于形状复杂的锻件和模锻件，如喷气发动锻件和模锻件，如喷气发动机压气机叶轮、导风轮等机压气机叶轮、导风轮等.压气机叶片压气机叶片压气机叶片压气机叶片lAl-Cu-Mg-Fe-Ni系系耐热锻铝合金耐热锻铝合金常用牌号有常用牌号有LD7(2A70)、LD8(2A80)、LD9(2A90)等等。用于制造。用于制造150225下的零件，如压气机叶片、超音速飞机蒙皮等。下的零件，如压气机叶片、超音速飞机蒙皮等。l热处理：热处理：固溶处理固溶处理+人工时效（人工时效（力学性能与硬铝相当）.美美F-117隐身战斗机隐身战斗机(所用材料大部分是铝合金所用材料大部分是铝合金)高比强铝合金机翼高比强铝合金机翼.l2、铸造铝合金、铸造铝合金包括：包括：lAl-Si系：系：代号为代号为ZL1+两位数字顺序号两位数字顺序号lAl-Cu系：系：代号为代号为ZL2+两位数字顺序号两位数字顺序号lAl-Mg系：系：代号为代号为ZL3+两位数字顺序号两位数字顺序号lAl-Zn系：系：代号为代号为ZL4+两位数字顺序号两位数字顺序号lAl-Si系铸造铝合金系铸造铝合金l又称又称硅铝明硅铝明。其中。其中ZL102(ZAlSi12)是含是含12%Si的铝硅二元合的铝硅二元合金，称为金，称为简单硅铝明简单硅铝明.57712.7%.在普通铸造条件下，在普通铸造条件下，在普通铸造条件下，在普通铸造条件下，ZL102ZL102组织几乎全部为共晶体，组织几乎全部为共晶体，组织几乎全部为共晶体，组织几乎全部为共晶体，由粗针状的硅和由粗针状的硅和由粗针状的硅和由粗针状的硅和 固溶体组成，强度和塑性都较差。固溶体组成，强度和塑性都较差。固溶体组成，强度和塑性都较差。固溶体组成，强度和塑性都较差。生产上通常用钠盐变质剂进行生产上通常用钠盐变质剂进行生产上通常用钠盐变质剂进行生产上通常用钠盐变质剂进行变质处理变质处理变质处理变质处理，得到细小均，得到细小均，得到细小均，得到细小均匀的共晶体加一次匀的共晶体加一次匀的共晶体加一次匀的共晶体加一次 固溶体组织，以提高性能。固溶体组织，以提高性能。固溶体组织，以提高性能。固溶体组织，以提高性能。未变质处理未变质处理 经变质处理经变质处理 ZL102的铸态组织的铸态组织.l简单硅铝明不能时效强化，只能变质简单硅铝明不能时效强化，只能变质处理。为提高强度，可加入处理。为提高强度，可加入Cu、Mg等等合金元素得到合金元素得到可时效强化可时效强化的的复杂复杂(或特或特殊殊)硅铝明硅铝明。lAl-Si系铸造铝合金的系铸造铝合金的铸造性能好，具铸造性能好，具有优良的耐蚀性、耐热性和焊接性能有优良的耐蚀性、耐热性和焊接性能。活塞活塞(裙部为铝硅合金裙部为铝硅合金)l用于制造飞机、仪用于制造飞机、仪表、电动机壳体、表、电动机壳体、汽缸体、风机叶片汽缸体、风机叶片、发动机活塞等。发动机活塞等。.lAl-Cu系铸造铝合金系铸造铝合金l这类合金的耐热性好，强度较高；但密度大，铸造这类合金的耐热性好，强度较高；但密度大，铸造性能、耐蚀性能差，强度低于性能、耐蚀性能差，强度低于Al-Si系合金。系合金。汽缸头汽缸头l常用代号有常用代号有ZL201(ZAlCu5Mn)、ZL203(ZAlCu4)等。等。主要用于主要用于制造在较高温度下工作制造在较高温度下工作的高强零件，如内燃机的高强零件，如内燃机汽缸头、汽车活塞等。汽缸头、汽车活塞等。.lAl-Mg系铸造铝系铸造铝合金合金l这类合金的耐蚀性这类合金的耐蚀性好，强度高，密度好，强度高，密度小；但铸造性能差小；但铸造性能差,耐热性低。