有色合金介紹

1、有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍1有色金屬及其熱處理河北工業(yè)大學(xué) 教授材料科學(xué)系 主任 武建軍 博士有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍2除鐵之外的其它金屬稱為有色金屬：除鐵之外的其它金屬稱為有色金屬：輕金屬輕金屬4.5g/cm3如如Al、Mg、K、Na、Ca等。等。重金屬重金屬4.5g/cm3如如Cu、Zn、Ni、Sn、Pb、Co等。等。貴金屬貴金屬 Au、Ag、Pt、Rh（銠）、（銠）、Cd（鎘）等。（鎘）等。稀有金屬稀有金屬相對(duì)稀少或產(chǎn)量較少相對(duì)稀少或產(chǎn)量較少Ti、W、V、Nb、Mo等。等。放射性金屬放射性金屬如鐳（如鐳（Ra）、鈾（）、鈾（U）、釷（）、釷（Th）等

2、。）等。半金屬半金屬介于金屬與非金屬之間的元素，如硅、鍺、硼介于金屬與非金屬之間的元素，如硅、鍺、硼在機(jī)械行業(yè)中，常用的有色金屬有鋁合金、銅合金等。在機(jī)械行業(yè)中，常用的有色金屬有鋁合金、銅合金等。 有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍31 鋁及合金v1.1 1.1 鋁及鋁合金的特性鋁及鋁合金的特性v比重小，比強(qiáng)度高；純鋁=2.7g/cm3v優(yōu)良的物理、化學(xué)性能； i 導(dǎo)電性好，僅次于Ag, Cu, Au；ii 極好的抗大氣腐蝕能力；iii 非磁性，即磁化率極低。v加工性能良好：i 塑性好，可冷成形；ii 切削性能好；iii鑄造鋁合金鑄造性能極好。1 鋁及其合金有色金屬及其合金河北工業(yè)大

3、學(xué)材料學(xué)院 武建軍4有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍51.2 1.2 鋁合金的分類與牌號(hào)v鋁中加入適量鋁中加入適量Si、Cu、Mg、Zn、Mn等主加等主加元素和元素和Cr、Ti、Zr、B、Ni等輔加元素，等輔加元素，組成鋁合金，可提高組成鋁合金，可提高強(qiáng)度并保持純鋁的特強(qiáng)度并保持純鋁的特性。性。v根據(jù)鋁合金的成分和根據(jù)鋁合金的成分和生產(chǎn)加工方法的不同，生產(chǎn)加工方法的不同，可以把鋁合金分為變可以把鋁合金分為變形（或形變）鋁合金形（或形變）鋁合金和鑄造鋁合金兩類。和鑄造鋁合金兩類。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍6變形鋁合金的牌號(hào)v 變形純鋁及鋁合金的牌號(hào)及化學(xué)成分按GBT

4、3190-1996，164741996規(guī)定(基本與國際接軌)有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍7v第一位為數(shù)字，表示鋁合金組別第一位為數(shù)字，表示鋁合金組別v第二位表示純鋁的成分改變狀況，第二位表示純鋁的成分改變狀況，v第二位：第二位： A /0 表示原始合金，其它字母表示改表示原始合金，其它字母表示改型合金型合金v純鋁的牌號(hào)以純鋁的牌號(hào)以1開頭四位字符，第三、四位表開頭四位字符，第三、四位表示鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)（即示鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)（即99.XX中中的的XX）。）。例如例如1A97表示，含鋁表示，含鋁99.97的原始的原始成分純鋁（成分純鋁（LG4）v其它鋁合金的牌

5、號(hào)，例如牌號(hào)：其它鋁合金的牌號(hào)，例如牌號(hào)：2 0 2 0中，第中，第三、四位區(qū)分同一組的不同合金，無特殊意義三、四位區(qū)分同一組的不同合金，無特殊意義有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍8有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍9變形鋁合金的舊牌號(hào)v變形鋁合金按照性能特點(diǎn)分為 LF+數(shù)字：防銹鋁合金；LY+數(shù)字：硬鋁合金；LC+數(shù)字：超硬鋁合金；LD+數(shù)字：鍛鋁合金；v后邊的數(shù)字為順序號(hào)。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍10鑄造鋁合金的牌號(hào)v按照GB8063規(guī)定，鑄造鋁合金牌號(hào)用化學(xué)元素及數(shù)字表示，數(shù)字表示該元素的平均含量。v例如ZAlSi7Mg表示鑄造鋁合金，平均含硅量

6、為7，平均含鎂量小于1。在牌號(hào)的最前面用“Z”表示鑄造。v另外還用合金代號(hào)表示，v優(yōu)質(zhì)合金在數(shù)字后面附加字母“A”。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍11鑄造鋁合金的代號(hào)v鑄造鋁合金包括ZL1：Al-Si合金；ZL2：Al-Cu合金；ZL3：Al-Mg合金；ZL4：Al-Zn合金。v合金代號(hào)由字母“ZL”、及其后的三位數(shù)字組成。ZL后面第一個(gè)數(shù)字表示合金系列，其中1、2、3、4分別表示鋁硅、鋁銅、鋁鎂、鋁鋅系列合金，ZL后面第二位、第三位兩個(gè)數(shù)字表示順序號(hào)。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍121.3 1.3 鋁合金的強(qiáng)化與熱處理v1、固溶強(qiáng)化；如Cu, Mg, Zn, S

