(4.8)--金属材料及热处理知识第8章.ppt

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1、培训学习目标培训学习目标 了解工业中常用的非铁金属铝、铜、钛及其合金，轴承合金的性能及用途。第八章第八章第八章第八章 非铁金属（有色金属）非铁金属（有色金属）非铁金属（有色金属）非铁金属（有色金属）第八章 非铁金属（有色金属）目目 录录第一节第一节 铝及其合金铝及其合金一、工业纯铝二、铝合金的分类和热处理三、变形铝合金四、铸造铝合金第二节第二节 铜及其合金铜及其合金一、工业纯铜二、铜合金的分类三、黄铜四、青铜第三节第三节 钛及其合金钛及其合金一、纯钛二、钛合金第四节第四节 滑动轴承合金滑动轴承合金一、滑动轴承的性能和组织二、常用滑动轴承合金复习思考题复习思考题第八章第八章第八章第八章 非铁金属

2、（有色金属）非铁金属（有色金属）非铁金属（有色金属）非铁金属（有色金属）第八章 非铁金属（有色金属）第一节第一节第一节第一节 铝及其合金铝及其合金铝及其合金铝及其合金一、工业纯铝一、工业纯铝1.铝合金的分类 铝合金一般都具有图8-1所示相图类型。按其化学成分和工艺性能，可将铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。图8-1 铝合金相图的一般类型二、铝合金的分类和热处理二、铝合金的分类和热处理 纯铝是银白色的低熔点轻金属，密度为2.7g/cm，熔点约为660，具有面心立方晶格，无同素异晶转变，导电、导热性好，耐蚀性好。纯铝的导电、导热性随其纯度的降低而变差，所以纯度是纯铝的重要指标。第八章 非铁金

3、属（有色金属）第一节第一节第一节第一节 铝及其合金铝及其合金铝及其合金铝及其合金2.铝合金的热处理铝合金的热处理方法主要是固溶热处理和时效。固溶热处理是将铝合金加热至单相区恒温保持，形成单相固溶体，然后快速冷却，使过饱和固溶体来不及分解，室温下获得过饱和固溶体的工艺。图8-2 w(Cu)=4%的铝合金自然时效曲线 合金的性能随时间而变化的现象称为时效。在室温进行的时效处理称为自然时效。在室温以上的温度进行的时效处理称为人工时效。固溶热处理和时效是铝合金强化的常用手段。第八章 非铁金属（有色金属）第一节第一节第一节第一节 铝及其合金铝及其合金铝及其合金铝及其合金图8-3 人工时效温度 对强度的影

4、响三、变形铝合金三、变形铝合金1.防锈铝（LF）防锈铝主要有Al-Mg或Al-Mn系，这类铝合金不能热处理强化，只能通过冷变形强化。常用的牌号有LF5、LF11、LF21等。第八章 非铁金属（有色金属）2.硬铝（LY）硬铝主要为Al-Cu-Mg系合金。这类合金可以通过固溶热处理和时效处理来获得高强度，抗拉强度b可达450MPa。常用牌号有LY1、LY2、LY12等。3.超硬铝（LC）超硬铝为Al-Cu-Mg-Zn系合金，它是在硬铝合金的基础上加入锌元素而制成的。常用的牌号有LC4、LC6等。4.锻铝（LD）锻铝大多为Al-Cu-Mg-Si系合金。常用变形铝合金新旧牌号、力学性能及用途见表8-1

5、。第一节第一节第一节第一节 铝及其合金铝及其合金铝及其合金铝及其合金第八章 非铁金属（有色金属）第一节第一节第一节第一节 铝及其合金铝及其合金铝及其合金铝及其合金表8-1 常用变形铝合金的新旧、牌号、力学性能及用途（摘自GB/T164751996）第八章 非铁金属（有色金属）表8-1 常用变形铝合金的新旧、牌号、力学性能及用途（续）第一节第一节第一节第一节 铝及其合金铝及其合金铝及其合金铝及其合金第八章 非铁金属（有色金属）四、铸造铝合金四、铸造铝合金1.铸造铝合金 主要有Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系、Al-Zn系四个系列。2.铸造铝硅合金 Al-Si系合金是最常用的铸造铝合金，俗

