金属工艺学研究.pptx

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1、学习目标学习目标了解杂质元素及合金元素在钢中的作用；钢铁材料的生产过程。第1页/共98页学习目标学习目标能够对普通机床及常用矿井设备零件材料进行性能分析；第2页/共98页重点难点重点难点 掌握钢铁材料及非材料的分类、牌号和用途；第3页/共98页主要内容主要内容第二节第二节 非合金钢非合金钢第一节第一节 钢铁材料的生产钢铁材料的生产第四节第四节 铸铁铸铁第三节第三节 合金钢合金钢第五节第五节 非钢铁材料非钢铁材料第4页/共98页第一节 钢铁材料的生产 一、炼铁；二、炼钢；二、炼钢；三、钢铁生产三、钢铁生产；四、四、杂质元素及合金元素在钢中的作用杂质元素及合金元素在钢中的作用。第5页/共98页炼铁

2、炼铁 生铁由铁矿石经高炉冶炼而得，它是炼钢和铸件生产的主要原材料。高炉炼铁的炉料主要是铁矿石、燃料（焦炭）和熔剂（石灰石）。第6页/共98页（1）熔铁的基本过程 炼铁的基本过程包括燃料的燃烧、铁的还原和增碳、杂质的混入、造渣等。（2）高炉产品 高炉冶炼出的铁不是纯铁，而是含有碳、硅、锰、硫、磷等杂质元素的合金，称为生铁。生铁是高炉冶炼的主要产品。根据用户的不同需要，生铁可分为两类：铸造生铁和炼钢生铁。第7页/共98页炼钢炼钢 定义：生铁中含有较多的杂质，使得生铁的性能常常不能满足加工和使用的需要。炼钢的本质是利用氧化的办法清除生铁中的硅、锰、硫、磷等杂质和过量的碳，使化学成分达到标准规定的要求

3、，从而改善其性能。第8页/共98页（一）炼钢的基本过程 1氧化过程 2脱氧过程（二）炼钢方法如表所示：1转炉炼钢法 2电炉炼钢法 炼钢方法热 源主要原料主要特点氧气转炉氧化反应的化学热生铁、废钢 冶炼速度快，生产率高，成本低。钢的品种较多，质量较好，适合于大量生产电弧炉电能废钢 炉料通用性大，炉内气氛可以控制，脱氧良好，能冶炼难熔合金钢。钢的质量优良，品种多样第9页/共98页 钢铁生产钢铁生产 （一）板材和型材 生产中。将钢锭通过一系列轧机扎制成板材和型材（二）管材 通过成型辊把带钢弯成管行，再通过焊接滚焊接成有缝管材；也可先用斜轧穿孔机在实心管坯上穿孔，然后用一种特殊的方法轧制所需尺寸的管材

4、，通常称为无缝管材。（三）线材 直径在6mm以下的线材多采用拉丝机生产。第10页/共98页杂质元素及合金元素在钢中的作用杂质元素及合金元素在钢中的作用 （一）碳钢中常存杂质元素及其作用 碳钢中除铁以外的主要元素是碳。其它常存的杂质元素有硅、锰、硫、磷等，还有熔炼中夹杂进入的氧、氢、氮等气体元素 第11页/共98页 （1）硅和锰：硅和锰是炼钢后期在脱氧和合金化时，加入钢液而残留在钢中的，是有益元素。当硅和锰的含量不多时，对钢的性能影响不大。（2）磷和硫：是钢中的有害元素，磷会形成硬脆化合物Fe2P,造成“冷淬”；硫与铁生成FeS，并形成Fe-FeS二元低熔点共晶体，造成“热淬”。（3）氧、氢和氮

5、：这三种气体元素也是钢中有害气体。在高温时融入钢液，冷却时来不及逸出而积聚在组织中形成高压细微气孔，使钢的塑性、韧度和疲劳强度急剧降低，严重时会造成裂纹、淬断，是必须严格控制的有害元素。第12页/共98页（二）合金元素在钢中的作用 1强化，合金元素对合金钢其有效的强化作用；2稳定组织、细化晶粒；3提高淬透性；4提高抗氧化性和耐腐蚀能力。第13页/共98页第二节 非合金钢 一、碳钢的分类；二、碳素结构钢；二、碳素结构钢；三、优质碳素结构钢三、优质碳素结构钢；四、四、碳素工具钢碳素工具钢；五、五、铸钢铸钢。第14页/共98页碳钢的分类碳钢的分类 定义：非合金钢即碳钢，是指含碳量在定义：非合金钢即碳