7、i, Mn等加入可形成有限固溶體。v2、時(shí)效強(qiáng)化：經(jīng)長時(shí)間室溫停留或加熱至100-200一定時(shí)間保溫后，在母相固溶體的一定晶面上出現(xiàn)一個(gè)原子層厚度的銅或其它原子的偏聚區(qū)，偏聚區(qū)邊緣發(fā)生晶格略變，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，因而合金強(qiáng)度，硬度提高。 v3、第二相強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化；v4、冷變形強(qiáng)化。 有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍131 鋁及其合金鋁合金的熱處理(退火、淬火和時(shí)效退火、淬火和時(shí)效) )1 1退火退火(1) (1) 再結(jié)晶退火再結(jié)晶退火再結(jié)晶溫度以上保溫一段時(shí)間后空冷，再結(jié)晶溫度以上保溫一段時(shí)間后空冷，用于消除變形工件的加工硬化，提高塑性，以便繼續(xù)用于消除變形工件的加工硬化，提高塑性，

8、以便繼續(xù)進(jìn)行成形加工。進(jìn)行成形加工。(2) (2) 低溫退火低溫退火消除內(nèi)應(yīng)力，適當(dāng)增加塑性，消除內(nèi)應(yīng)力，適當(dāng)增加塑性，通常在通常在180180300300保溫保溫后空冷，不消除加工硬化。后空冷，不消除加工硬化。(3) (3) 均勻化退火均勻化退火消除鑄錠或鑄件的成分偏析及內(nèi)應(yīng)力，消除鑄錠或鑄件的成分偏析及內(nèi)應(yīng)力，提高塑性，通常在高溫長時(shí)間保溫后空冷。提高塑性，通常在高溫長時(shí)間保溫后空冷。 有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍141 鋁及其合金鋁合金的熱處理(退火、淬火和時(shí)效退火、淬火和時(shí)效) )2 2固溶處理（淬火）固溶處理（淬火） 將鋁合金將鋁合金加熱到固溶線以上加熱到固溶線以上保

9、溫后快保溫后快冷，使第二相來不及析出，得到過飽和、冷，使第二相來不及析出，得到過飽和、不穩(wěn)定的單一不穩(wěn)定的單一固溶體。淬火后鋁合金的固溶體。淬火后鋁合金的強(qiáng)度和硬度不高，具有很好的塑性。強(qiáng)度和硬度不高，具有很好的塑性。 有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍151 鋁及其合金鋁合金的熱處理(退火、淬火和時(shí)效退火、淬火和時(shí)效) )3. 3. 時(shí)效時(shí)效 將淬火后的鋁合金，在室溫或低溫加熱下保溫一將淬火后的鋁合金，在室溫或低溫加熱下保溫一段時(shí)間，隨時(shí)間延長其強(qiáng)度、硬度顯著升高而塑性降段時(shí)間，隨時(shí)間延長其強(qiáng)度、硬度顯著升高而塑性降低的現(xiàn)象，稱為低的現(xiàn)象，稱為時(shí)效時(shí)效。室溫下進(jìn)行的時(shí)效稱為。室溫下

10、進(jìn)行的時(shí)效稱為自然時(shí)自然時(shí)效效；低溫加熱下進(jìn)行的時(shí)效稱為；低溫加熱下進(jìn)行的時(shí)效稱為人工時(shí)效人工時(shí)效。時(shí)效的實(shí)。時(shí)效的實(shí)質(zhì)，是第二相從過飽和、不穩(wěn)定的單一質(zhì)，是第二相從過飽和、不穩(wěn)定的單一固溶體中析固溶體中析出和長大，由于第二相與母相（出和長大，由于第二相與母相（相）的共格程度不相）的共格程度不同，使同，使母相產(chǎn)生晶格畸變而強(qiáng)化母相產(chǎn)生晶格畸變而強(qiáng)化。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍161 鋁及其合金1.4 形變鋁合金形變鋁合金依據(jù)其性能特點(diǎn)可分為四種形變鋁合金依據(jù)其性能特點(diǎn)可分為四種： 防銹鋁合金防銹鋁合金 LFLF 硬鋁合金硬鋁合金 LYLY 超硬鋁合金超硬鋁合金 LCLC 鍛造

11、鋁合金鍛造鋁合金 LDLD 其中防銹鋁合金為不可熱處理強(qiáng)化鋁合金，其中防銹鋁合金為不可熱處理強(qiáng)化鋁合金，其它三種為可熱處理強(qiáng)化鋁合其它三種為可熱處理強(qiáng)化鋁合金。金。 有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍171 鋁及其合金防銹鋁合金防銹鋁合金主要系列：主要系列： Al-Mn Al-Mn系、系、Al-MgAl-Mg系系主要性能：主要性能： 具有很高的塑性、較低或中等的強(qiáng)度、優(yōu)良具有很高的塑性、較低或中等的強(qiáng)度、優(yōu)良的耐蝕性能和良好的焊接性能。的耐蝕性能和良好的焊接性能。使使 用：用：防銹鋁只能用冷變形來強(qiáng)化，一般防銹鋁只能用冷變形來強(qiáng)化，一般在退火態(tài)或冷作硬化態(tài)使用。在退火態(tài)或冷作硬化態(tài)使

