第一章(18)章有色金屬

1、1.81.8 非鐵金屬材料非鐵金屬材料 鋼鐵以外的金屬材料稱為鋼鐵以外的金屬材料稱為非鐵金屬材料或有色金屬非鐵金屬材料或有色金屬。 有色金屬中密度低于有色金屬中密度低于3.53.510103 3kg/mkg/m3 3的稱為的稱為輕有色金屬輕有色金屬； 密度大于 密度大于3.53.510103 3kg/m3kg/m3的稱為的稱為重有色金屬重有色金屬。 常用的有：鋁及其合金、銅及其合金、鈦及其合金常用的有：鋁及其合金、銅及其合金、鈦及其合金 和軸承合金等和軸承合金等 一、純鋁一、純鋁 純鋁是銀白色金屬，熔點純鋁是銀白色金屬，熔點660660，面心立方晶格，無同，面心立方晶格，無同 素異晶轉變。是自

2、然界出量最豐富的金屬元素。素異晶轉變。是自然界出量最豐富的金屬元素。 1 1、鋁及其合金具有以下優(yōu)良的性能、鋁及其合金具有以下優(yōu)良的性能 1 1）質量輕密度為）質量輕密度為2.7kg/m2.7kg/m3 3 ，僅為鐵的，僅為鐵的1/31/3，是一種輕型金，是一種輕型金 屬，飛機的主框架要選用鋁合金。屬，飛機的主框架要選用鋁合金。 2 2）導電、導熱性好，僅次于銅、銀）導電、導熱性好，僅次于銅、銀 3 3）具有較好的抗大氣腐蝕能力（能形成）具有較好的抗大氣腐蝕能力（能形成AlAl2 2O O3 3氧化膜）氧化膜） 4 4）具有較好的加工工藝性能。它的塑性好，可以冷、熱變）具有較好的加工工藝性能。

3、它的塑性好，可以冷、熱變 形加工，還可以通過熱處理強化，提高鋁的強度。形加工，還可以通過熱處理強化，提高鋁的強度。 第一節(jié)第一節(jié) 鋁及其合金鋁及其合金 2 2、純鋁的牌號、用途、純鋁的牌號、用途 純鋁的牌號：純鋁的牌號： 舊牌號：舊牌號：L1L1、 L2L2、 L3 L3 （數(shù)字越大純度越低）（數(shù)字越大純度越低） 新牌號：用新牌號：用l l表示。最后兩位數(shù)字表示鋁的最低百分含表示。最后兩位數(shù)字表示鋁的最低百分含 量，第二位字母表示原始純鋁的改型情況，如量，第二位字母表示原始純鋁的改型情況，如lA35lA35。 10701070、10601060、1050 1050 （6060表示鋁的最低質量分

4、數(shù)中小數(shù)點后面的兩位表示鋁的最低質量分數(shù)中小數(shù)點后面的兩位Al Al=99.6% =99.6%） 純鋁主要用于制作電線、電纜、散熱和換熱器件，以及強度純鋁主要用于制作電線、電纜、散熱和換熱器件，以及強度 要求不高的耐蝕容器、用具等。要求不高的耐蝕容器、用具等。 二、鋁合金的分類二、鋁合金的分類 鋁中加入合金元素（如鋁中加入合金元素（如SiSi、CuCu、MgMg、ZnZn等），配制成各種等），配制成各種 成分的鋁合金。成分的鋁合金。 變形鋁合金，變形鋁合金，是指合金經熔化后澆成鑄錠，再經壓力加是指合金經熔化后澆成鑄錠，再經壓力加 工（鍛造、扎制、擠壓等）制成板材、帶材、棒材、管工（鍛造、扎制、

5、擠壓等）制成板材、帶材、棒材、管 材、線材以及其它各種型材，要求具有較高的塑性和良材、線材以及其它各種型材，要求具有較高的塑性和良 好的工藝成型性能。好的工藝成型性能。 鑄造鋁合金鑄造鋁合金，則是將熔融的合金液直接澆入鑄型中獲得，則是將熔融的合金液直接澆入鑄型中獲得 成型鑄件，要求合金應具有良好的鑄造性能，如流動性成型鑄件，要求合金應具有良好的鑄造性能，如流動性 好、收縮小、抗熱裂性高。好、收縮小、抗熱裂性高。 鋁合金鋁合金 的分類的分類 形變鋁合金形變鋁合金 鑄造鋁合金鑄造鋁合金 不能熱處理不能熱處理 強化鋁合金強化鋁合金 能熱處理能熱處理 強化鋁合金強化鋁合金 鋁合金相圖大都具有二元共晶相