6、钢，是指含碳量在2.1%2.1%以下的铁碳合以下的铁碳合金。金。第15页/共98页（一）按碳的含量分类：（1）低碳钢：Wc=0.08%0.25%，塑性好，多用作冲压、焊接和渗碳工作。（2）中碳钢：Wc=0.25%0.60%，强度和韧度均较高，热处理后有良好的的综合力学性能，多用于要求良好强韧度的各种重要结构零件。（3）高碳钢：Wc=0.60%1.40%，硬度较高，多用作工具、模具和量具等工件。第16页/共98页（二）按质量分类（质量划分主要按有害杂质元素硫和磷的含量来划分）（1）普通钢：钢中S0.050%，P0.045%；（2）优质钢：钢中S0.035%，P0.035%；（3）高级优质钢：钢中

7、S0.030%P0.030%；第17页/共98页 （三）按用途分类 （1）碳素结构钢：主要用于建筑、桥梁等工程结构和各种机械零件；（2）碳素工具钢：主要用于各类刀具、量具和模具如丝锥、板牙、锯条等；（3）专用钢：包括锅炉钢、船用钢、易切钢等。第18页/共98页（四）按钢液脱氧程度分类：（1）沸腾钢（F）：脱氧不完全的钢，组织不致密，成分不均匀，性能较差；（2）镇静钢（Z）：脱氧完全的钢，组织致密、成分较均匀，性能较好。优质钢和高优质钢多为镇静钢；（3）半镇静钢（D）：脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间。第19页/共98页碳素结构钢碳素结构钢 1）用途 适用于一般工程用热轧钢板、钢带、型钢、棒钢等，

8、可供焊接、铆接、栓接构件使用。第20页/共98页 2）成分特点和钢种 普通碳素结构钢平均碳的质量分数为0.060.38。Q195、Q215、Q235A、Q235B 塑性较好，有一定的强度，通常轧制成钢筋、钢板、钢管等，可用于做桥梁、建筑物等构件，也可用做普通螺钉、螺帽、铆钉等。Q235C、Q235D可用于重要的焊接件。Q255、Q275强度较高，可轧制成型钢、钢板作构件用。第21页/共98页 优质碳素结构钢优质碳素结构钢 优质碳素结构钢对硫、磷控制较严，用于制作较重要的机械零件；08F 塑性好，可制造冷冲压零件；10、20钢 冷冲压性与焊接性能良好，可用作冲压件及焊接件，经过热处理（如渗碳）也

9、可以制造轴、销等零件；35、40、45、50钢 经热处理后，可获得良好的综合机械性能，用来制造齿轮、轴类、套筒等零件；60、65钢 主要用来制造弹簧。第22页/共98页碳素工具钢碳素工具钢（1）化学成分特点 碳的质量分数为0.651.35；耐磨性增加，而韧性下降 锉锉 刀刀第23页/共98页 （2）热处理特点 预备热处理为球化退火，目的是降低硬度，改善切削加工性，为后面淬火做组织准备。最终热处理是淬火十低温回火。淬火温度为780C，回水温度为180C，组织为回火马氏体十粒状渗碳体十少量残留奥氏体。手手 锤锤第24页/共98页 （3）性能特点 锻造及切削加工性好，价格最便宜；用来制造截面较小、形

10、状简单、切削速度低的工具，用来加工低硬度材料。第25页/共98页（4）钢种、牌号与用途 T7、T8：硬度较高、韧性较高，可制造冲头等工具。T10：硬度高，韧性适中，可制造丝锥、手锯条等刃具及冷作模具等。T12：硬度很高，韧性较低，可制作锉刀、刮刀等刃具及量规、样套等量具。第26页/共98页铸钢铸钢 （1）化学成分特点 铸钢是含碳量Wc=0.15%0.60%铸造碳钢，其牌号为ZG后面加两组数字组成，第一组数字代表屈服点的最低值，第二组数字代表抗拉强度的最低值。例如，ZG200-400表示屈服点200MPa，抗拉强度400MPa的一般工程用铸造碳钢。（2）用途 铸钢一般用作形状较复杂而难于锻压成型