12、用。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍181 鋁及其合金防銹鋁合金防銹鋁合金 常用常用Al-MnAl-Mn系：系：LF21LF21，抗腐蝕性較好，抗腐蝕性較好，常用來常用來制造需彎曲、冷拉或沖壓的零件，如管道、容器、制造需彎曲、冷拉或沖壓的零件，如管道、容器、油箱等。油箱等。 常用常用Al-MgAl-Mg系：系：F2F2、LF3LF3、LF5LF5、LF6LF6等，有較高等，有較高的疲勞性能和抗振性，強(qiáng)度高于的疲勞性能和抗振性，強(qiáng)度高于Al-MnAl-Mn系合金，系合金，但耐熱性較差，廣泛用于航空航天工業(yè)中，如制但耐熱性較差，廣泛用于航空航天工業(yè)中，如制造油箱、管道、鉚釘、飛機(jī)行李架

13、等。造油箱、管道、鉚釘、飛機(jī)行李架等。 有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍191 鋁及其合金硬鋁合金硬鋁合金硬鋁包括：硬鋁包括：Al-Cu-MgAl-Cu-Mg系和系和Al-Cu-MnAl-Cu-Mn系兩類系兩類常用常用Al-Cu-Mg系分為：系分為：低強(qiáng)度硬鋁低強(qiáng)度硬鋁( (鉚釘硬鋁鉚釘硬鋁) )，如，如LY1LY1、LY3LY3、LY10LY10等，強(qiáng)度較低，但有很高的塑性；等，強(qiáng)度較低，但有很高的塑性；中強(qiáng)度硬鋁中強(qiáng)度硬鋁（標(biāo)準(zhǔn)硬（標(biāo)準(zhǔn)硬鋁），如鋁），如LY11LY11；高強(qiáng)度硬鋁高強(qiáng)度硬鋁，如，如LY12LY12。Al-Cu-Mg系硬鋁的性能：系硬鋁的性能：焊接性和耐蝕性較差

14、，對(duì)于板材可焊接性和耐蝕性較差，對(duì)于板材可包覆一層高純鋁，通常還要進(jìn)行陽極氧化處理和表面涂裝，為包覆一層高純鋁，通常還要進(jìn)行陽極氧化處理和表面涂裝，為提高其耐蝕性一般采用自然時(shí)效。部分提高其耐蝕性一般采用自然時(shí)效。部分Al-Cu-MgAl-Cu-Mg系硬鋁具有較系硬鋁具有較高的耐熱性，如高的耐熱性，如LY11 LY11 、LY12LY12，可在較高溫度使用?？稍谳^高溫度使用。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍201 鋁及其合金硬鋁合金硬鋁合金Al-Cu-Mn系硬鋁：系硬鋁：為超耐熱硬鋁合金，具有為超耐熱硬鋁合金，具有較好的塑性和工藝性能，常用代號(hào)有較好的塑性和工藝性能，常用代號(hào)有LY

15、16LY16、LY17LY17。硬鋁合金的用途：硬鋁合金的用途：常制成板材和管材，主要用常制成板材和管材，主要用于飛機(jī)構(gòu)件、蒙皮、螺旋槳、葉片等。于飛機(jī)構(gòu)件、蒙皮、螺旋槳、葉片等。 有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍211 鋁及其合金超硬鋁合金超硬鋁合金LCLCAl-Zn-Mg-CuAl-Zn-Mg-Cu系合金：系合金：強(qiáng)度最高，常用強(qiáng)度最高，常用LC4LC4、LC9LC9等；具有良好的熱塑性，但疲勞性能較差，耐等；具有良好的熱塑性，但疲勞性能較差，耐熱性和耐蝕性也不高；表面通常包覆熱性和耐蝕性也不高；表面通常包覆w wZnZn=1%=1%的鋁的鋁鋅合金，零構(gòu)件也要進(jìn)行陽極化防腐蝕處

16、理；鋅合金，零構(gòu)件也要進(jìn)行陽極化防腐蝕處理；一般采用淬火加人工時(shí)效的熱處理強(qiáng)化工藝；一般采用淬火加人工時(shí)效的熱處理強(qiáng)化工藝；用于工作溫度較低、受力較大的結(jié)構(gòu)件，如飛用于工作溫度較低、受力較大的結(jié)構(gòu)件，如飛機(jī)蒙皮、壁板、大梁、起落架部件等。機(jī)蒙皮、壁板、大梁、起落架部件等。 有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍221 鋁及其合金鍛造鋁合金鍛造鋁合金LDLDAl-Cu-Mg-SiAl-Cu-Mg-Si系和系和Al-Cu-Mg-Fe-NiAl-Cu-Mg-Fe-Ni系兩類；系兩類；Al-Cu-Mg-SiAl-Cu-Mg-Si系：系：熱塑性好，可用鍛壓方法來制造形狀較復(fù)雜的熱塑性好，可用鍛壓方