耐热性低。l常用代号为常用代号为ZL301(ZAlMg10)、ZL303(ZAlMg5Si1)等等.l主要用于制造外形简单、承受冲击载荷、在腐蚀性介主要用于制造外形简单、承受冲击载荷、在腐蚀性介质下工作的零件，如舰船配件、氨用泵体等。质下工作的零件，如舰船配件、氨用泵体等。鼓风机密封件等鼓风机密封件等(ZL102、301).lAl-Zn系铸造铝合金系铸造铝合金l这类合金的铸造性能好，强度较高，可自然时效强这类合金的铸造性能好，强度较高，可自然时效强化；但密度大，耐蚀性较差。化；但密度大，耐蚀性较差。大型空压机活塞大型空压机活塞大型空压机活塞大型空压机活塞(ZL401)(ZL401)l常用代号为常用代号为ZL401(ZAlZn11Si7)、ZL402(ZAlZn6Mg)等等.l主要用于制造形状复主要用于制造形状复杂受力较小的汽车、杂受力较小的汽车、飞机、仪器零件。飞机、仪器零件。.第二节第二节 镁及镁合金镁及镁合金l一、工业纯镁一、工业纯镁l二、镁合金二、镁合金.镁及其合金镁及其合金 纯纯镁镁：1.74 1.74 g/cmg/cm3 3，Tm651651，密密排排六六方方结结构构。纯纯镁镁强强度度不不高高，室室温温塑塑性性较较低低，耐耐蚀蚀性性较较差差，易易氧氧化化。工工业业纯纯镁镁代代号号用用M M顺顺序序号号表表示示。纯纯镁镁主主要要用用于于配配制制镁镁合合金和其它合金，还可用作化工与冶金的还原剂。金和其它合金，还可用作化工与冶金的还原剂。镁镁合合金金：纯纯镁镁中中加加入入AlAl、ZnZn、MnMn、ZrZr及及稀稀土土等等元元素素，制制成成镁镁合合金金。主主要要有有Mg-MnMg-Mn系系、Mg-Al-Zn Mg-Al-Zn 系系、Mg-Zn-ZrMg-Zn-Zr系系 和和Mg-Re-ZrMg-Re-Zr系系等等合合金金系系。它它们们分分为为变变形形镁镁合合金金和和铸铸造镁合金两大类。造镁合金两大类。.1.1.变形镁合金变形镁合金代号：代号：MBMB顺序号表示。顺序号表示。MB1MB1、MB8MB8为为Mg-MnMg-Mn系合金，具有良好的耐蚀性和焊接性，系合金，具有良好的耐蚀性和焊接性，使用温度不超过使用温度不超过150150。主要用于制作飞机蒙皮、壁板。主要用于制作飞机蒙皮、壁板及宇航结构件。及宇航结构件。Mg-LiMg-Li系合金是一种新型的镁合金，它密度小，强度高，系合金是一种新型的镁合金，它密度小，强度高，塑性、韧性好，焊接性好，缺口敏感性低，在航空、塑性、韧性好，焊接性好，缺口敏感性低，在航空、航天工业中具有良好的应用前景。航天工业中具有良好的应用前景。.2.2.铸造镁合金铸造镁合金 代号代号：ZMZM顺序号表示。顺序号表示。Mg-Al-ZnMg-Al-Zn系系的的ZM5ZM5和和Mg-Zn-ZrMg-Zn-Zr系系的的ZM1ZM1、ZM2ZM2、ZM7ZM7、ZM8ZM8具具有有较较高高的的强强度度，良良好好的的塑塑性性和和铸铸造造工工艺艺性性能能，但但耐耐热热性性较较差差，主主要要用用于于制制造造150150以以下下温温度度工工作作的的飞飞机机、导导弹、发动机中承受较高载荷的结构件或壳体。弹、发动机中承受较高载荷的结构件或壳体。Mg-Re-ZrMg-Re-Zr的的ZM3ZM3、ZM4ZM4和和ZM6ZM6具具有有良良好好的的铸铸造造性性能能，常常温温强强度度和和塑塑性性较较低低，但但耐耐热热性性较较高高，主主要要用用于于制制造造250250以下温度工作的高气密零件。