11、，但对强度、韧度要求较高的工件，如齿轮拔叉、大型齿轮、压力机械基座等。第27页/共98页（3）钢种、牌号 一般工程用铸造碳钢的牌号有：ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570和ZG340-640；焊接结构用碳素铸钢的牌号表示方法与一般工程用铸造碳钢的牌号基本相同，所不同的是需要在数字后面加注字母“H”，如ZG200-400H、ZG230-450H、ZG275-485H等.第28页/共98页第三节 合金钢 一、合金钢的分类；二、合金结构钢；二、合金结构钢；三、合金工具钢三、合金工具钢；四、四、特殊性能钢特殊性能钢；第29页/共98页合金钢的分类合金钢的分类

12、定义：在碳素钢的基础上，为了改善钢的组织和性能，在冶炼时有意加入某些元素所获得的钢种，叫合金钢。常用的合金元素有：Si(0.4%)、Mn(0.8%)、Cr、Mo、W、V、Ti、Co、Al、Ni等第30页/共98页 1按合金元素含量分类：（1）低合金钢，钢中合金元素总含量为WMe5%；（2）中合金刚，钢中合金元素总含量为WMe5%10%；（3）高合金刚，钢中合金元素总含量为WMe10%2按合金元素种类分类 根据主加合金元素，分别称为铬钢、锰钢、铬镍钢、铬钼钢、硅锰刚、铬镍锰钢、硅锰钼矾钢等。第31页/共98页 3.按主要用途分类：（1）合金结构钢：用于强度、塑性和韧度要求较高的建筑工程结构和各种

13、机械零件。（2）合金工具钢：用于硬度、耐磨性和热硬性等要求高的各种刀具、工具和模具。（3）特殊性能钢：包括要求特殊物理、化学或力学性能的各种不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢、超强钢等。4.按金相组织分类：一般是按合金钢在空冷（正火）后的不同组织而分为珠光体钢、贝氏体钢、奥氏体钢和碳化物等。第32页/共98页合金结构钢合金结构钢 合金结构钢的牌号编写方法是采用“二位数字+合金元素符号+数字”。前面的“二位数字”表示合金结构钢的平均碳的质量分数的万分只之几；后面的“数字”表示所含合金元素的平均质量分数的百分之几。例如，60Si2Mn表示W(C)=0.60%、W(Si)=2%、W(Mn)1.5%的合金结

14、构钢。第33页/共98页 1低合金结构钢：一般是在低碳钢的基础上加入少量合金元素（WMe3%）而形成的合金钢。广泛用于桥梁、造船、建筑、石油、化工、铁道等部门。万吨远洋轮第34页/共98页 2合金渗碳钢：包括20Cr、20CrMnTi、20MnVB等低碳合金钢。活塞销活塞销(20Cr)第35页/共98页 3合金调质钢：包括40Cr、40CrMnVB、35CrMo等中碳合金钢，经调制处理后使用，具有良好的综合力学性能，主要用于重要机械零件。第36页/共98页 4合金弹簧钢：包括55Si2Mn、60Si2Mn、50CrVA等碳含量在0.5%0.7%、以Si、Mn为主加元素的中高碳合金钢。第37页/

15、共98页 5滚动轴承钢：滚动轴承是用于制造滚动轴承的滚动体和内、外套圈的专用结构钢。滚珠轴承滚珠轴承滚针轴承滚针轴承滚柱轴承滚柱轴承第38页/共98页合金工具钢合金工具钢 （1）用途：合金工具钢主要用于制造重要的刃具、量具和模具，根据不同的使用要求，分为量具刃具钢、耐冲击工具钢，热作模具钢、冷作模具钢和高速工具钢等类别。刃刃 具具第39页/共98页 （2）牌号：当合金工具钢中W(C)1.0%时，牌号前的“数字”以千分之几(一位数)表示；当合金工具钢中W(C)1%时，牌号前不标出碳的质量分数的数字。例如，9Mn2V表示W(C)=0.9%，W(Mn)=2%、W(V)1.5%的合金工具钢；CrWMn

