金属材料合金讲稿.ppt

关于金属材料合金第一页，讲稿共五十八页哦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性，有许多优良的特性，如特殊的电如特殊的电、磁、磁、热性能，耐蚀性能热性能，耐蚀性能及高的比强度及高的比强度(强强度与密度之比度与密度之比)等，等，已成为现代工业已成为现代工业中不可缺少的金中不可缺少的金属材料属材料.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汽车中占的重量百分比各种材料在先进汽车中占的重量百分比第二页，讲稿共五十八页哦l铸造有色金属及其合金牌号铸造有色金属及其合金牌号表示方法统一如下表示方法统一如下:l 铸造有色纯金属的牌号铸造有色纯金属的牌号为为lZ+该金属元素符号该金属元素符号+纯度百纯度百分含量数字分含量数字(或用一短横加顺或用一短横加顺序号序号)。l如如ZAl99.5和和ZTi-1。l变形有色金属及其合金的牌号表示方法还不统一变形有色金属及其合金的牌号表示方法还不统一。铝铝锭锭第三页，讲稿共五十八页哦l 铸造有色合金的牌号为铸造有色合金的牌号为lZ+基体元素符号基体元素符号+主要合金元素符号及其名义百分含量数字主要合金元素符号及其名义百分含量数字+其他合金元素符号及其百分含量数字。其他合金元素符号及其百分含量数字。l如如ZAlSi7Cu4、ZCuZn31Al2、ZSnSb11Cu6等。等。l混合稀土元素符号用混合稀土元素符号用RE表示。表示。l优质合金在牌号后标注字母优质合金在牌号后标注字母“A”。l有色金属种类很多，本章仅对机械、有色金属种类很多，本章仅对机械、仪表等工业中广泛使用的铝仪表等工业中广泛使用的铝、铜、钛铜、钛及轴承合金作简要介绍。及轴承合金作简要介绍。第四页，讲稿共五十八页哦第一节第一节 铝及铝合金铝及铝合金 l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、导导电、导热性能优良。热性能优良。l耐大气腐蚀，易于加工成形耐大气腐蚀，易于加工成形。l具有面心立方晶格，无同素异构转具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性。变，无磁性。铝合金制造的机翼铝合金制造的机翼第五页，讲稿共五十八页哦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，等，此外还有此外还有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第六页，讲稿共五十八页哦l可将铝合金分为可将铝合金分为变形铝合金变形铝合金和和铸铸造铝合金造铝合金两大类。两大类。l变形铝合金又分变形铝合金又分为为可热处理强化可热处理强化和和不可热处理强不可热处理强化化两类两类.铝合金分类示意图铝合金分类示意图l二、铝合金的分类二、铝合金的分类l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。第七页，讲稿共五十八页哦三、铝合金的热处理三、铝合金的热处理 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度保温，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。以析出弥散强化相的热处理。l可热处理强化变形铝合金可热处理强化变形铝合金的热处理方法：的热处理方法：固溶处理固溶处理+时效时效。l固溶处理固溶处理是指将合金加热是指将合金加热到固溶线以上，保温到固溶线以上，保温加热固溶淬火过饱和时效析出第八页，讲稿共五十八页哦l在室温下进行的时效称在室温下进行的时效称自然时效自然时效；在加热条件下进行的；在加热条件下进行的时效称时效称人工时效人工时效。l时效强化效果与加热温度和保温时间有关。时效强化效果与加热温度和保温时间有关。l温度一定时，随时效时间延长，时效曲线上出现峰温度一定时，随时效时间延长，时效曲线上出现峰值，超过峰值时间，值，超过峰值时间，析出相聚集长大，强析出相聚集长大，强度下降，为度下降，为过时效过时效。随随时效温度提高，峰值强时效温度提高，峰值强度下降，出现峰值的时度下降，出现峰值的时间提前。间提前。含含4%Cu铝合金的时效曲线铝合金的时效曲线 时效时间时效时间/d第九页，讲稿共五十八页哦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亚时效亚时效铝铝合合金金的的热热处处理理第十页，讲稿共五十八页哦四、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国际四位数，变形铝及铝合金可直接引用国际四位数字体系牌号字体系牌号或采用国标规定的四位字符牌号或采用国标规定的四位字符牌号。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第十一页，讲稿共五十八页哦lGB 3190-82中的旧牌号仍可继中的旧牌号仍可继续使用，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第十二页，讲稿共五十八页哦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系系合金。