以下温度工作的高气密零件。.第三节第三节 铜及铜合金铜及铜合金 l一、铜及铜合金性能特点一、铜及铜合金性能特点l纯铜呈紫红色，故又称紫铜，纯铜呈紫红色，故又称紫铜，具有具有面心立方面心立方晶格，晶格，无同素异无同素异构转变构转变，无磁性。，无磁性。l纯铜具有优良的导电性和导热纯铜具有优良的导电性和导热性，在大气、淡水和冷凝水中性，在大气、淡水和冷凝水中有良好的耐蚀性。塑性好。有良好的耐蚀性。塑性好。热轧铜合金热轧铜合金.l铜合金常加元素为铜合金常加元素为Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、Ti、Zr、Cr等，既提高了强度，又保持了纯铜特性等，既提高了强度，又保持了纯铜特性.l铜合金分为黄铜、青铜、白铜三大类。铜合金分为黄铜、青铜、白铜三大类。铜管铜管铜与黄铜带铜与黄铜带.l二、黄铜二、黄铜l以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。l黄铜按化学成分可分为黄铜按化学成分可分为普通黄铜普通黄铜和和特殊黄铜特殊黄铜。l按工艺可分为按工艺可分为加工黄铜加工黄铜和和铸造黄铜铸造黄铜。黄铜铸件黄铜铸件黄铜铸件黄铜铸件黄铜棒黄铜棒.l1、普通黄铜、普通黄铜l铜与锌的二元合金铜与锌的二元合金称为普通黄铜。称为普通黄铜。l牌号：牌号：加工普通黄加工普通黄铜的牌号为：铜的牌号为：H(黄黄)+表示铜平均表示铜平均百分含量的数字百分含量的数字，如如H68。.性能性能：对海水大气优良的耐蚀性；力学性：对海水大气优良的耐蚀性；力学性能与含锌量有关。能与含锌量有关。从铜锌合金相图可以看出从铜锌合金相图可以看出l含锌小于含锌小于32%室温组织为单相室温组织为单相 固溶体，随含固溶体，随含锌的增加强度塑性升高；锌的增加强度塑性升高；l含锌大于含锌大于32%时，室温组织为时，室温组织为+，随锌的增，随锌的增加塑性下降，但强度升高，含锌加塑性下降，但强度升高，含锌45%强度最大；强度最大；l当含锌大于当含锌大于45%时，强度塑性都急剧下降。时，强度塑性都急剧下降。l故黄铜含锌量不能超过故黄铜含锌量不能超过45%，所以，所以黄铜有黄铜有 和和+两种组织两种组织,分别称分别称单相黄铜单相黄铜和和两相黄铜两相黄铜。.普通黄铜的显微组织普通黄铜的显微组织 单相黄铜单相黄铜 两相黄铜两相黄铜 l强化强化：黄铜不能热处理强化，冷变形强化。：黄铜不能热处理强化，冷变形强化。.l常用牌号有常用牌号有H80、H90lH70、H68。l适于制造冷变形零件，如适于制造冷变形零件，如弹壳、冷凝器管等。弹壳、冷凝器管等。l单相黄铜单相黄铜塑性好。塑性好。l两相黄铜两相黄铜热塑性好热塑性好,强度高强度高.l常用牌号有常用牌号有H59、H62。l适于制造受力件，如垫圈适于制造受力件，如垫圈、弹簧、导管、散热器等。弹簧、导管、散热器等。冷凝器管冷凝器管汽车机油泵衬套汽车机油泵衬套.l2、特殊黄铜、特殊黄铜在普通黄铜的基础上加入在普通黄铜的基础上加入Al、Fe、Si、Mn、Pb、Sn、Ni等元素等元素形成特殊黄铜，提高强度。形成特殊黄铜，提高强度。l加工特殊黄铜的牌号为：加工特殊黄铜的牌号为：lH(黄黄)+主加元素符号主加元素符号(Zn除外除外)+铜平均百分含量铜平均百分含量+主加元素主加元素平均百分含量平均百分含量,如如HPb59-1.l特殊黄铜强度、耐蚀性比普通特殊黄铜强度、耐蚀性比普通黄铜好，铸造性能改善。