16、表示钢中W(C)1.0%、W(Cr)1.5%、W(W)1.5%、W(Mn)1.5%的合金工具钢；高速钢的W(C)=0.71.5%，但在高速钢的牌号中不标出碳的质量分数值，如W18Cr4V钢。第40页/共98页 1量具刃具钢 常用的制作量具及刃具用的合金工具钢是9SiCr钢、9Cr2钢、CrWMn钢、Cr2钢和9Mn2V钢等，主要用来制造淬火变形小、精度高的低速切削工具（冷剪切刀、板牙、丝锥、铰刀、搓丝板、拉刀、圆锯）、冷冲模、量具（量规、精密丝杠）和耐磨零件。制作量具及刃具用的合金工具钢的热处理工艺是：锻造后进行球化退火，加工零件后进行淬火，淬火冷却介质一般用油或盐浴进行马氏体分级淬火或贝氏体

17、等温淬火，淬火后再进行低温回火 第41页/共98页量量 具具第42页/共98页 2耐冲击工具钢 耐冲击工具主要是指风动工具、金属冷剪刀片、铆钉冲头、冲孔冲头等。常用的制作耐冲击工具的合金工具钢有：4CrW2Si钢、5CrW2Si钢、6CrW2Si钢等。此类钢一般需要经过淬火加中温回火后使用。第43页/共98页 3热作模具钢 热作模具主要是指热锻模、压铸模、热挤压模等。常用的制作热作模具的合金工具钢有：5CrNiMo钢、5CrMnMo钢、3Cr2W8V钢、8Cr3钢等。此类钢一般需要调质处理或淬火加中温回火后使用，而且热处理后变形小。模模 具具第44页/共98页 4冷作模具钢 冷作模具主要是指冷

18、冲模、冷拔模、冷挤压模等。常用的制作冷作模具的合金工具钢有：Cr12MoV钢、Cr12钢、CrWMn钢等。此类钢一般需要淬火加低温回火后使用，而且热处理后变形小。第45页/共98页 5高速工具钢(高速钢)高速工具钢是用于制作中速或高速切削工具（车刀、铣刀、麻花钻头、齿轮刀具、拉刀等）的高碳合金钢。高速工具钢经过科学的热处理后，可以获得高硬度、高耐磨性和高热硬性（能够在600以下保持高硬度和耐磨性）。常用高速工具钢的牌号是：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。第46页/共98页特殊性能钢特殊性能钢 含义：特殊性能钢是只有特殊物理性能、化学性能的合金钢，包括不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。分类：（一

19、）不锈钢 （二）耐热钢 （三）耐磨钢第47页/共98页（一）不锈钢 （1）含义：不锈钢是指在空气、水、酸、碱等介质中具有较强抗腐蚀能力的合金钢。这类钢一般含碳量（1.2%）不高，主加合金元素为铬（1.2%）。（2）分类：按不锈钢使用时的组织特征分类，可分为奥氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢、马氏体型不锈钢、奥氏体-铁素体型不锈钢和沉淀硬化型不锈钢五类，常用的为马氏体型、铁素体型和奥氏体型。第48页/共98页 （1）马氏体型不锈钢：主要为铬不锈钢铬含量为12%18%，碳含量较高（Wc=0.1%1.4%）主要用于制造力学性能要求较高，并能耐腐蚀的工件。主要用于汽轮机转子、叶片、泵阀、排气阀等第49页/

20、共98页 （2）铁素体型不锈钢：也属于铬不锈钢，铬含量较高17%32%，碳含量较低（一般小于0.12%）主要用作耐腐蚀性要求较高而强度要求不高的零部件。主要用作炉用材料、高温热变换器、喷嘴、汽缸套、化工石油设备等。第50页/共98页 （3）奥氏体不锈钢：属于铬镍不锈钢，铬含量为17%19%，镍含量为8%9%，组织基本为奥氏体，耐蚀性高于铬不锈钢，具有良好的塑性和低温韧度，没有磁性，强度不高，切削加工性差。主要用于内燃机排气阀、加热炉构件、热交换器等。第51页/共98页 （二）耐热钢 含义：耐热钢是指在高温下具有良好的化学稳定性或较高强度的钢。钢的耐热性包括钢在高温下具有抗氧化性(热稳定性)和高