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，抗蚀性、焊接性防锈铝合金锻造退火后组织为单相固溶体，抗蚀性、焊接性能好，易于变形加工，但切削性能差。能好，易于变形加工，但切削性能差。l不能进行热处理强化，常利用加工硬化提高其强度。不能进行热处理强化，常利用加工硬化提高其强度。第十三页，讲稿共五十八页哦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系合金有系合金有 LF21（3A21），其抗蚀性和强，其抗蚀性和强度高于纯铝，用于制造油罐、油箱、管道、铆钉等需要度高于纯铝，用于制造油罐、油箱、管道、铆钉等需要弯曲、冲压加工的零件。弯曲、冲压加工的零件。l常用的常用的Al-Mg系合金有系合金有 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零件。的零件。第十四页，讲稿共五十八页哦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可进行时效强化，也可进行变形强化。可进行时效强化，也可进行变形强化。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，用于制造冲压件等，用于制造冲压件、模锻件和铆接件，如模锻件和铆接件，如螺旋桨、梁、铆钉等螺旋桨、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)第十五页，讲稿共五十八页哦l 超硬铝合金超硬铝合金l属属Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含系合金，并含有少量有少量Cr和和Mn。l时效强化效果超过硬铝合金时效强化效果超过硬铝合金.l热态塑性好，但耐蚀性差。热态塑性好，但耐蚀性差。常用常用合金有合金有 LC4(7A04)、LC9(7A09)等，主要用于工作温等，主要用于工作温度较低、受力较大的结构件度较低、受力较大的结构件,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第十六页，讲稿共五十八页哦l 锻铝合金锻铝合金lAl-Cu-Mg-Si系合金系合金 可锻性可锻性好，力学性能高，用于形状好，力学性能高，用于形状复杂的锻件和模锻件，如喷复杂的锻件和模锻件，如喷气发动机压气机叶轮、导风气发动机压气机叶轮、导风轮等轮等.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系耐热锻铝合金系耐热锻铝合金 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150 225下工作的零件，如压气机叶片、超音速飞机蒙皮下工作的零件，如压气机叶片、超音速飞机蒙皮等。等。第十七页，讲稿共五十八页哦美美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第十八页，讲稿共五十八页哦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l Al-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的铝硅二元合金，的铝硅二元合金，称为称为简单硅铝明简单硅铝明.57712.7%第十九页，讲稿共五十八页哦在普通铸造条件下，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，由粗针组织几乎全部为共晶体，由粗针组织几乎全部为共晶体，由粗针组织几乎全部为共晶体，由粗针状的硅晶体和状的硅晶体和状的硅晶体和状的硅晶体和 固溶体组成，强度和塑性都较差。生产上通固溶体组成，强度和塑性都较差。生产上通固溶体组成，强度和塑性都较差。生产上通固溶体组成，强度和塑性都较差。生产上通常用钠盐变质剂进行变质处理，得到细小均匀的共晶体加一常用钠盐变质剂进行变质处理，得到细小均匀的共晶体加一常用钠盐变质剂进行变质处理，得到细小均匀的共晶体加一常用钠盐变质剂进行变质处理，得到细小均匀的共晶体加一次次次次 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第二十页，讲稿共五十八页哦l加入其他合金元素的铝硅铸造合加入其他合金元素的铝硅铸造合金称金称复杂复杂(或特殊或特殊)硅铝明硅铝明。lAl-Si系铸造铝合金的铸造性能系铸造铝合金的铸造性能好，具有优良的耐蚀性、耐热好，具有优良的耐蚀性、耐热性和焊接性能。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、仪表、用于制造飞机、仪表、电动机壳体、汽缸体、电动机壳体、汽缸体、风机叶片风机叶片、发动机活发动机活塞等。塞等。第二十一页，讲稿共五十八页哦l Al-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，铸造性能、耐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。主要用于制主要用于制造在较高温度下工作的高造在较高温度下工作的高强零件，如内燃机汽缸头、强零件，如内燃机汽缸头、汽车活塞等。汽车活塞等。