17、法來制造形狀較復(fù)雜的零件；一般在淬火加人工時(shí)效后使用；常用零件；一般在淬火加人工時(shí)效后使用；常用LD2LD2、LD5LD5、LD6LD6、LD10LD10等；主要制造要求中等強(qiáng)度、高塑性和耐熱性的鍛件、模等；主要制造要求中等強(qiáng)度、高塑性和耐熱性的鍛件、模鍛件，如各種葉輪、導(dǎo)風(fēng)輪、接頭、框架等。鍛件，如各種葉輪、導(dǎo)風(fēng)輪、接頭、框架等。Al-Cu-Mg-Fe-NiAl-Cu-Mg-Fe-Ni系：系：常用代號(hào)有常用代號(hào)有LD7LD7、LD8LD8、LD9LD9等，此類合金耐等，此類合金耐熱性較好，主要用于熱性較好，主要用于250250溫度下工作的零件，如葉片、超音速溫度下工作的零件，如葉片、超音速飛

18、機(jī)蒙皮等。飛機(jī)蒙皮等。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍231 鋁及其合金形變鋁合金(牌號(hào)牌號(hào))有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍241 鋁及其合金1.5 鑄造鋁合金鑄造鋁合金鑄造鋁合金鑄造鋁合金： Al-Si Al-Si系、系、Al-CuAl-Cu系、系、Al-MgAl-Mg系、系、Al-ZnAl-Zn系系代代 號(hào)號(hào)：ZL1ZL1、ZL2ZL2、ZL3ZL3、ZL4ZL4加兩位數(shù)字的順序加兩位數(shù)字的順序號(hào)表示；若為鑄錠，則在號(hào)表示；若為鑄錠，則在ZLZL后加后加D D；若為優(yōu)質(zhì)，則在若為優(yōu)質(zhì)，則在代號(hào)后加代號(hào)后加A A；需表示狀態(tài)時(shí)，在合金代號(hào)后用短橫線需表示狀態(tài)時(shí)，在合

19、金代號(hào)后用短橫線連接狀態(tài)代號(hào)；鑄造方法代號(hào)不寫入合金代號(hào)中。連接狀態(tài)代號(hào)；鑄造方法代號(hào)不寫入合金代號(hào)中。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍25Al-Si系鑄造鋁合金vAl-Si系鑄造鋁合金俗稱硅鋁明，是一種應(yīng)用最廣的鑄造鋁合金。這類合金具有優(yōu)良的鑄造工藝性能，收縮率較小，強(qiáng)度中等，并可以焊接，適于鑄造在常溫下工作、形狀復(fù)雜的零件，如風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸頭、機(jī)匣、液壓泵殼體等 。 v加入其他合金元素Cu、Mg、Mn構(gòu)成特殊硅鋁明，以及孕育處理可以提高強(qiáng)度。 v常用牌號(hào)：ZL101，ZL102，ZL105，ZL108等有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍261 鋁及其合金Al-CuA

20、l-Cu系系鑄造鋁合金 Al-Cu Al-Cu系系鑄造鋁合金鑄造鋁合金有較高的強(qiáng)度有較高的強(qiáng)度、耐熱性，、耐熱性，但密度大、耐蝕性差，鑄造性能不好，常用代但密度大、耐蝕性差，鑄造性能不好，常用代號(hào)有號(hào)有ZL201ZL201、ZL202ZL202、ZL203ZL203等，主要用于制造較等，主要用于制造較高溫度下工作的要求高強(qiáng)度的零件，如內(nèi)燃機(jī)高溫度下工作的要求高強(qiáng)度的零件，如內(nèi)燃機(jī)氣缸頭、增壓器導(dǎo)風(fēng)葉輪等。氣缸頭、增壓器導(dǎo)風(fēng)葉輪等。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍271 鋁及其合金Al-MgAl-Mg系系鑄造鋁合金 Al-Mg Al-Mg系鑄造鋁合金：系鑄造鋁合金：耐蝕性好，強(qiáng)度高，

21、密耐蝕性好，強(qiáng)度高，密度小，但鑄造性能差，耐熱性低。常用代號(hào)有度小，但鑄造性能差，耐熱性低。常用代號(hào)有ZL301ZL301、ZL303ZL303等，主要用于制造在腐蝕介質(zhì)下等，主要用于制造在腐蝕介質(zhì)下工作的承受一定沖擊載荷的形狀較為簡單的零工作的承受一定沖擊載荷的形狀較為簡單的零件，如艦船配件、氨用泵體等。件，如艦船配件、氨用泵體等。 有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍281 鋁及其合金 Al-ZnAl-Zn系系鑄造鋁合金 Al-Zn Al-Zn系鑄造鋁合金：系鑄造鋁合金：Al-ZnAl-Zn系系鑄造鋁合鑄造鋁合金鑄造性能好，強(qiáng)度較高，但密度大，金鑄造性能好，強(qiáng)度較高，但密度大，耐耐