黄铜好，铸造性能改善。黄黄铜铜制制品品黄铜棒黄铜棒黄铜棒黄铜棒.l常用牌号有常用牌号有HPb63-3、HAl60-1-1、HSn62-1、HFe59-1-1、ZCuZn38Mn2Pb2、ZCuZn16Si4等。等。l主要用于船舶及化工零件，如冷凝管、齿轮、螺旋主要用于船舶及化工零件，如冷凝管、齿轮、螺旋桨、轴承、衬套及阀体等。桨、轴承、衬套及阀体等。.l三、青铜三、青铜l除黄铜和白铜外的其他铜合金除黄铜和白铜外的其他铜合金统称为青铜。统称为青铜。l加工青铜的牌号为：加工青铜的牌号为：Q+主加主加元素符号及其平均百分含量元素符号及其平均百分含量+其他元素平均百分含量其他元素平均百分含量l如如QSn4-3(含含4%Sn、3%Zn).l常用青铜有锡青铜、铝青铜、常用青铜有锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜、铅青铜等。铍青铜、硅青铜、铅青铜等。青铜制品青铜制品.l1、锡青铜、锡青铜l是以锡为主加元素的铜合金，是以锡为主加元素的铜合金，锡含量一般为锡含量一般为314%。l锡青铜铸造流动性差，铸件密锡青铜铸造流动性差，铸件密度低，易渗漏，但体积收缩率度低，易渗漏，但体积收缩率在有色金属中最小在有色金属中最小。l锡青铜耐蚀性良好，锡青铜耐蚀性良好，在大气、在大气、海水及无机盐溶液中的耐蚀性海水及无机盐溶液中的耐蚀性比纯铜和黄铜好比纯铜和黄铜好，但在硫酸、，但在硫酸、盐酸和氨水中的耐蚀性较差。盐酸和氨水中的耐蚀性较差。锡青铜锭锡青铜锭Cu-Sn相图相图.l常用牌号有常用牌号有QSn4-3、QSn6.5-0.4、ZCuSn10Pb1等。等。l主要用于耐蚀承载件主要用于耐蚀承载件,如弹簧、轴承、齿轮如弹簧、轴承、齿轮轴、蜗轮、垫圈等。轴、蜗轮、垫圈等。锡青铜管锡青铜管船用青铜软船用青铜软管快速接头管快速接头阀阀(锡青铜阀锡青铜阀体、阀盖体、阀盖).l2、铝青铜、铝青铜l以铝为主加元素以铝为主加元素的铜合金，铝含的铜合金，铝含量为量为511%。l强度、硬度、耐强度、硬度、耐大型水力发电设备中的抗磨环大型水力发电设备中的抗磨环磨性、耐热性及耐蚀性磨性、耐热性及耐蚀性高于黄铜和锡青铜，高于黄铜和锡青铜，铸造性铸造性能好，但焊接性能差。（可热处理强化）能好，但焊接性能差。（可热处理强化）l常用牌号有常用牌号有QAl5、QAl7、ZCuAl8Mn13Fe3Ni2等。等。l主要用于制造船舶、飞机及仪器中的高强、耐磨、主要用于制造船舶、飞机及仪器中的高强、耐磨、耐蚀件，如齿轮、轴承、蜗轮、轴套、螺旋桨等。耐蚀件，如齿轮、轴承、蜗轮、轴套、螺旋桨等。.l3、铍青铜、铍青铜以铍为主加元素，铍含量为以铍为主加元素，铍含量为1.72.5%。l具有高的强度、弹性极限、耐磨性、耐蚀性，良好的具有高的强度、弹性极限、耐磨性、耐蚀性，良好的冷热加工及铸造性能，但价格较贵冷热加工及铸造性能，但价格较贵.l固溶处理固溶处理+人工时效（强度高于其它铜合金）人工时效（强度高于其它铜合金）铍青铜制品铍青铜制品l常用牌号有常用牌号有QBe2、QBe1.7、QBe1.9等等。l用于重要的弹性件、耐磨用于重要的弹性件、耐磨件，如精密弹簧、膜片，件，如精密弹簧、膜片，高速、高压轴承及防爆工高速、高压轴承及防爆工具、航海罗盘等重要机件具、航海罗盘等重要机件.l普通白铜普通白铜是是Cu-Ni二元合金，具有较高的耐蚀性和抗腐二元合金，具有较高的耐蚀性和抗腐蚀疲劳性能及优良的冷热加工性能。