第二十二页，讲稿共五十八页哦l Al-Mg系铸造铝合系铸造铝合金金l这类合金的耐蚀性好，这类合金的耐蚀性好，强度高，密度小；但强度高，密度小；但铸造性能差铸造性能差,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、在腐蚀性介质下工作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。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)第二十三页，讲稿共五十八页哦l Al-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，可自然时效强化；但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。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杂主要用于制造形状复杂受力较小的汽车、飞机、受力较小的汽车、飞机、仪器零件。仪器零件。第二十四页，讲稿共五十八页哦第二节第二节 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，具有面心立方晶格，无同素异具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性。构转变，无磁性。l纯铜具有优良的导电性和导热性，纯铜具有优良的导电性和导热性，在大气、淡水和冷凝水中有良好在大气、淡水和冷凝水中有良好的耐蚀性。塑性好。的耐蚀性。塑性好。热轧铜合金热轧铜合金第二十五页，讲稿共五十八页哦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第二十六页，讲稿共五十八页哦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第二十七页，讲稿共五十八页哦l1、普通黄铜、普通黄铜l铜与锌的二元合金称铜与锌的二元合金称为普通黄铜。为普通黄铜。l加工普通黄铜的牌号加工普通黄铜的牌号为：为：H(黄黄)+表示铜表示铜平均百分含量的数平均百分含量的数字字，如，如H68。l从铜锌合金相图可以看出黄铜有从铜锌合金相图可以看出黄铜有 和和+两种组织两种组织,分分别称别称单相黄铜单相黄铜和和两相黄铜两相黄铜。第二十八页，讲稿共五十八页哦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 第二十九页，讲稿共五十八页哦l单相黄铜单相黄铜塑性好。塑性好。l常用牌号有常用牌号有H80、H70、H 68。l适于制造冷变形零件，如弹壳、适于制造冷变形零件，如弹壳、冷凝器管等。冷凝器管等。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第三十页，讲稿共五十八页哦l2、特殊黄铜、特殊黄铜l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等元素形等元素形成特殊黄铜。成特殊黄铜。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)+铜铜平均百分含量平均百分含量+主加元素平均百主加元素平均百分含量分含量,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第三十一页，讲稿共五十八页哦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、螺旋桨、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。轴承、衬套及阀体等。第三十二页，讲稿共五十八页哦l三、青铜三、青铜l除黄铜和白铜外的其他铜合金统除黄铜和白铜外的其他铜合金统称为青铜。称为青铜。l加工青铜的牌号为：加工青铜的牌号为：Q+主加元素主加元素符号及其平均百分含量符号及其平均百分含量+其他元其他元素平均百分含量素平均百分含量l如如QSn4-3(含含4%Sn、3%Zn).l常用青铜有锡青铜、铝青铜、铍常用青铜有锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜、铅青铜等。青铜、硅青铜、铅青铜等。青铜制品青铜制品第三十三页，讲稿共五十八页哦l1、锡青铜、锡青铜l是以锡为主加元素的铜合金，锡是以锡为主加元素的铜合金，锡含量一般为含量一般为314%。l锡青铜铸造流动性差，铸件密度锡青铜铸造流动性差，铸件密度低，易渗漏，但体积收缩率在有低，易渗漏，但体积收缩率在有色金属中最小色金属中最小。l锡青铜耐蚀性良好，在大气、海锡青铜耐蚀性良好，在大气、海水及无机盐溶液中的耐蚀性比纯水及无机盐溶液中的耐蚀性比纯铜和黄铜好，但在硫酸、盐酸和铜和黄铜好，但在硫酸、盐酸和氨水中的耐蚀性较差。氨水中的耐蚀性较差。锡青铜锭锡青铜锭Cu-Sn相图相图第三十四页，讲稿共五十八页哦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,如如弹簧、轴承、齿轮轴、弹簧、轴承、齿轮轴、蜗轮、垫圈等。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)第三十五页，讲稿共五十八页哦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、耐热性及耐蚀性高于黄铜和锡青铜，铸造性能磨性、耐热性及耐蚀性高于黄铜和锡青铜，铸造性能好，但焊接性能差。好，但焊接性能差。