6、圖的特點。相圖上鋁合金相圖大都具有二元共晶相圖的特點。相圖上 可以直接劃分變形鋁合金和鑄造鋁合金的成分范圍?？梢灾苯觿澐肿冃武X合金和鑄造鋁合金的成分范圍。 D D是理論分界線。低于是理論分界線。低于D D 點的合金，加熱時均能形成單點的合金，加熱時均能形成單 相固溶體組織，塑性好，適于壓力加工，劃歸為變形鋁相固溶體組織，塑性好，適于壓力加工，劃歸為變形鋁 合金。合金。 成分位于成分位于D D點右側的合金熔點低，結晶時發(fā)生共晶反應，點右側的合金熔點低，結晶時發(fā)生共晶反應， 固態(tài)下具有共晶組織，塑性較差，但流動性好，適于鑄固態(tài)下具有共晶組織，塑性較差，但流動性好，適于鑄 造，劃歸為鑄造鋁合金。造，

7、劃歸為鑄造鋁合金。 變形鋁合金又分為可熱處理強化和不可熱處理強化兩類，變形鋁合金又分為可熱處理強化和不可熱處理強化兩類， 凡成分在凡成分在F F點左側的合金，不能進行熱處理強化，即不點左側的合金，不能進行熱處理強化，即不 可熱處理強化的鋁合金。成分在可熱處理強化的鋁合金。成分在F F、D D點之間的鋁合金，點之間的鋁合金， 即屬于可熱處理強化的鋁合金。即屬于可熱處理強化的鋁合金。 三、鋁合金的強化途徑三、鋁合金的強化途徑 鋁合金種類不同，其強化原理、途徑則不同。鋁合金種類不同，其強化原理、途徑則不同。 2 2、可熱處理強化變形鋁合金、可熱處理強化變形鋁合金 這類變形鋁合金不但可變形強化，還能夠

8、通過熱處理進這類變形鋁合金不但可變形強化，還能夠通過熱處理進 一步強化，工藝是先固溶強化，然后時效處理一步強化，工藝是先固溶強化，然后時效處理 合金元素加入純鋁之后，形成鋁基固溶體，導致晶格發(fā)合金元素加入純鋁之后，形成鋁基固溶體，導致晶格發(fā) 生畸變，增加了位錯運動的阻力，由此提高鋁的強度。生畸變，增加了位錯運動的阻力，由此提高鋁的強度。 但是組元之間常常具有相似的物理化學性能和原子尺寸，但是組元之間常常具有相似的物理化學性能和原子尺寸， 晶格畸變程度低，固溶強化效果不高。因此，鋁的強化晶格畸變程度低，固溶強化效果不高。因此，鋁的強化 不能單純依靠合金元素的固溶強化作用。不能單純依靠合金元素的固

9、溶強化作用。 1 1、不可熱處理的變形鋁合金、不可熱處理的變形鋁合金 在固態(tài)范圍內加熱、冷卻無相變，因而不能熱處理強化，在固態(tài)范圍內加熱、冷卻無相變，因而不能熱處理強化， 其常用的強化方法是冷變形，如冷軋、壓延等工藝。其常用的強化方法是冷變形，如冷軋、壓延等工藝。 時效強化時效強化 時效強化又稱沉淀強化。是指類似時效強化又稱沉淀強化。是指類似F F、D D之間成分的鋁合之間成分的鋁合 金經固溶處理（鋁合金加熱到單相區(qū)保溫后，快速冷卻金經固溶處理（鋁合金加熱到單相區(qū)保溫后，快速冷卻 得到過飽和固溶體的熱處理操作稱為固溶處理，也稱淬得到過飽和固溶體的熱處理操作稱為固溶處理，也稱淬 火）后在室溫或較

10、高的環(huán)境溫度下，火）后在室溫或較高的環(huán)境溫度下，隨著停留時間的延隨著停留時間的延 長其強度、硬度升高，塑性和韌性下降的現(xiàn)象長其強度、硬度升高，塑性和韌性下降的現(xiàn)象。 1 1）室溫放置過程中發(fā)生的時效稱為）室溫放置過程中發(fā)生的時效稱為自然時效自然時效； 2 2）合金在加熱條件下發(fā)生的時效稱為）合金在加熱條件下發(fā)生的時效稱為人工時效人工時效。 鋁合金的時效強化與鋼的淬火、回火根本不同。鋁合金鋁合金的時效強化與鋼的淬火、回火根本不同。鋁合金 固溶處理后雖然得到的也是過飽和固溶體，但強度、硬固溶處理后雖然得到的也是過飽和固溶體，但強度、硬 度并未得到提高，在隨后的過飽和固溶體發(fā)生分解的過度并未得到提高