22、蝕性較差。常用代號(hào)有蝕性較差。常用代號(hào)有ZL401ZL401、ZL402ZL402等，等，主要用于制造受力較小、形狀復(fù)雜的汽車、主要用于制造受力較小、形狀復(fù)雜的汽車、飛機(jī)、儀器零件。飛機(jī)、儀器零件。 有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍291 鋁及其合金鑄造鋁合金(牌號(hào)牌號(hào))有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍302 銅及其合金v2.1 銅及銅合金的特性v（1）優(yōu)異的物理化學(xué)性能：導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性好；抗蝕能力高；銅（紫銅）抗磁性；v（2）良好的加工性能：塑性好，鑄造性能好，焊接性能優(yōu)良；v（3）特殊機(jī)械性能：減摩性耐磨性好，高的彈性極限和疲勞極限；v（4）色澤美觀2 銅及其合金有

23、色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍312 銅及其合金純 銅工業(yè)純銅銅材包括純銅、無氧銅、磷脫氧銅和銀銅工業(yè)純銅銅材包括純銅、無氧銅、磷脫氧銅和銀銅4 4類類純銅產(chǎn)品的代號(hào)為純銅產(chǎn)品的代號(hào)為 T1(T1(w wCuCu99.95%)99.95%)、 T2( T2(w wCuCu99.9%)99.9%)、 T3(T3(w wCuCu99.7%)99.7%)，主要用于配制銅合金，制作導(dǎo)電、導(dǎo)主要用于配制銅合金，制作導(dǎo)電、導(dǎo)熱熱材料及耐蝕器件等。材料及耐蝕器件等。b b=200=200250MPa250MPa，HB:40HB:405050HBSHBS，塑性塑性45%45%50%50%；冷變形后

24、，其強(qiáng)度可達(dá)冷變形后，其強(qiáng)度可達(dá)400400500MPa500MPa，硬度提高到硬度提高到100100 200200HBSHBS，但伸長率下降到但伸長率下降到5%5%以下；以下；退火處理可消除銅的加工硬化；退火處理可消除銅的加工硬化；有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍322.2 銅合金的分類v按照主加合金元素，分為黃銅：主加Zn，特殊黃銅、普通黃銅白銅：主加Ni青銅：主加Zn，Ni以外的元素v按照成型方法，分為變形銅合金,如H96，HSn62-1鑄造銅合金：如ZCuZn382 銅及其合金有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍33銅合金的強(qiáng)化方法v1、固溶強(qiáng)化；如Zn,Al, S

25、n, Mn,Ni等加入可形成固溶體,溶解度較大；v2、冷變形強(qiáng)化； v3、第二相強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化；v4、時(shí)效強(qiáng)化：如Be,Ti,Zr，Cr等元素在銅中的溶解度隨溫度變化很大。v5、淬火，回火：鋁青銅有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變可以利用 有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍342 銅及其合金普通黃銅：普通黃銅：Cu-ZnCu-Zn二元合金，產(chǎn)品代號(hào)二元合金，產(chǎn)品代號(hào)H HCuCu，如如H68H68表示含表示含Cu68%Cu68%的銅鋅合金的銅鋅合金。單相黃銅：單相黃銅：w wZnZn39%39%稱為，強(qiáng)度低、塑性好，冷塑性加工成板材、稱為，強(qiáng)度低、塑性好，冷塑性加工成板材、線材、管材等，常用線材、管材等

26、，常用H68H68、H70H70、H80H80，主要用作彈殼和精密儀器；主要用作彈殼和精密儀器；兩相黃銅：兩相黃銅：w wZnZn393945%45%，熱塑性好，一般熱軋成棒材、板材，常用，熱塑性好，一般熱軋成棒材、板材，常用H59H59、H62H62等，主要用作水管、油管、散熱器、螺釘。普通黃銅具等，主要用作水管、油管、散熱器、螺釘。普通黃銅具有良好的耐蝕性，但冷加工后的黃銅在海水、濕氣、氨的環(huán)境中有良好的耐蝕性，但冷加工后的黃銅在海水、濕氣、氨的環(huán)境中容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂，應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火。容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂，應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火。 2.3 黃 銅 有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建

27、軍352 銅及其合金特殊黃銅特殊黃銅：特殊黃銅：普通黃銅中加入普通黃銅中加入AlAl、SiSi、PbPb、SnSn、MnMn、FeFe、NiNi等，稱為等，稱為鋁黃銅、硅黃銅、鉛黃銅鋁黃銅、硅黃銅、鉛黃銅等。等。 合金元素能提高合金的強(qiáng)度，合金元素能提高合金的強(qiáng)度，AlAl、SnSn、MnMn、NiNi能提高能提高耐蝕性和耐磨性，耐蝕性和耐磨性，MnMn提高耐熱性，提高耐熱性，SiSi改善鑄造性能，改善鑄造性能，PbPb改善切削性能。其改善切削性能。其表示方法表示方法為：為：H H主加元素符號(hào)主加元素符號(hào)銅銅及各合金元素的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)（及各合金元素的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)（w w100100），），如如