21、温热强性(蠕变强度)两个方面。分类：耐热钢按其组织分为马氏体型、奥氏体型和铁素体型等几种第52页/共98页 （1）马氏体型耐热钢，这类钢用于工作温度低于600的重载工件。常用的刚号有：1Cr5Mo、1Cr13、1Cr17Ni2、4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo等。（2）奥氏体型耐热钢：这类刚用于工作温度为600700的重负荷重要工件。常用的钢号有：2Cr25Ni20、0Cr23Ni3、40Cr14Ni14W2Mo等。（3）铁素体型耐热钢，这类刚的工作温度可以高达9001000，主要用作炉用材料、高温交换器、喷嘴、汽缸套、化工石油设备等。常用的刚号有：2Cr25N、00Cr12、1Cr17等

22、，主要合金元素是铬。第53页/共98页 （三）耐磨钢 （1）含义：耐磨钢是指能承受强烈冲击载荷和严重磨损的高锰合金钢 （2）常用牌号：常用的耐磨钢有ZGMn13-1（低冲击件用）、ZGMn13-2（普通件用）、ZGMn13-3（复杂件用）、ZGMn13-3（高冲击件用）等。（3）特点：高锰耐磨钢使用前，都应进行在水中淬火的“水韧处理”，以提高其塑性、韧性而降低硬度、强度。球磨机球磨机第54页/共98页第四节 铸 铁 一、铸铁的石墨化；二、二、白口铸铁；三、灰铸铁三、灰铸铁；四、可锻铸铁四、可锻铸铁；五、五、球墨铸铁球墨铸铁。六、六、蠕墨铸铁蠕墨铸铁。七、七、合金铸铁合金铸铁。第55页/共98页

23、 （1）含义：铸铁是指含碳量大于大于2.11%的贴碳合金。工业上使用的铸铁，一般是碳含量在2.5%4%之间的灰铸铁。（2）特性：灰铸铁强度低，塑性差而脆性大，力学性能差，但具有优良的铸造工艺性和切削加工性，并有良好的自润滑、减摩性和消震性，而且生产过程简易，成本低廉。（3）分类：由于碳含量和碳的存在形式不同，通常可分为白口铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和蠕墨铸铁和合金铸铁等几种。第56页/共98页 铸铁的石墨化铸铁的石墨化 （1）含义：铸铁中的碳以石墨形式析出的过程称为石墨化。（2）影响因素：影响铸铁石墨化的因素主要是化学成分和冷却速度。化学成分的影响：在化学成分中碳和硅是强烈促进石墨化的元

24、素。冷却速度的影响：冷却速度是影响石墨化过程的工艺因素。第57页/共98页 白口铸铁白口铸铁 白口铸铁是组织中的碳主要以游离碳化铁形式出现的铸铁，断口呈银白色，故称为白口铸铁。由于大量渗碳体的存在，白口铸铁硬而脆，难于切削加工，很少直接使用，可用作炼钢原料和可锻铸铁坯料。第58页/共98页 灰铸铁灰铸铁 （1）含义：灰铸铁是组织中的碳主要以片状石墨形式析出的铸铁，断口呈灰色，故称为灰铸铁。（2）灰铸铁的牌号及用途：灰铸铁的牌号用“HT”及数字组成。其中“HT”是“灰铁”两字汉语拼音的第一个字母，其后的数字表示灰铸铁的最低抗拉强度，如HT150表示灰铸铁，其最低抗拉强度是150MPa。第59页/

25、共98页 （3）常用灰铸铁有:HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350等。（4）特性：灰铸铁还具有优良的铸造性、良好的吸震性、较低的缺口敏感性、良好的切削加工性、良好的减摩性。第60页/共98页 可锻铸铁可锻铸铁 （1）含义：可锻铸铁是组织中的碳以团絮状石墨形式存在的铸铁，它是将白口铸铁件经高温石墨退火处理后，使组织中的渗碳体分解析出团絮状石墨而形成。（2）可锻铸铁的显微组织：可锻铸铁的显微组织。铁素体为基体的黑心可锻铸铁和珠光体为基体的可锻铸铁。第61页/共98页（3）可锻铸铁的牌号及用途 可锻铸铁的牌号是由三个字母及两组数字组成。其中前两个字母“KT”是“可铁