11、，在隨后的過飽和固溶體發(fā)生分解的過 程中出現(xiàn)時效現(xiàn)象。程中出現(xiàn)時效現(xiàn)象。 鋁合金的時效強化與其在時效過程中所產生的組織有關。以鋁合金的時效強化與其在時效過程中所產生的組織有關。以Al4%CuAl4%Cu合金為合金為 例。該合金在室溫時的平衡組織為例。該合金在室溫時的平衡組織為+CuAl+CuAl2 2（CuAlCuAl2 2即為平衡相即為平衡相），加熱到），加熱到 固相線以上，第二相固相線以上，第二相CuAlCuAl2 2完全溶入完全溶入固溶體中，淬火后獲得在鋁中的過飽和固溶體中，淬火后獲得在鋁中的過飽和 固溶體。又自發(fā)分解的傾向，當給予一定溫度與時間條件時便要發(fā)生分解。固溶體。又自發(fā)分解的傾

12、向，當給予一定溫度與時間條件時便要發(fā)生分解。 包括以下四格階段：包括以下四格階段： Al4%CuAl4%Cu合金時效的基合金時效的基 本過程可以概括為：本過程可以概括為： 合金淬火合金淬火過飽和過飽和固固 溶體溶體形成銅原子富集形成銅原子富集 區(qū)（區(qū)（GPGP區(qū)）區(qū)）銅原銅原 子富集區(qū)有序化（子富集區(qū)有序化（GPGP 區(qū)）區(qū)）形成過渡相形成過渡相 析出平衡相析出平衡相（CuAlCuAl2 2） + +平衡的平衡的固溶體。固溶體。 時效溫度越高，原子的活動能力時效溫度越高，原子的活動能力 越強，達到峰值時效所需的時間越強，達到峰值時效所需的時間 越短，峰值硬度較低溫時效的低，越短，峰值硬度較低溫

13、時效的低， 時效后的強化效果越明顯。時效后的強化效果越明顯。 1 1）時效初期）時效初期 銅原子偏聚于銅原子偏聚于固溶體的固溶體的100100晶面晶面 上，形成銅原子富集區(qū)，稱為上，形成銅原子富集區(qū)，稱為GPGP區(qū)。區(qū)。 2 2）隨著時間的延長或溫度的提高，在）隨著時間的延長或溫度的提高，在GP1GP1區(qū)的基區(qū)的基 礎上銅原子進一步偏聚，稱為礎上銅原子進一步偏聚，稱為GPGP。GPGP區(qū)可視為區(qū)可視為 中間過渡相，常用中間過渡相，常用 表示，使合金得到進一步強化。 表示，使合金得到進一步強化。 3 3）隨著時效過程的進一步發(fā)展，銅原子在）隨著時效過程的進一步發(fā)展，銅原子在GP1GP1區(qū)區(qū) 繼續(xù)

14、偏聚，形成過渡相繼續(xù)偏聚，形成過渡相 ， ，晶格畸變減輕，合金的晶格畸變減輕，合金的 硬度開始下降。硬度開始下降。 4 4）時效后期，過渡相）時效后期，過渡相 完全從母相 完全從母相中脫溶，形中脫溶，形 成平衡相成平衡相，使合金的強度、硬度進一步降低，即所謂，使合金的強度、硬度進一步降低，即所謂 “過時效過時效”。 3 3、鑄造鋁合金、鑄造鋁合金采用變質處理采用變質處理 變質處理就是向金屬液體中加入一些細小的形核劑變質處理就是向金屬液體中加入一些細小的形核劑 （又稱為孕育劑或變質劑），使它在金屬液中形成大（又稱為孕育劑或變質劑），使它在金屬液中形成大 量分散的人工制造的非自發(fā)晶核，從而獲得細小