蚀疲劳性能及优良的冷热加工性能。l普通白铜普通白铜牌号：牌号：B+镍的平均百分含量镍的平均百分含量，如，如B5。l常用牌号有常用牌号有B5、B19等等。用于在蒸汽和海水环境下工。用于在蒸汽和海水环境下工作的精密机械作的精密机械,仪表零件及冷凝器仪表零件及冷凝器,蒸馏器蒸馏器,热交换器等热交换器等.白铜件白铜件l四、白铜四、白铜l以镍为主要合金元素的铜以镍为主要合金元素的铜合金称白铜。合金称白铜。分普通白铜分普通白铜和特殊白铜。和特殊白铜。.l特殊白铜特殊白铜是在普通白铜基础上添加是在普通白铜基础上添加Zn、Mn、Al等元等元素形成的，分别称锌白铜、锰白铜、铝白铜等。素形成的，分别称锌白铜、锰白铜、铝白铜等。l其耐蚀性、强度和塑性高，成本低。其耐蚀性、强度和塑性高，成本低。l牌号牌号B(白白)+其它元素符号其它元素符号+镍含量镍含量+其它元素含量其它元素含量l常用牌号如常用牌号如BMn40-1.5(康铜康铜)、BMn43-0.5(考铜考铜)。l用于制造精密机械、仪表零件及用于制造精密机械、仪表零件及医疗器械等。医疗器械等。康铜热偶康铜热偶白铜型材白铜型材.第四节第四节 钛及钛合金钛及钛合金 l一、工业纯钛一、工业纯钛 l纯钛密度小，熔点高。纯钛密度小，熔点高。882.5发生发生同素异构转变同素异构转变-Ti -Ti,由体心立方由体心立方-Ti（高温相）转变为密排六方（高温相）转变为密排六方-Ti.l纯钛强度低，但纯钛强度低，但比强度比强度高，高，塑性、低温韧性和耐蚀性好。塑性、低温韧性和耐蚀性好。美美F-22战机约战机约36%重量的零重量的零件用钛合金制造件用钛合金制造.l纯钛主要用于纯钛主要用于350以下工作、强度要求以下工作、强度要求不高的零件，如石油不高的零件，如石油化工用热交换器、反化工用热交换器、反应器，海水净化装置应器，海水净化装置及舰船零部件。及舰船零部件。钛钢复合反应釜钛钢复合反应釜钛管换热器钛管换热器钛制蒸馏塔钛制蒸馏塔.l二、钛合金二、钛合金l纯钛加入合金元素形成钛合金。纯钛加入合金元素形成钛合金。钛合金几乎都含有钛合金几乎都含有铝。铝。铝能提高钛合金的强度、比强度和再结晶温度铝能提高钛合金的强度、比强度和再结晶温度.l按退火组织，钛合金可分按退火组织，钛合金可分为为 型钛合金型钛合金、型钛合金型钛合金和和+型钛合金型钛合金三类，它三类，它们的牌号分别用们的牌号分别用TA、TB、TC加顺序号表加顺序号表示示。如。如TA5、TB2、TC4等。其等。其中中TA0TA3为工业纯钛。为工业纯钛。钛合金泵钛合金泵.1、型钛合金型钛合金l（1）合金元素合金元素：主加元素：主加元素为铝，还有锡、硼等。为铝，还有锡、硼等。l（2）热处理热处理：不能热处理：不能热处理强化，通常在退火状态下使强化，通常在退火状态下使用用,组织为单相组织为单相 固溶体固溶体.l（3）性能性能：强度低于另两：强度低于另两类钛合金，但类钛合金，但高温强度、低高温强度、低温韧性及耐蚀性温韧性及耐蚀性优越优越.钛合金氢泵钛合金氢泵诱导轮诱导轮钛合金氢泵壳体钛合金氢泵壳体.l（4）常用牌号常用牌号有有TA5、TA7等等l（5）应用：应用：主要用于制造主要用于制造500以下工作的零件，如飞机压气机以下工作的零件，如飞机压气机叶片、导弹的燃料罐、超音速飞叶片、导弹的燃料罐、超音速飞机的蜗轮机匣及飞船上的高压低机的蜗轮机匣及飞船上的高压低温容器等。