26、”两字汉语拼音的第一个字母；第三个字母代表类别，“H”表示“黑心”（即铁素体基体），“Z”表示珠光体基体，“B”表示白心（铸件中心是珠光体，表面是铁素体）；后两组数字分别表示可锻铸铁的最低抗拉强度和最低伸长率。第62页/共98页 （4）可锻铸铁的性能及用途：可锻铸铁的力学性能比灰铸铁高，但可锻铸铁并不能进行锻压加工。可锻铸铁广泛应用于汽车、拖拉机、机械制造及建筑行业，用于制造形状复杂、承受冲击载荷的薄壁(厚度25mm)、中小型铸件。第63页/共98页 球墨铸铁球墨铸铁 （1）含义：球墨铸铁是组织中的碳以球状石墨形式存在的铸铁。（2）球墨铸铁的显微组织：球墨铸铁的显微组织。球墨铸铁按钢基体显微组

27、织的不同，球墨铸铁可分为铁素体(F)球状石墨(G)；铁素体(F)+珠光体(P)球状石墨(G)，珠光体(P)球状石墨(G)三种。第64页/共98页 （3）球墨铸铁的性能：球墨铸铁与灰铸铁相比，有较高的强度和良好的塑性与韧性，而且球墨铸铁在某些性能方面可与钢相媲美，如屈服点比碳素结构钢高，疲劳强度接近中碳钢。第65页/共98页 （4）球墨铸铁的牌号 球墨铸铁的牌号用“T”符号及其后面两组数字表示。“T”是“球铁”两字汉语拼音的第一个字母，两组数字分别代表其最低抗拉强度和最低伸长率。常用球墨铸铁有：QT400-15、QT450-10、QT500-7、QT600-3、QT700-2、QT800-2、Q

28、T900-2等。（5）球墨铸铁的热处理 球墨铸铁常用的热处理工艺有：退火、正火、调质、贝氏体等温淬火等。第66页/共98页蠕墨铸铁蠕墨铸铁 （1）含义：蠕墨铸铁是近几十年来发展起来的新型铸铁，组织中的碳主要以蠕虫状石墨形式存在，蠕虫状石墨片短厚，头较圆、形式蠕虫，形态介于片状和球状之间。（2）蠕墨铸铁的性能：蠕墨铸铁的力学性能优于钢基体相同的灰铸铁而低于球墨铸铁，而且蠕墨铸铁在铸造性能、导热性能等方面要比球墨铸铁好。（3）蠕墨铸铁的牌号：蠕墨铸铁的牌号用“RuT”符号及其数字表示。“RuT”是蠕铁两字汉语拼音字母，其后数字表示最低抗拉强度。（4）常用蠕墨铸铁有：RuT420、RuT380、Ru

29、T340、RuT300、RuT260第67页/共98页合金铸铁合金铸铁 为了进一步提高铸铁性能和获得某些特殊的物理，化学性能，在灰铸铁或球墨铸铁中加入一些合金元素，从而得到耐磨铸铁（MT）、耐热铸铁（RT）及耐蚀铸铁（ST）等合金铸铁。第68页/共98页第五节 非钢铁材料 一、铜及铜合金；二、铝及铝合金；二、铝及铝合金；三、滑动轴承合金三、滑动轴承合金；四、四、粉末冶金与硬质合金粉末冶金与硬质合金；第69页/共98页铜及铜合金铜及铜合金 含义：含义：铜及铜合金有良好的电导性，热导铜及铜合金有良好的电导性，热导性，较强的抗大气腐蚀性能和一定的力学性能，性，较强的抗大气腐蚀性能和一定的力学性能，并

30、具有良好的加工工艺性并具有良好的加工工艺性。（一）工业纯铜（一）工业纯铜 （二）铜合金（二）铜合金第70页/共98页 （一）工业纯铜（一）工业纯铜 （1）含义：工业纯铜通常是指WCu=99.5%99.95%的纯铜。纯铜呈玫瑰红色，表面氧化后形成紫色氧化铜膜，故又称紫铜，一般纯铜油电解法制取，故又称电解铜。纯铜的熔点为1083，密度是8.898.95g/cm3，其晶胞是面心立方晶格，无同素异晶转变。（2）用途：加工铜主要用于制造电线、电缆、电子器件、导热器件以及作为冶炼铜合金的原料等。第71页/共98页 （3）特性：纯铜具有良好的导电性、导热性和抗磁性、耐腐蚀性。纯铜的抗拉强度(b=200400