15、的鑄量分散的人工制造的非自發(fā)晶核，從而獲得細小的鑄 造晶粒。造晶粒。 鑄造鋁合金組織中有一定比例的共晶體，熔點低，流鑄造鋁合金組織中有一定比例的共晶體，熔點低，流 動性好，可制造形狀復雜的零件；但共晶體比較粗大動性好，可制造形狀復雜的零件；但共晶體比較粗大 且韌性差，采用變質處理就能使共晶體細化，并在一且韌性差，采用變質處理就能使共晶體細化，并在一 定程度上使鑄造鋁合金強化、韌化。定程度上使鑄造鋁合金強化、韌化。 四、變形鋁合金牌號、性能、用途四、變形鋁合金牌號、性能、用途 依據(jù)其主要性能特點分為依據(jù)其主要性能特點分為 防銹鋁合金（簡稱防銹鋁）防銹鋁合金（簡稱防銹鋁） 硬鋁合金（簡稱硬鋁）硬鋁

16、合金（簡稱硬鋁） 超硬鋁合金（簡稱超硬鋁）超硬鋁合金（簡稱超硬鋁） 鍛鋁合金（簡稱鍛鋁）鍛鋁合金（簡稱鍛鋁） 防銹鋁合金為不可熱處理強化的鋁合金，其余三種為可熱處理防銹鋁合金為不可熱處理強化的鋁合金，其余三種為可熱處理 強化的鋁合金。強化的鋁合金。 變形鋁合金的代號采用漢語拼音字母加順序號表示。變形鋁合金的代號采用漢語拼音字母加順序號表示。 LFLF（防銹鋁）；（防銹鋁）；LYLY（硬鋁）；（硬鋁）；LCLC（超硬鋁）；（超硬鋁）；LDLD（鍛鋁）。（鍛鋁）。 1 1、防銹鋁合金（、防銹鋁合金（LF +LF +數(shù)字數(shù)字） 主要是主要是AlMnAlMn系及系及AlMgAlMg系合系合 金。金。

17、有良好的塑性和焊接性能，還具有很高的抗蝕性，故稱防銹有良好的塑性和焊接性能，還具有很高的抗蝕性，故稱防銹 鋁。防銹鋁的強度不高，可通過塑性變形加工硬化強化，但鋁。防銹鋁的強度不高，可通過塑性變形加工硬化強化，但 不能熱處理強化。主要用作容器管道、鉚釘及承受中等載荷不能熱處理強化。主要用作容器管道、鉚釘及承受中等載荷 的零件與制品。的零件與制品。 2 2、硬鋁合金（、硬鋁合金（LY +LY +數(shù)字數(shù)字） AlCuMgAlCuMg系，系， 銅和鎂的加入，在合金中形成銅和鎂的加入，在合金中形成 強化相，通過淬火、時效處理強化相，通過淬火、時效處理 后，可達到相當高的強度，后，可達到相當高的強度， 切

18、削加工性也較好，但耐切削加工性也較好，但耐 腐蝕性較差，主要用于腐蝕性較差，主要用于 飛機蒙皮、螺旋槳葉片、飛機蒙皮、螺旋槳葉片、 焊接結構和高載荷鉚釘焊接結構和高載荷鉚釘 等重要工件。等重要工件。 飛機翼梁飛機翼梁( (腹板為硬鋁合金腹板為硬鋁合金) ) 3 3、超硬鋁合金（、超硬鋁合金（LC+LC+數(shù)字數(shù)字） AlZnMgCuAlZnMgCu系，系， 超硬鋁的強度硬度均高于其他鋁合金，主要用于重量輕而超硬鋁的強度硬度均高于其他鋁合金，主要用于重量輕而 承載大的結構件，如飛機大梁、起落架等。承載大的結構件，如飛機大梁、起落架等。 飛機主起落架飛機主起落架 4 4、鍛鋁合金（、鍛鋁合金（LD

19、+LD +數(shù)字數(shù)字） AlMgSiCuAlMgSiCu系，系， 每種元素的含量較少，有良好的熱塑性，適合加工外形復每種元素的含量較少，有良好的熱塑性，適合加工外形復 雜的鍛件，故稱為鍛鋁。主要用于各種形狀復雜的重載鍛雜的鍛件，故稱為鍛鋁。主要用于各種形狀復雜的重載鍛 件和模鍛件，如航空發(fā)動機活塞、離心壓縮機，直升飛機件和模鍛件，如航空發(fā)動機活塞、離心壓縮機，直升飛機 槳葉等。槳葉等。 新牌號：新牌號：用用2 28 8系列表示。系列表示。 第一位數(shù)字：鋁合金的組別；第一位數(shù)字：鋁合金的組別； 第二位字母：原始合金的改第二位字母：原始合金的改 型情況，型情況，A A為原始合金，為原始合金，B BY