温容器等。钛合金卫星框架钛合金卫星框架钛合金液下泵钛合金液下泵-Ti合金组织合金组织.l2、型钛合金（退火态）型钛合金（退火态）l（1）合金元素：钼、铬、）合金元素：钼、铬、钒、铝等。钒、铝等。l（2）热处理：经）热处理：经淬火加淬火加时效处理时效处理后，组织为后，组织为 相相基体上分布着细小的基体上分布着细小的 相相粒子。粒子。l（3）性能：这类合金强）性能：这类合金强度高，但冶炼工艺复杂，度高，但冶炼工艺复杂，难于焊接难于焊接,应用受到限制。应用受到限制。钛合金管钛合金管钛合金管应用钛合金管应用.l（4）牌号）牌号：型钛合金有型钛合金有TB1、TB2等牌号。等牌号。l（5）应用）应用：主要用于：主要用于350以下工作的结构件以下工作的结构件和紧固件和紧固件,如飞机压气机如飞机压气机叶片、轴、弹簧、轮盘等。叶片、轴、弹簧、轮盘等。钛合金棒钛合金棒钛合金眼镜架钛合金眼镜架钛离心泵钛离心泵.l3、+型钛合金（退火态为型钛合金（退火态为+）l（1）合金元素：）合金元素：铝铝、钒、钒、钼钼铬等。铬等。l（2）热处理：固溶）热处理：固溶+时效时效l（3）性能：强度高，塑性好，具有良好的热强性、）性能：强度高，塑性好，具有良好的热强性、耐蚀性和低温韧性。耐蚀性和低温韧性。钛钛合合金金列列管管式式换换热热器器.l（4）+型钛合金共有九个牌型钛合金共有九个牌号，其中以号，其中以TC4应用最广、用量应用最广、用量最大，其经过淬火加时效处理后，最大，其经过淬火加时效处理后，组织为组织为+时效析出的针状时效析出的针状。+钛合金组织钛合金组织+钛合金组织（电镜）钛合金组织（电镜）.l（5）应用：）应用：l+型钛合金型钛合金主要用于主要用于制造制造400以下工作的以下工作的飞机压气机叶片、火箭飞机压气机叶片、火箭发动机外壳、火箭和导发动机外壳、火箭和导弹的液氢燃料箱部件及弹的液氢燃料箱部件及舰船耐压壳体等舰船耐压壳体等.生物医生物医用材料用材料飞飞机机压压气气机机叶叶片片.第五节第五节 轴承合金轴承合金 l制造滑动轴承的轴瓦及其内衬的耐磨合金称为轴承制造滑动轴承的轴瓦及其内衬的耐磨合金称为轴承合金。合金。滑动轴承是许多机器设备中对旋转轴起支撑滑动轴承是许多机器设备中对旋转轴起支撑作用的重要部件，由轴承体作用的重要部件，由轴承体和轴瓦两部分组成。和轴瓦两部分组成。l与滚动轴承相比滑动轴承具与滚动轴承相比滑动轴承具有承载面积大，工作平稳，有承载面积大，工作平稳，无噪音及拆装方便等优点。无噪音及拆装方便等优点。.l一、组织性能要求一、组织性能要求l当当轴轴高高速速旋旋转转时时，轴轴瓦瓦与与轴轴颈颈发发生生强强烈烈摩摩擦擦，承承受受轴颈施加的交变载荷和冲击力。轴颈施加的交变载荷和冲击力。l对轴承合金的性能要求：对轴承合金的性能要求：l足够的强韧性足够的强韧性，以承受轴颈施加的交变冲击载荷，以承受轴颈施加的交变冲击载荷.l较较小小的的热热膨膨胀胀系系数数，良良好好的的导导热热性性和和耐耐蚀蚀性性，以以防止轴与轴瓦之间咬合。防止轴与轴瓦之间咬合。l较较小小的的摩摩擦擦系系数数，良良好好的的耐耐磨磨性性和和磨磨合合性性，以以减减少轴颈磨损，保证轴与轴瓦良好的跑合。