28、HPb59-1HPb59-1表示含表示含w wCuCu59%59%、w wPbPb1%1%鉛黃銅鉛黃銅。常用代號(hào)有常用代號(hào)有HPb59-1HPb59-1、HSn90-1HSn90-1等，主要用于制造冷凝管、齒輪、螺旋槳、鐘等，主要用于制造冷凝管、齒輪、螺旋槳、鐘表零件等。表零件等。 有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍362 銅及其合金鑄造黃銅鑄造黃銅舊牌號(hào)：舊牌號(hào)：Z Z形變黃銅牌號(hào)形變黃銅牌號(hào)新牌號(hào)：新牌號(hào)：Z Z銅元素化學(xué)符號(hào)主加元素的化學(xué)符號(hào)及銅元素化學(xué)符號(hào)主加元素的化學(xué)符號(hào)及平均平均質(zhì)量百質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（分?jǐn)?shù)（w w100100）其它元素的化學(xué)符號(hào)及平其它元素的化學(xué)符號(hào)及平均均質(zhì)

29、量百質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（分?jǐn)?shù)（w w100100），），如如ZCuZn38ZCuZn38表示表示w wZnZn38%38%、余余量為銅的鑄造普通黃銅。量為銅的鑄造普通黃銅。 有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍372 銅及其合金黃銅牌號(hào)黃銅牌號(hào)有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍38常用黃銅常用黃銅的牌號(hào)、成分、力學(xué)性能及用途 化學(xué)成分w/% 力學(xué)性能 類別 牌號(hào) Cu 其它 加工狀態(tài) 1 b/MPa / % HBS 用途 軟 250 35 - H96 95.097.0 余Zn 硬 400 - 冷凝管、熱交換器、功散熱器及導(dǎo)電零件、空調(diào)器、冷凍機(jī)部件、計(jì)算機(jī)接插件、引線框架等 軟 27

30、0 50 - H80 70.081.0 余Zn 硬 - - 145 薄壁管、裝飾品 軟 294 40 H68 67.070.0 余Zn 硬 400 13 150 復(fù)雜的冷沖壓件、散熱器外殼、彈殼、導(dǎo)管、波紋管、軸套 軟 300 25 - H59 57.060.0 余Zn 硬 420 5 103 機(jī)械、電氣零件鉚釘、螺帽、墊圈、散熱器及焊接件、沖壓件 普通黃銅 ZCuZn38 （鑄造普通黃銅） 60.063.0 余Zn 砂型 295 30 59 散熱器、螺釘 2 銅及其合金有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍39黃銅的自裂與脫鋅黃銅的自裂與脫鋅:v自裂自裂 - 應(yīng)力腐蝕應(yīng)力腐蝕 : 黃銅

31、在塑性變形后產(chǎn)黃銅在塑性變形后產(chǎn) 生較大應(yīng)力生較大應(yīng)力,在潮濕空氣中或在微在潮濕空氣中或在微 量氨的氣份中發(fā)生應(yīng)力腐蝕。含量氨的氣份中發(fā)生應(yīng)力腐蝕。含 鋅量越高鋅量越高, 應(yīng)力腐蝕傾向越大。應(yīng)力腐蝕傾向越大。v脫鋅脫鋅 - 鋅的電極電位遠(yuǎn)低于銅鋅的電極電位遠(yuǎn)低于銅 , 所以在所以在 鹽水中黃銅極易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。鹽水中黃銅極易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍40黃銅的熱處理黃銅的熱處理 :去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火 : 在在200300左右退左右退 火火,提高塑性和彈性極提高塑性和彈性極 限限,消除應(yīng)力腐蝕。消除應(yīng)力腐蝕。再結(jié)晶退火再結(jié)晶退火 : 在在500700左右退左

32、右退 火火,消除加工硬化消除加工硬化,恢復(fù)恢復(fù) 塑性。塑性。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍412 銅及其合金青銅：青銅：除除ZnZn，NiNi以外，所有以外，所有CuCu合金的總稱。合金的總稱。 根據(jù)所加主要合金元素根據(jù)所加主要合金元素SnSn、AlAl、BeBe、SiSi、PbPb等，青銅等，青銅分為分為錫青銅錫青銅、鋁青銅鋁青銅、鈹青銅鈹青銅、硅青銅硅青銅、鉛青銅鉛青銅等。等。代號(hào)：代號(hào)：Q+Q+主加元素符號(hào)及平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)主加元素符號(hào)及平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)( (w w100100) )其它其它元素平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)元素平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)( (w w100100) )表示，如表示，如QSn4-3Q