20、 Y為原始合金的改型合金。最后為原始合金的改型合金。最后 兩位數(shù)字：區(qū)分同一組中不同的鋁合金。例：兩位數(shù)字：區(qū)分同一組中不同的鋁合金。例：5A025A02。 壓氣機葉片壓氣機葉片 五、鑄造鋁合金五、鑄造鋁合金 鑄造鋁合金加入的合金元素主要有鑄造鋁合金加入的合金元素主要有SiSi、MgMg、MnMn、NiNi、CrCr、ZnZn、 RERE等。等。 牌號：牌號： 舊：舊：用用“Z+Al+Z+Al+元素符號元素符號+ +數(shù)字數(shù)字”表示。數(shù)字是主加合金元表示。數(shù)字是主加合金元 素百分含量。例：素百分含量。例：ZAlSi9MgZAlSi9Mg。 新：新：“ZL+ZL+數(shù)字數(shù)字+ +兩位數(shù)字兩位數(shù)字”

21、第一位數(shù)表示合金類別，（第一位數(shù)表示合金類別，（1 1為鋁硅合金、為鋁硅合金、2 2為鋁銅合金、為鋁銅合金、3 3 為鋁鎂合金、為鋁鎂合金、4 4為鋁鋅合金）為鋁鋅合金） 后兩位數(shù)字表示合金順序號。順序號不同，化學成分也不后兩位數(shù)字表示合金順序號。順序號不同，化學成分也不 一樣。一樣。 鑄造鋁合金鑄造鋁合金 Al-SiAl-Si系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金( (硅鋁明硅鋁明) )（應用廣泛）（應用廣泛） Al-CuAl-Cu系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金 Al-MgAl-Mg系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金 Al-ZnAl-Zn系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金 1 1、AlSiAlSi系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金，又稱硅鋁

22、明是工業(yè)上使用最廣泛的鑄，又稱硅鋁明是工業(yè)上使用最廣泛的鑄 造鋁合金，具有很好的流動性，補縮能力強，熱裂傾向小。用造鋁合金，具有很好的流動性，補縮能力強，熱裂傾向小。用 來制造形狀復雜的零件。來制造形狀復雜的零件。 在鋁硅合金的共晶組織中，硅呈粗大片狀，所以合金的抗拉強在鋁硅合金的共晶組織中，硅呈粗大片狀，所以合金的抗拉強 度很低，伸長率也不高。為了改善鋁硅合金的力學性能，可對度很低，伸長率也不高。為了改善鋁硅合金的力學性能，可對 合金進行變質處理。使硅晶體成為極細小的粒狀，均勻分布在合金進行變質處理。使硅晶體成為極細小的粒狀，均勻分布在 鋁基體上，從而提高了合金的力學性能。鋁基體上，從而提高

23、了合金的力學性能。 活塞活塞( (裙部為鋁硅合金裙部為鋁硅合金) ) ZL102合金鑄造組織 ( 化染 ) 55 ( ZL101( ZL101ZL111 )ZL111 ) 2 2、AlCu系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金( ZL201( ZL201ZL203 )ZL203 )是以是以AlCuAlCu為基為基 的二元或多元合金。的二元或多元合金。 鑄造性能不好，耐蝕性及比強度也較鑄造性能不好，耐蝕性及比強度也較 一般優(yōu)質硅鋁明為低。大部分已為其它鋁合金所代替，一般優(yōu)質硅鋁明為低。大部分已為其它鋁合金所代替， ZL201室溫強度、塑性比較好，可制作室溫強度、塑性比較好，可制作300以下工作的零以下工作的零

24、 件。件。ZL202 塑性較低，制作不受沖擊的零件。塑性較低，制作不受沖擊的零件。 鋁銅合金鑄造組織 ( 化染 ) 210 汽缸頭汽缸頭 3、 AlMg系鑄造鋁合金系鑄造鋁合金( ZL301、ZL302 ) 是密度最小、耐蝕性最好、強度最高的鑄造鋁合金，且抗沖是密度最小、耐蝕性最好、強度最高的鑄造鋁合金，且抗沖 擊和切削加工性能良好，但鑄造工藝性能和耐熱性能較差。擊和切削加工性能良好，但鑄造工藝性能和耐熱性能較差。 該系鑄造鋁合金常用于承受沖擊載荷、振動載荷和耐海水或該系鑄造鋁合金常用于承受沖擊載荷、振動載荷和耐海水或 大氣腐蝕、形狀較簡單的零件或接頭。大氣腐蝕、形狀較簡單的零件或接頭。 鋁鎂