6、称硅铝明，特点是铸造性能优良，具有一定的强度和良好的耐蚀性。表8-2为部分铸造铝合金的牌号、代号、主要特点及用途。第一节第一节第一节第一节 铝及其合金铝及其合金铝及其合金铝及其合金第八章 非铁金属（有色金属）第一节第一节第一节第一节 铝及其合金铝及其合金铝及其合金铝及其合金表8-2 部分铸造铝合金的牌号、代号、主要特点及用途（摘自GB/T11731995、GB/T151151994）第八章 非铁金属（有色金属）第一节第一节第一节第一节 铝及其合金铝及其合金铝及其合金铝及其合金表8-2 部分铸造铝合金的牌号、代号、主要特点及用途（续）第八章 非铁金属（有色金属）第二节第二节第二节第二节 铜及其合

7、金铜及其合金铜及其合金铜及其合金一、工业纯铜一、工业纯铜 纯铜具有面心立方晶格，无同素异晶转变，密度为8.96g/cm，熔点为1 083，导电性、导热性优良，抗大气腐蚀性能良好，塑性好，容易进行冷、热塑性加工，强度和硬度较低（b=230250MPa，3040HBS），通过冷变形可使之强化。工业纯铜有T1、T2、T3三个代号。二、二、铜合金的分类铜合金的分类 铜合金是以铜为基体，加入合金元素形成的合金。黄铜：是指以铜为基体，以锌为主加元素的铜合金。白铜：是指以铜为基体，以镍为主加元素的铜合金。青铜：是指除黄铜和白铜以外的铜合金，主要有锡青铜、铝青铜、铍 青铜等。第八章 非铁金属（有色金属）三、黄

8、铜三、黄铜1.普通黄铜 普通黄铜是铜锌二元合金，具有优良的耐蚀性能，其力学性能与含锌量有关。如图8-6所示。图8-6 黄铜的组织和力学性能与含锌量的关系2.特殊黄铜 在普通黄铜的基础上再加入其他合金元素，可以改善黄铜的性能，这类黄铜称为特殊黄铜。部分黄铜的牌号、化学成分、力学性能及用途见表8-3。第二节第二节第二节第二节 铜及其合金铜及其合金铜及其合金铜及其合金第八章 非铁金属（有色金属）第二节第二节第二节第二节 铜及其合金铜及其合金铜及其合金铜及其合金表8-3 部分黄铜的牌号、成分、力学性能及用途（摘自GB/T 52312001和GB/T 11761987）第八章 非铁金属（有色金属）第二节

9、第二节第二节第二节 铜及其合金铜及其合金铜及其合金铜及其合金表8-3 部分黄铜的牌号、成分、力学性能及用途（续）第八章 非铁金属（有色金属）四、青铜四、青铜 青铜种类很多，锡青铜是最常见的青铜，此外还有铝青铜、铍青铜、铅青铜等。按工艺特点又分为加工青铜和铸造青铜两大类。常用青铜的牌号、化学成分、力学性能及用途见表8-4。第二节第二节第二节第二节 铜及其合金铜及其合金铜及其合金铜及其合金1.锡青铜 以锡为主要添加元素的铜合金称为锡青铜。含锡量对青铜的组织和力学性能的影响较大，如图8-7所示。2.铝青铜 以铝为主要添加元素的铜合金称为铝青铜。常用的铝青铜w(Al)=5%11%。当w(Al)=5%7

10、%时，有良好的塑性，适宜于冷变形加工；当w(Al)=10%时，强度高，适宜于铸造。第八章 非铁金属（有色金属）第二节第二节第二节第二节 铜及其合金铜及其合金铜及其合金铜及其合金表8-4 常用青铜的牌号、化学成分、力学性能及用途（摘自GB/T52312001、GB/T 11761987、GB20482002、GB20432002）第八章 非铁金属（有色金属）第二节第二节第二节第二节 铜及其合金铜及其合金铜及其合金铜及其合金表8-4 常用青铜的牌号、化学成分、力学性能及用途（续）第八章 非铁金属（有色金属）3.铍青铜 以铍为主要添加元素的铜合金称为铍青铜。常用的铍青铜w(Be)=1.7%2.5%，