33、Sn4-3表示含表示含w wSnSn4%4%、w wZnZn3%3%的錫青銅的錫青銅。2.4 青銅有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍422 銅及其合金錫青銅w wSnSn5%5%的錫青銅塑性好，適于進(jìn)行冷變形加工；的錫青銅塑性好，適于進(jìn)行冷變形加工；w wSnSn=5%=5%7%7%的錫青銅熱塑性好，適于進(jìn)行熱加工；的錫青銅熱塑性好，適于進(jìn)行熱加工；w wSnSn=10%=10%14%14%的錫青銅塑性較低，適于作鑄造合金。的錫青銅塑性較低，適于作鑄造合金。錫青銅的鑄造流動(dòng)性差，易形成分散錫青銅的鑄造流動(dòng)性差，易形成分散縮孔，鑄件致密度縮孔，鑄件致密度低，但合金體積收縮率小，適于鑄造

34、外形及尺寸要求精低，但合金體積收縮率小，適于鑄造外形及尺寸要求精確的鑄件。確的鑄件。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍432 銅及其合金錫青銅性能錫青銅性能錫青銅的性能：錫青銅的性能：良好的耐蝕性、減磨性、抗磁性和低溫韌性，在良好的耐蝕性、減磨性、抗磁性和低溫韌性，在大氣、海水、蒸氣、淡水及無機(jī)鹽溶液中的耐蝕性比純銅和黃銅大氣、海水、蒸氣、淡水及無機(jī)鹽溶液中的耐蝕性比純銅和黃銅好，但在亞硫酸鈉、酸和氨水中的耐蝕性較差。好，但在亞硫酸鈉、酸和氨水中的耐蝕性較差。常用錫青銅：常用錫青銅：QSn4-3QSn4-3、QSn6.5-0.4QSn6.5-0.4、 ZCuSn10Pb1 ZCuSn

35、10Pb1等，主要用于等，主要用于制造彈性元件、耐磨零件、抗磁及耐蝕零件，如彈簧、軸承、齒制造彈性元件、耐磨零件、抗磁及耐蝕零件，如彈簧、軸承、齒輪、蝸輪、墊圈等。輪、蝸輪、墊圈等。常用熱處理常用熱處理：擴(kuò)散退火（：擴(kuò)散退火（600700 C快冷防止析出），消除偏析快冷防止析出），消除偏析和應(yīng)力和應(yīng)力有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍442 銅及其合金鋁青銅鋁青銅的性能：鋁青銅的性能：強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐熱性、耐蝕性都高于黃強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐熱性、耐蝕性都高于黃銅和錫青銅，是無錫青銅中應(yīng)用最廣的一種。銅和錫青銅，是無錫青銅中應(yīng)用最廣的一種。常用鋁青銅：常用鋁青銅：低鋁和高鋁兩種

36、。低鋁青銅如低鋁和高鋁兩種。低鋁青銅如QAl5、QAl7等，具等，具有一定的強(qiáng)度，較高的塑性和耐蝕性，一般在壓力加工狀態(tài)使用，有一定的強(qiáng)度，較高的塑性和耐蝕性，一般在壓力加工狀態(tài)使用，主要用于制造高耐蝕彈性元件；高鋁青銅如主要用于制造高耐蝕彈性元件；高鋁青銅如QAl9-4、QAl10-4-4等，具有較高的強(qiáng)度、耐磨性、耐蝕性，主要用于制造齒輪、軸等，具有較高的強(qiáng)度、耐磨性、耐蝕性，主要用于制造齒輪、軸承、摩擦片、蝸輪、螺旋槳等。承、摩擦片、蝸輪、螺旋槳等。常用熱處理常用熱處理：淬火（：淬火（850950 C水冷），水冷），250350 C回火得到高回火得到高硬度；硬度； 500600 C 回火

37、綜合性能優(yōu)良回火綜合性能優(yōu)良有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍452 銅及其合金鈹青銅鈹青銅銅合金銅合金性能最好性能最好的一種銅合金，唯一可固溶強(qiáng)化的銅合金；具的一種銅合金，唯一可固溶強(qiáng)化的銅合金；具有很高的強(qiáng)度、彈性、耐磨性、耐蝕性及耐低溫性，良好的導(dǎo)有很高的強(qiáng)度、彈性、耐磨性、耐蝕性及耐低溫性，良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，無磁性、受沖擊時(shí)不產(chǎn)生火花，還具有良好的冷、電、導(dǎo)熱性，無磁性、受沖擊時(shí)不產(chǎn)生火花，還具有良好的冷、熱加工和鑄造性能；熱加工和鑄造性能；常用代號(hào)常用代號(hào)QBe2QBe2、QBe1.9QBe1.9等；等；用于用于制造重要的精密彈簧、膜片等彈性元件，高速、高溫、高制造重要的

38、精密彈簧、膜片等彈性元件，高速、高溫、高壓下工作的軸承等耐磨零件，防爆工具等。壓下工作的軸承等耐磨零件，防爆工具等。 常用熱處理常用熱處理：固溶（：固溶（780 C水冷），時(shí)效水冷），時(shí)效300350 C，13h有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍462 銅及其合金青銅牌號(hào)青銅牌號(hào)有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍473 鈦及其合金 Ti：密度密度4.507 g/cm3，熔點(diǎn)：熔點(diǎn)：1688。具有同素異。具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，構(gòu)轉(zhuǎn)變，882.5為密排六方結(jié)構(gòu)的為密排六方結(jié)構(gòu)的相，相，882.5體體心立方結(jié)構(gòu)的心立方結(jié)構(gòu)的相。相。 純鈦的強(qiáng)度低，但比強(qiáng)度高，塑性好，低溫韌性好，純鈦