少轴颈磨损，保证轴与轴瓦良好的跑合。.l为满足上述性能要求，轴承合金的组织应是软的基为满足上述性能要求，轴承合金的组织应是软的基体上分布着硬的质点或硬的基体上分布着软的质点体上分布着硬的质点或硬的基体上分布着软的质点.l当轴旋转时，软的基体（或质点）被磨损而凹陷，当轴旋转时，软的基体（或质点）被磨损而凹陷，减少了轴颈与轴瓦的接触面积，有利于储存润滑油减少了轴颈与轴瓦的接触面积，有利于储存润滑油和轴与轴瓦间的磨合，而和轴与轴瓦间的磨合，而硬的质点硬的质点(基体基体)则支撑着则支撑着轴颈，起承载和耐磨作用轴颈，起承载和耐磨作用.l软基体软基体(或质点或质点)还能起嵌还能起嵌藏外来硬杂质颗粒的作用藏外来硬杂质颗粒的作用,以避免擦伤轴颈。以避免擦伤轴颈。.l1、锡基轴承合金、锡基轴承合金l是以锡为主并加入少是以锡为主并加入少量锑、铜等元素组成量锑、铜等元素组成的合金，熔点较低，的合金，熔点较低，是软基体硬质点组织是软基体硬质点组织类型的轴承合金。类型的轴承合金。l二、常用轴承合金二、常用轴承合金l工业上常用的是锡基工业上常用的是锡基、铅基轴承合金铅基轴承合金,又称又称巴氏合金巴氏合金,还还有铜基轴承合金有铜基轴承合金。l典型牌号为典型牌号为ZSnSb11Cu6。l(其组织为其组织为 基体基体+白亮块状白亮块状SnSbSnSb+星状星状CuCu3 3SnSn)ZSnSb11Cu6合金的显微组织合金的显微组织.l锡基轴承合金具有锡基轴承合金具有较高的耐磨性、导较高的耐磨性、导热性、耐蚀性和嵌热性、耐蚀性和嵌藏性，摩擦系数和藏性，摩擦系数和热膨胀系数小，热膨胀系数小，但但疲劳强度较低，工疲劳强度较低，工作温度不超过作温度不超过150，价格高。，价格高。巴氏合金轴瓦巴氏合金轴瓦l广泛用于重型动力机械，如气轮机、涡轮机和内燃广泛用于重型动力机械，如气轮机、涡轮机和内燃机等大型机器的高速轴瓦。机等大型机器的高速轴瓦。.l2、铅基轴承合金、铅基轴承合金l是以铅为主加入少是以铅为主加入少量锑、锡、铜等元量锑、锡、铜等元素的合金，也是软素的合金，也是软基体硬质点型轴承基体硬质点型轴承合金。合金。l典型牌号为典型牌号为ZPbSb16Sn16Cu2。ZPbSb16Sn16Cu2合金的显微组织合金的显微组织(+)共晶基体共晶基体+方块状方块状SnSb+针针状状Cu3Sn.l铅基轴承合金的强度、硬度、耐蚀性和导热性都不铅基轴承合金的强度、硬度、耐蚀性和导热性都不如锡基轴承合金，但其成本低，高温强度好，有自如锡基轴承合金，但其成本低，高温强度好，有自润滑性。润滑性。l常用于低速常用于低速、低载条件下低载条件下工作的设备工作的设备,如汽车、拖如汽车、拖拉机曲轴的拉机曲轴的轴承等。轴承等。内燃机轴瓦内燃机轴瓦.l锡基和铅基轴承合金强度比较低，为提高其承载锡基和铅基轴承合金强度比较低，为提高其承载能力和使用寿命，生产上常采用离心浇注法，将能力和使用寿命，生产上常采用离心浇注法，将它们镶铸在低碳钢轴瓦上，形成一层薄而均匀的它们镶铸在低碳钢轴瓦上，形成一层薄而均匀的内衬，成为双金属轴承。内衬，成为双金属轴承。表面保护层表面保护层 减磨层减磨层 镍栅层镍栅层 轴承合金轴承合金 衬背衬背 .（二）铜基轴承合金.粉末冶金与硬质合金.小结小结小结小结重点要求重点要求熟悉熟悉常用常用Al、Cu合金合金的牌号、成份、热处理工艺、组织、及其应用的牌号、成份、热处理工艺、组织、及其应用:LF5、LY11、LC4、ZL102H80、H62、QSn6.5-0.1、QAl9-4、QBe2一般要求一般要求了解了解 Sn基轴承合金基轴承合金 ZChSnSb11-6、Ti合金。合金。.感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！