11、铍在铜中的最大溶解度为2.7%。图8-7 锡青铜的组织和力学性能与含锡量的关系第二节第二节第二节第二节 铜及其合金铜及其合金铜及其合金铜及其合金第八章 非铁金属（有色金属）第三节第三节第三节第三节 钛及其合金钛及其合金钛及其合金钛及其合金一、纯钛一、纯钛 钛是银白色的高熔点轻金属，密度为4.51g/cm,熔点为1700，钛有两种同素异构体：温度低于882为-Ti，具有密排六方晶格;温度高于882为-Ti，具有体心立方晶格。工业纯钛的牌号有TA1、TA2、TA3 三种，顺序号越大，杂质含量越高，强度、硬度越高，塑性、韧性越差。工业纯钛的牌号、力学性能及用途见表8-5。二、钛合金二、钛合金 以钛为

12、基体，加入合金元素铝、锡、铬、钼、锰等合金元素组成的合金。第八章 非铁金属（有色金属）第三节第三节第三节第三节 钛及其合金钛及其合金钛及其合金钛及其合金表8-5 工业纯钛的牌号、力学性能及用途（摘自GB/T29651996）第八章 非铁金属（有色金属）第三节第三节第三节第三节 钛及其合金钛及其合金钛及其合金钛及其合金2.型钛合金 主要成分为钛中加入铬、钼、钒等合金元素，这类合金经淬火后得到固溶体的组织，具有较高的抗拉强度和冲击韧度，压力加工性能和焊接性能良好。缺点是组织和性能不太稳定，熔炼工艺较复杂，故应用较少。3.型钛合金 常用的钛合金牌号、化学成分、力学性能及用途见表8-6。1.型钛合金

13、主要成分为钛中加入铝和锡，退火状态下的组织是单相固溶体。第八章 非铁金属（有色金属）表8-6 常用的钛合金牌号、化学成分、力学性能及用途（摘自GB/T29651996）第三节第三节第三节第三节 钛及其合金钛及其合金钛及其合金钛及其合金第八章 非铁金属（有色金属）表8-6 常用的钛合金牌号、化学成分、力学性能及用途（续）第三节第三节第三节第三节 钛及其合金钛及其合金钛及其合金钛及其合金第八章 非铁金属（有色金属）第四节第四节第四节第四节 滑动轴承合金滑动轴承合金滑动轴承合金滑动轴承合金一、滑动轴承的性能和组织一、滑动轴承的性能和组织1.滑动轴承的性能 滑动轴承合金应具有足够的抗压强度和抗疲劳性能

14、，良好的减摩性，良好的储备润滑油的功能，良好的磨合性，良好的导热性和耐蚀性，良好的工艺性能。2.滑动轴承的组织 软基体和均匀分布的硬质点；硬基体上分布着软质点。二、常用滑动轴承合金二、常用滑动轴承合金1.锡基与铅基轴承合金 常用的锡基和铅基轴承合金的牌号、力学性能、特点和用途见表8-7。第八章 非铁金属（有色金属）第四节第四节第四节第四节 滑动轴承合金滑动轴承合金滑动轴承合金滑动轴承合金表8-7 常用的锡基、铅基轴承合金牌号、力学性能、特点和用途(摘自GB/T 11741992)第八章 非铁金属（有色金属）第四节第四节第四节第四节 滑动轴承合金滑动轴承合金滑动轴承合金滑动轴承合金表8-7 常用

15、的锡基、铅基轴承合金牌号、力学性能、特点和用途（续）第八章 非铁金属（有色金属）（1）锡基轴承合金（2）铅基轴承合金2.铜基轴承合金 铜基轴承合金通常有锡青铜与铅青铜。3.铝基轴承合金铝基轴承合金是以铝为基体，加入锡等元素组成的合金。第四节第四节第四节第四节 滑动轴承合金滑动轴承合金滑动轴承合金滑动轴承合金复习思考题复习思考题复习思考题复习思考题第八章 非铁金属（有色金属）1.铝合金采用何种热处理强化方法？变形铝合金中哪些品种可以进行热处理强化？2.什么是铸造铝合金的变质处理？试述铸造铝合金变质处理后力学性能提高的原因。3.试述轴承合金应具有哪些性能？应具备什么样的组织来保证这些性能？4.下列零件应选用何种金属材料制造较为合适：焊接油箱、气缸体、活塞、飞机蒙皮、仪表弹簧、罗盘、重型汽车轴瓦5.说明下列牌号的意义：H62、H68、HSn62-1、ZCuZn38、ZCuZn16Si4、QSn4-3、ZCuSn10P1、QBe2