31、MPa)不高，硬度（3040HBW）较低，塑性(=45%50%)与低温韧性较好，容易进行压力加工，纯铜没有同素异构转变现象，经冷塑性变形后可提高其强度。（4）纯铜的牌号：纯铜的牌号用汉语拼音字母“T”加顺序号表示，共有T1（一号铜）、T2（二号铜）、T3（三号铜）三种，牌号中的顺序号数字越大，则其纯度越低。第72页/共98页 （二）铜合金 铜合金按合金的化学成分分类，可分为黄铜、白铜和青铜三类 第73页/共98页 1黄铜（1）含义：黄铜是指以铜为基体金属，以锌为主加元素的铜合金。（2）分类：根据化学成分黄铜分为普通黄铜和特殊黄铜，根据生产方法的不同，黄铜又可分为加工黄铜与铸造黄铜两类。H为“黄

32、”字汉语拼音首字母，数字为铜含量的百分数。如H70表示铜平均含量为70%，锌平均含量为30%，又称三七黄酮。法兰阀法兰阀闸阀闸阀第74页/共98页 （3）特性：黄铜具有良好的力学性能、耐腐蚀性和工艺性能，价格较纯铜便宜，广泛用于制造机器零件、电器元件和生活用品。常用的黄铜有H68、H62等。（4）牌号：普通黄铜是由铜和锌组成的铜合金；在普通黄铜中再加入其它元素所形成的铜合金称为特殊黄铜，特殊黄铜有铅黄铜HPb63-3、HPb63-1等，锡黄铜HSn90-1、HSn62-1等，铝黄铜HAl60-1-1、Hal59-3-2等，和硅黄铜、锰黄铜。第75页/共98页 2白铜 （1）含义：白铜是指以铜为

33、基体金属，以镍为主加元素的铜合金。（2）特性及用途：白铜具有高电阻和很小的电阻温度系数，良好的耐腐蚀性和力学性能。主要用作电热元件，热电偶、变阻器、电工测量器材、精密仪器、医疗器材，钟表器材和零件、海洋舰船机械零件和弹性元件等。第76页/共98页 （3）牌号：白铜的牌号有代号B、其它元素化学符号、镍含量的平均百分数值、其它元素含量的平均百分数指组成。（4）特殊白铜：普通白铜是由铜和镍组成的铜合金；在普通白铜中再加入其它元素所形成的铜合金称为特殊白铜。第77页/共98页 3青铜（1）含义：青铜是指除黄铜和白铜以外的铜合金。（2）分类：根据不同的主加元素，青铜分为锡青铜、铝青铜、铅青铜、铍青铜等。

34、（3）牌号：青铜的牌号由代号Q、主加合金元素化学符号，合金元素含量百分数值和其他元素含量百分数值组成。第78页/共98页铝及铝合金铝及铝合金 （一）纯铝 （二）铝合金第79页/共98页 1纯铝 （1）含义：纯铝是铝含量不低于99.00%时为纯铝。纯铝密度是2.7g/cm3，熔点是660，颜色为白色，结晶后具有面心立方晶格，无同素异构转变现象，无铁磁性；纯铝有良好的导电和导热性能；纯铝在非工业污染的大气中有良好的耐腐蚀性；纯铝的塑性好(40%，80%)，但强度低(b80100MPa)；纯铝不能用热处理进行强化。第80页/共98页（2）纯铝的牌号及用途 我国工业城产的纯铝分工业纯铝和高纯铝两类。工

35、业纯铝牌号用代号L和顺序数字组成，有L1、L2、L3、L4、L5、L5-1、L6八种，序数表示纯度等级，序数大纯度低。高纯铝牌号用代号LG和顺序数字组成，有LG1、LG2、LG3、LG4和LG5组成，序数大纯度高。纯铝主要用于熔炼铝合金，制造电线、电缆、电器元件、换热器件以及要求制作质轻、导热与导电、耐大气腐蚀但强度要求不高的机电构件等 第81页/共98页 2铝合金 含义：铝合金是以铝为基础，加入一种或几种其他元素(如铜、镁、硅、锰、锌等)构成的合金。飞机翼梁飞机翼梁(腹板为硬铝合金腹板为硬铝合金)第82页/共98页 （1）铸造铝合金 含义：铸造铝合金是指可采用铸造成形方法直接获得铸件的铝合金