25、合金鑄造組織 (化染) 150 鼓風機用密封件鼓風機用密封件(ZL102)(ZL102)及及 抗空架件抗空架件(ZL301)(ZL301) 4、AlZn合金合金( ZL401、ZL402 ) 是最便宜的一類鑄造鋁合金，較高強度，無特別突出的優(yōu)點，是最便宜的一類鑄造鋁合金，較高強度，無特別突出的優(yōu)點， 主要缺點是耐蝕性較差。主要缺點是耐蝕性較差。ZL401主要用于工作溫度不超過主要用于工作溫度不超過 200、形狀復雜、受力不大的零件。、形狀復雜、受力不大的零件。 大型空壓機活塞大型空壓機活塞(ZL401)(ZL401) 第二節(jié)第二節(jié) 銅及銅合金銅及銅合金 一、一、工業(yè)純銅工業(yè)純銅 純銅呈紫紅色，

26、熔點1083，密度為8.96 g/cm3， 面心立方晶格、無同素異晶轉變，良好的電導性、熱導 性、耐蝕性、抗磁性和加工工藝性能。 工業(yè)純銅的代號用“T”加順序號表示，共有T1、 T2、T3、T4四個牌號。序號越大，純度越低。 純銅主要用于制作電線、電纜、導熱材料及配置合金。 純銅組織金相圖純銅組織金相圖 銅合金的分類銅合金的分類 黃銅黃銅 : Cu Zn : Cu Zn 白銅白銅 : Cu Ni: Cu Ni 主要用來制作精密機械和儀表中主要用來制作精密機械和儀表中 的耐蝕零件、熱電偶等，價格高。的耐蝕零件、熱電偶等，價格高。 青銅青銅 : : 除黃銅和白銅外的所有除黃銅和白銅外的所有 銅合金

27、。銅合金。 二、銅合金二、銅合金 普通黃銅普通黃銅 ( common brass ) 特殊黃銅特殊黃銅 ( special brass ) 1 1、黃銅、黃銅 普通黃銅的金相組織 黃銅的牌號黃銅的牌號 ( Z ) H 90 含銅量含銅量 WCu = 90% 黃銅黃銅 鑄造鑄造 壓力加工黃銅的牌號用壓力加工黃銅的牌號用“H+數(shù)字數(shù)字”表示。如表示。如H68。 鑄造普通黃銅的牌號表示方法與鑄造鋁合金相同。如鑄造普通黃銅的牌號表示方法與鑄造鋁合金相同。如ZCuZn38 常用的黃銅常用的黃銅 金獎黃銅金獎黃銅 - H90 彈殼黃銅彈殼黃銅 - H70 ( H68 ) 日用黃銅日用黃銅 - H62 (

28、H59 ) 法蘭閥法蘭閥閘閥閘閥 冷凝器管冷凝器管 1.1.定義定義: :在黃銅中加入在黃銅中加入AlAl、FeFe、SiSi、CrCr、 NiNi、SnSn、Mn Mn 等元素所形成的合金。等元素所形成的合金。 2.2.牌號牌號: : H Al 59 - 3 含鋁量含鋁量WAl = 3% 含銅量含銅量WCu = 59% 2 2、特殊黃銅、特殊黃銅 常用的特殊黃銅常用的特殊黃銅 海軍黃銅海軍黃銅 - HSn62 - 1- HSn62 - 1 易切削黃銅易切削黃銅 - HPb59 - 1- HPb59 - 1 H62 1 海軍黃銅金相組織圖海軍黃銅金相組織圖 62Cu 37Zn Sn 海軍黃銅鑄

29、造組織 ( 化染 ) 600 硅黃銅鑄造組織金相圖硅黃銅鑄造組織金相圖 硅黃銅鑄造組織 ( 化染 ) 50 鉛黃銅退火組織金相圖鉛黃銅退火組織金相圖 鉛黃銅鑄造組織 ( 化染 ) 70 錳黃銅鑄造組織金相圖錳黃銅鑄造組織金相圖 錳黃銅鑄造組織 ( 化染 ) 25 青銅牌號的表示方法青銅牌號的表示方法 Z Q Sn10 1 其它合金元其它合金元 素含量為素含量為1% 主加元素錫其含主加元素錫其含 量為量為WSn = 10% 青銅青銅 鑄造鑄造 3 3、青銅、青銅 （1 1）錫青銅）錫青銅 以錫為主要添加元素的銅基合金。以錫為主要添加元素的銅基合金。 常用錫青銅一般常用錫青銅一般WsnWsn3 3