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、耐蚀件，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。如齿轮、轴承、蜗轮、轴套、螺旋桨等。第三十六页，讲稿共五十八页哦l3、铍青铜、铍青铜l以铍为主加元素的铜合金，铍含量为以铍为主加元素的铜合金，铍含量为1.72.5%。l具有高的强度、弹性极限、耐磨性、耐蚀性，良好的导电具有高的强度、弹性极限、耐磨性、耐蚀性，良好的导电性、导热性、冷热加工及铸造性能，但价格较贵性、导热性、冷热加工及铸造性能，但价格较贵.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、耐磨件，用于重要的弹性件、耐磨件，如精密弹簧、膜片，高速、如精密弹簧、膜片，高速、高压轴承及防爆工具、航海高压轴承及防爆工具、航海罗盘等重要机件罗盘等重要机件.第三十七页，讲稿共五十八页哦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蚀疲二元合金，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。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作的。用于在蒸汽和海水环境下工作的精密机械精密机械,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。分普通白铜和分普通白铜和特殊白铜。特殊白铜。第三十八页，讲稿共五十八页哦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等元素形等元素形成的，分别称锌白铜、锰白铜、铝白铜等。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三十九页，讲稿共五十八页哦第三节第三节 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发生同素异构转变发生同素异构转变-Ti -Ti,由体心立方由体心立方-Ti转变为密排六方转变为密排六方-Ti.l纯钛比强度高，塑性、低温纯钛比强度高，塑性、低温韧性和耐蚀性好。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第四十页，讲稿共五十八页哦l纯钛主要用于纯钛主要用于 350以以下工作、强度要求不高的下工作、强度要求不高的零件，如石油化工用热交零件，如石油化工用热交换器、反应器，海水净化换器、反应器，海水净化装置及舰船零部件。装置及舰船零部件。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第四十一页，讲稿共五十八页哦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。钛合金几乎都含有铝。铝能钛合金几乎都含有铝。铝能提高钛合金的强度、比强度和再结晶温度提高钛合金的强度、比强度和再结晶温度.l按退火组织，钛合金可分为按退火组织，钛合金可分为 型钛合金、型钛合金、型钛合金和型钛合金和+型钛合金三类，它们型钛合金三类，它们的牌号分别用的牌号分别用TA、TB、TC加顺序号表示加顺序号表示。如。如TA5、TB2、TC4等。其中等。其中TA0TA3为工业纯钛。为工业纯钛。钛合金泵钛合金泵第四十二页，讲稿共五十八页哦l1、型钛合金型钛合金l主加元素为铝，还有锡、主加元素为铝，还有锡、硼等。硼等。l不能热处理强化，通不能热处理强化，通常在退火状态下使用常在退火状态下使用,组织为单相组织为单相 固溶体固溶体.l强度低于另两类钛合金，强度低于另两类钛合金，但高温强度、低温韧性但高温强度、低温韧性及耐蚀性优越及耐蚀性优越.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第四十三页，讲稿共五十八页哦l常用牌号有常用牌号有TA5、TA7等等 l主要用于制造主要用于制造500以下工作的零以下工作的零件，如飞机压气机叶片、导弹的件，如飞机压气机叶片、导弹的燃料罐、超音速飞机的蜗轮机匣燃料罐、超音速飞机的蜗轮机匣及飞船上的高压低温容器等。及飞船上的高压低温容器等。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合金组织合金组织第四十四页，讲稿共五十八页哦l2、型钛合金型钛合金l加入的合金元素有钼、铬、加入的合金元素有钼、铬、钒、铝等。钒、铝等。l经淬火加时效处理后，组经淬火加时效处理后，组织为织为 相基体上分布着细相基体上分布着细小的小的 相粒子。相粒子。l这类合金强度高，但冶这类合金强度高，但冶炼工艺复杂，难于焊接炼工艺复杂，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第四十五页，讲稿共五十八页哦l 型钛合金有型钛合金有TB2、TB3、TB4三个牌号。三个牌号。l主要用于主要用于350以下工作以下工作的结构件和紧固件的结构件和紧固件,如飞如飞机压气机叶片、轴、弹簧、机压气机叶片、轴、弹簧、轮盘等。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第四十六页，讲稿共五十八页哦l3、+型钛合金型钛合金l加入的合金元素有铝、钒、加入的合金元素有铝、钒、钼钼 铬等。铬等。