36、。分类：按其所加合金元素的不同，铸造铝合金主要有：Al-Si系；Al-Cu系；Al-Mg系；Al-Zn系合金等。牌号：铸造铝合金牌号由铝和主要合金元素的化学符号，以及表示主要合金元素名义质量百分含量的数字组成，并在其牌号前面冠以“铸”字的汉语拼音字母的字首“Z”。例如，ZAlSi12，表示W(Si)=12%，W(Al)=88%的铸造铝合金。第83页/共98页活塞活塞(裙部为铝硅合金裙部为铝硅合金)汽缸头汽缸头第84页/共98页（2）形变铝合金 含义：形变铝合金是指具有良好塑性，适于塑性变形的铝合金，包括防锈铝、硬铝、超硬铝、锻铝等。分类：防锈铝、硬铝、锻铝、超硬铝、第85页/共98页压气机叶片

37、压气机叶片飞机主起落架飞机主起落架第86页/共98页滑动轴承合金滑动轴承合金 （1）特点：滑动轴承合金具有良好耐磨性和减摩性，滑动轴承合金具有良好耐磨性和减摩性，用于制造滑动轴承轴瓦及其内衬的合金。用于制造滑动轴承轴瓦及其内衬的合金。滑动轴承具有支撑面大、工作平稳等优点，滑动轴承具有支撑面大、工作平稳等优点，适用于作高速重载轴的支撑。适用于作高速重载轴的支撑。第87页/共98页（2）滑动轴承合金材料应满足以下要求：足够的强度、硬度，较高的疲劳强度、抗压强度和耐磨性，良好的磨合性和较小的摩擦系数；足够的塑性、韧度和良好的抗冲击性、抗震动性；良好的耐腐蚀性、热导性和抗咬合性，较小的膨胀系数 第88

38、页/共98页粉末冶金与硬质合粉末冶金与硬质合 （一）粉末冶金 （二）硬质合金第89页/共98页（一）粉末冶金 1粉末冶金的基本工艺 （1）含义：粉末冶金是指用金属粉末或金属与非金属混合粉末作原料，通过配料、压制成型、烧结和后处理等工艺过程，直接获得零部件的工艺。通过粉末冶金工艺过程制成的材料，称为粉末冶金材料。第90页/共98页 （2）工艺：金属粉末取制：通常有机械制取和物理化学制取两类。压制成型：将制取得到的金属粉末进行分级、干燥后，添加黏结剂等配料配制混合，然后在压力机上模压成型，制成所需形状、尺寸的坯件。烧结：压制成型后的坯件，强度较低，不能直接使用，通过烧结进一步提高强度、改善物理化学

39、性能，才能达到使用要求。后处理：后处理包括整形、油浸，热处理、表面处理、锻造等工序 第91页/共98页（二）硬质合金 含义：硬质合金是由作为主要组元的一种或几种难熔金属碳化物和金属粘结剂相组成的烧结材料。第92页/共98页 1硬质合金的性能特点：（1）硬度、耐磨性和红硬性高；（2）强度、弹性模量高；（3）耐腐蚀性、抗氧化性高。（4）线膨胀系数小。工作时，形状尺寸稳定；（5）成型制品不再加工、重磨。第93页/共98页 2常用硬质合金（1）钨钴类硬质合金：主要成分是碳化钨（WC）、牌号用代号YG，后加铬含量的百分数值表示。（2）钨钛钴类银质合金：主要成分是碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）及铬，牌号

40、用代号YT,后加炭化钛含量的百分数值表示。（3）钨钛钽（铌）类硬质合金：主要成分是碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）、碳化钽（TaC）或碳化铌（NbC）和钴组成。第94页/共98页 3硬质合金的应用：硬质合金主要用于制造刀具材料、模具材料、量具及耐磨材料等。第95页/共98页人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。第96页/共98页第97页/共98页感谢您的观看。第98页/共98页