30、1414，其中壓力加工錫青銅，其中壓力加工錫青銅 WsnWsn7%7%。 錫青銅的耐磨性好、無磁性和冷脆現(xiàn)象，可用于制作錫青銅的耐磨性好、無磁性和冷脆現(xiàn)象，可用于制作 軸承、軸套等耐磨零件及彈簧等彈性元件。軸承、軸套等耐磨零件及彈簧等彈性元件。 錫青銅的鑄造收縮率小，用于鑄造形狀復雜、致密性錫青銅的鑄造收縮率小，用于鑄造形狀復雜、致密性 要求不高，耐磨、耐蝕的零件。要求不高，耐磨、耐蝕的零件。 錫青銅鑄造組織金相圖錫青銅鑄造組織金相圖 錫青銅鑄造組織 ( 真空鍍膜 ) 53 （2 2）無錫青銅）無錫青銅 是含鋁、鈹、硅、鉛、錳等合金元素的銅基合金。主是含鋁、鈹、硅、鉛、錳等合金元素的銅基合金。

31、主 要有：鋁青銅、鈹青銅等。要有：鋁青銅、鈹青銅等。 軸承合金是制造滑動軸承中的軸瓦及內襯的材料。軸承合金是制造滑動軸承中的軸瓦及內襯的材料。 1 1、滑動軸承工作狀況：、滑動軸承工作狀況：軸承支撐著軸，當軸旋轉時，軸瓦軸承支撐著軸，當軸旋轉時，軸瓦 和軸發(fā)生強烈的摩擦，并承受軸頸傳給的周期性載荷。和軸發(fā)生強烈的摩擦，并承受軸頸傳給的周期性載荷。 第三節(jié) 滑動軸承合金 一、滑動軸承的工作條件及對軸承合金的性能要求 2 2、軸承支承軸進行工作，會與軸頸產生摩擦。為減少、軸承支承軸進行工作，會與軸頸產生摩擦。為減少 軸承對軸頸的磨損，對軸承合金有如下軸承對軸頸的磨損，對軸承合金有如下要求要求： 1

32、 1）足夠的強度和硬度；）足夠的強度和硬度； 2 2）足夠的塑性和韌性，高的疲勞強度，承受周期性載）足夠的塑性和韌性，高的疲勞強度，承受周期性載 荷，抵抗沖擊和振動；荷，抵抗沖擊和振動； 3 3）良好的磨合能力；）良好的磨合能力； 4 4）高的耐磨性；）高的耐磨性； 5 5）良好的耐蝕性、導熱性，軸承合金的組織最好在軟）良好的耐蝕性、導熱性，軸承合金的組織最好在軟 基體上分布著硬質點。軟基體（或軟質點）被磨損而凹基體上分布著硬質點。軟基體（或軟質點）被磨損而凹 陷，硬的質點（或硬基體）耐磨相對凸起。凹陷部分可陷，硬的質點（或硬基體）耐磨相對凸起。凹陷部分可 保持潤滑油，凸起部分可支持軸的壓力，

33、并使軸與軸瓦保持潤滑油，凸起部分可支持軸的壓力，并使軸與軸瓦 的接觸面積減小，保證了近乎理想的摩擦條件和極低的的接觸面積減小，保證了近乎理想的摩擦條件和極低的 摩擦因數(shù)。摩擦因數(shù)。 3 3、軸承合金的組織特點、軸承合金的組織特點: : 軟基體上分布硬質點或硬基體上分布軟質點。軟基體上分布硬質點或硬基體上分布軟質點。 當軸運轉時，軸瓦的軟基體易磨損而凹陷，能容納潤滑油，硬質點則相當軸運轉時，軸瓦的軟基體易磨損而凹陷，能容納潤滑油，硬質點則相 對凸起支撐著軸頸，這就減小了軸頸和軸瓦之間的接觸面積，降低了摩對凸起支撐著軸頸，這就減小了軸頸和軸瓦之間的接觸面積，降低了摩 擦系數(shù)。此外軟基體可承受沖擊和