l可进行热处理强化，强度高，塑性好，具有良好的可进行热处理强化，强度高，塑性好，具有良好的热强性、耐蚀性和低温韧性。热强性、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第四十七页，讲稿共五十八页哦l+型钛合金共有九个牌号，其中以型钛合金共有九个牌号，其中以TC4应用最广、用量最大，其经过淬应用最广、用量最大，其经过淬火加时效处理后，组织为火加时效处理后，组织为+时效时效析出的针状析出的针状。+钛合金组织钛合金组织+钛合金组织（电镜）钛合金组织（电镜）第四十八页，讲稿共五十八页哦l+型钛合金型钛合金主要用主要用于制造于制造400以下工以下工作的飞机压气机叶作的飞机压气机叶片、火箭发动机外片、火箭发动机外壳、火箭和导弹的壳、火箭和导弹的液氢燃料箱部件及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四十九页，讲稿共五十八页哦第四节第四节 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合制造滑动轴承的轴瓦及其内衬的耐磨合金称为轴承合金。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，由轴承体和作用的重要部件，由轴承体和轴瓦两部分组成。轴瓦两部分组成。l与滚动轴承相比滑动轴承具有与滚动轴承相比滑动轴承具有承载面积大，工作平稳，无噪承载面积大，工作平稳，无噪音及拆装方便等优点。音及拆装方便等优点。第五十页，讲稿共五十八页哦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，承承受受轴轴颈施加的交变载荷和冲击力。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，以以防防止止轴轴与轴瓦之间咬合。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，以以减减少少轴轴颈磨损，保证轴与轴瓦良好的跑合。颈磨损，保证轴与轴瓦良好的跑合。第五十一页，讲稿共五十八页哦l为满足上述性能要求，轴承合金的组织应是软的基体上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，减当轴旋转时，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，而硬和轴与轴瓦间的磨合，而硬的质点的质点(基体基体)则支撑着轴颈，则支撑着轴颈，起承载和耐磨作用起承载和耐磨作用.l软基体软基体(或质点或质点)还能起嵌藏外还能起嵌藏外来硬杂质颗粒的作用来硬杂质颗粒的作用,以避免以避免擦伤轴颈。擦伤轴颈。第五十二页，讲稿共五十八页哦l1、锡基轴承合金、锡基轴承合金 l是以锡为主并加入少量是以锡为主并加入少量锑、铜等元素组成的合锑、铜等元素组成的合金，熔点较低，是软基金，熔点较低，是软基体硬质点组织类型的轴体硬质点组织类型的轴承合金。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。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SnSb+SnSb+星状星状CuCu3 3SnSn)ZSnSb11Cu6合金的显微组织合金的显微组织 第五十三页，讲稿共五十八页哦l锡基轴承合金具有较锡基轴承合金具有较高的耐磨性、导热性、高的耐磨性、导热性、耐蚀性和嵌藏性，摩耐蚀性和嵌藏性，摩擦系数和热膨胀系数擦系数和热膨胀系数小，小，但疲劳强度较低，但疲劳强度较低，工作温度不超过工作温度不超过 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、涡轮机和内燃机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。等大型机器的高速轴瓦。第五十四页，讲稿共五十八页哦l2、铅基轴承合金、铅基轴承合金l是以铅为主加入少量是以铅为主加入少量锑、锡、铜等元素的锑、锡、铜等元素的合金，也是软基体硬合金，也是软基体硬质点型轴承合金。质点型轴承合金。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 第五十五页，讲稿共五十八页哦l铅基轴承合金的强度、硬度、耐蚀性和导热性都不如锡基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，有自润滑性。轴承合金，但其成本低，高温强度好，有自润滑性。l常用于低速常用于低速、低载条件下工低载条件下工作的设备作的设备,如如汽车、拖拉汽车、拖拉机曲轴的轴机曲轴的轴承等。承等。内燃机轴瓦内燃机轴瓦第五十六页，讲稿共五十八页哦l锡基和铅基轴承合金强度比较低，为提高其承载能力和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，将它们镶铸在低使用寿命，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内衬，成为双金属轴碳钢轴瓦上，形成一层薄而均匀的内衬，成为双金属轴承。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 第五十七页，讲稿共五十八页哦感感谢谢大大家家观观看看第五十八页，讲稿共五十八页哦