34、振動，并使軸頸和軸瓦之間能很好的擦系數(shù)。此外軟基體可承受沖擊和振動，并使軸頸和軸瓦之間能很好的 磨合，并且偶然進入的外來硬質點能嵌入基體中，不致擦傷軸頸。磨合，并且偶然進入的外來硬質點能嵌入基體中，不致擦傷軸頸。 潤滑油空間潤滑油空間 軸軸 硬質點硬質點 軟基體軟基體 軸瓦軸瓦 二、常用軸承合金簡介二、常用軸承合金簡介 錫基軸承合金（錫基巴氏合金） 鉛基軸承合金（鉛基巴氏合金） 銅基軸承合金 鋁基軸承合金 軸承合金可分為錫基、鉛基、鋁基、銅基和鐵基。使用軸承合金可分為錫基、鉛基、鋁基、銅基和鐵基。使用 最多的是錫基與鉛基軸承合金，又稱巴氏合金。最多的是錫基與鉛基軸承合金，又稱巴氏合金。 牌號牌

35、號編號方法為：編號方法為： Z+Z+基本元素符號基本元素符號+ +主加元素符號主加元素符號+ +主加元素主加元素 含量含量+ +輔加元素含量輔加元素含量?！癦”Z”是是“鑄造鑄造”。 錫銻軸承合金錫銻軸承合金 ( ( 錫基巴氏合金錫基巴氏合金 ) ) Z Ch Sn Sb11 6 其它元素的其它元素的 含量為含量為6%6% 主加元素銻其主加元素銻其 含量為含量為11%11% 基本元素錫基本元素錫 軸承軸承 鑄造鑄造 錫基軸承合金組織金相圖錫基軸承合金組織金相圖 錫基軸承合金組織 ( SnSb+Cu Sb+基體,濺射 ) 52 鉛基軸承合金組織金相圖鉛基軸承合金組織金相圖 鉛基軸承合金組織 (

36、Sn ,Cu3Sb ,Pb-Sb 共晶體 ) 52 在在高速重載荷高速重載荷情況下情況下, , 用用硬基體硬基體上分布上分布軟質點軟質點組織的材料。組織的材料。 潤滑油空間潤滑油空間 軸軸 軟質點軟質點 硬基體硬基體 軸瓦軸瓦 鋁基軸承合金鋁基軸承合金 : ZChAlSb4 1 : ZChAlSb4 1 銅基軸承合金銅基軸承合金 : ZCuPb30 ZCuSn10P1: ZCuPb30 ZCuSn10P1 巴氏合金軸瓦巴氏合金軸瓦內燃機軸瓦內燃機軸瓦 第四節(jié)第四節(jié) 硬質合金和粉末冶金硬質合金和粉末冶金 一、粉末冶金的特點與工藝一、粉末冶金的特點與工藝 1、粉末冶金的特點、粉末冶金的特點 粉末冶

37、金與一般的熔煉鑄造相比，粉末冶金與一般的熔煉鑄造相比， 有以下特有以下特 點點 1 1）能生產具有特殊性能的材料和制）能生產具有特殊性能的材料和制 品。品。 2 2）無切屑或少切屑的精密加工。）無切屑或少切屑的精密加工。 但金屬粉末成本高、模具費用高、但金屬粉末成本高、模具費用高、 制品大小和形狀受到一定限制、制制品大小和形狀受到一定限制、制 品的韌性和強度較差。品的韌性和強度較差。 2、粉末冶金工藝簡介、粉末冶金工藝簡介 二二、粉末冶金材料簡介、粉末冶金材料簡介 含油軸承材料含油軸承材料 摩擦材料摩擦材料 鐵基結構材料鐵基結構材料 以碳鋼或合金鋼粉末為主要成分，用粉末冶金法制以碳鋼或合金鋼粉

38、末為主要成分，用粉末冶金法制 作結構零件用的材料。作結構零件用的材料。 具有精度較高、表面質量好，省工時、省材料、生具有精度較高、表面質量好，省工時、省材料、生 產率高，制品多孔可浸潤滑油，減摩、減振、消聲。產率高，制品多孔可浸潤滑油，減摩、減振、消聲。 廣泛用于制作各類零件。廣泛用于制作各類零件。 三、硬質合金的性能特點三、硬質合金的性能特點 1 1）硬度高、耐磨性好、熱硬性好）硬度高、耐磨性好、熱硬性好 常溫下的硬度可達到常溫下的硬度可達到868693HRA93HRA，在，在90090010001000的的 溫度下，仍可保持溫度下，仍可保持60HRC60HRC的高硬度?？汕邢鞯母哂捕取？汕邢?0HRC50HRC左右左右 的硬質材料。的硬質材料。 2 2）抗壓