39、的強(qiáng)度低，但比強(qiáng)度高，塑性好，低溫韌性好，耐蝕性很高。鈦具有良好的壓力加工工藝性能，切削耐蝕性很高。鈦具有良好的壓力加工工藝性能，切削性能較差。鈦在氮?dú)庵屑訜峥砂l(fā)生燃燒，因此鈦在加性能較差。鈦在氮?dú)庵屑訜峥砂l(fā)生燃燒，因此鈦在加熱和焊接時(shí)應(yīng)采用氬氣保護(hù)。熱和焊接時(shí)應(yīng)采用氬氣保護(hù)。 3 鈦合金及其它合金有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍483 鈦及其合金純鈦的分類和用途純鈦的分類和用途根據(jù)根據(jù)雜質(zhì)含量雜質(zhì)含量，鈦分為高純鈦（純度達(dá)，鈦分為高純鈦（純度達(dá)99.9%99.9%）和工業(yè)）和工業(yè)純鈦（純度達(dá)純鈦（純度達(dá)99.5%99.5%）。工業(yè)純鈦有三個(gè)牌號(hào)，分別用）。工業(yè)純鈦有三個(gè)牌號(hào)，分別

40、用TATA順序號(hào)數(shù)字順序號(hào)數(shù)字1 1、2 2、3 3表示，數(shù)字越大，純度越低。表示，數(shù)字越大，純度越低。雜質(zhì)含量對(duì)鈦的性能影響很大，少量雜質(zhì)可顯著提高雜質(zhì)含量對(duì)鈦的性能影響很大，少量雜質(zhì)可顯著提高鈦的強(qiáng)度，故工業(yè)純鈦強(qiáng)度較高，接近高強(qiáng)鋁合金的鈦的強(qiáng)度，故工業(yè)純鈦強(qiáng)度較高，接近高強(qiáng)鋁合金的水平，主要用于制造水平，主要用于制造350350以下溫度工作的石油化工用以下溫度工作的石油化工用熱交換器、反應(yīng)器、船艦零件、飛機(jī)蒙皮等。熱交換器、反應(yīng)器、船艦零件、飛機(jī)蒙皮等。 有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍493 鈦及其合金鈦合金 在純鈦中加入在純鈦中加入AlAl、MoMo、CrCr、SnSn、

41、MnMn、V V等合金元素等合金元素形成鈦合金，按退火組織可分為：形成鈦合金，按退火組織可分為： 型型 型型 （）型型鈦合金鈦合金 分別用分別用TATA、TBTB、TCTC加順序號(hào)表示。工業(yè)純鈦的室溫加順序號(hào)表示。工業(yè)純鈦的室溫組織為組織為相，因此牌號(hào)劃入相，因此牌號(hào)劃入型型鈦合金的鈦合金的TATA序列。序列。 有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍503 鈦及其合金型型鈦合金鈦合金性能：性能：室溫強(qiáng)度低，高溫強(qiáng)度高；具有良好的抗氧化性、室溫強(qiáng)度低，高溫強(qiáng)度高；具有良好的抗氧化性、焊接性和耐蝕性，不可熱處理強(qiáng)化，退火態(tài)使用；焊接性和耐蝕性，不可熱處理強(qiáng)化，退火態(tài)使用；牌號(hào)：牌號(hào)：TA4T

42、A4、TA5TA5、TA6TA6、TA7TA7、TA8TA8等，常用的有等，常用的有TA5TA5、TA7TA7等，以等，以TA7TA7最常用。最常用。TA7TA7還具有優(yōu)良的低溫性能；還具有優(yōu)良的低溫性能；用途：用途：用于制造用于制造500500以下溫度工作的火箭、飛船的低以下溫度工作的火箭、飛船的低溫高壓容器，航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片和管道、導(dǎo)彈燃料溫高壓容器，航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片和管道、導(dǎo)彈燃料缸等。缸等。TA5TA5主要用于制造船艦零件。主要用于制造船艦零件。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍513 鈦及其合金型鈦合金型鈦合金牌號(hào)：牌號(hào)：有有TB1TB1、TB2TB2兩個(gè)，可通過固

43、溶時(shí)效強(qiáng)化，兩個(gè)，可通過固溶時(shí)效強(qiáng)化， TB2TB2應(yīng)用較多應(yīng)用較多。性能：性能：合金的強(qiáng)度高、焊接性好。熱穩(wěn)定性差。合金的強(qiáng)度高、焊接性好。熱穩(wěn)定性差。用途：用途：用于制造用于制造350350以下溫度工作的飛機(jī)壓氣以下溫度工作的飛機(jī)壓氣 機(jī)葉片、彈簧、緊固件等。機(jī)葉片、彈簧、緊固件等。 有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍523 鈦及其合金型鈦合金型鈦合金性能：性能：具有具有型和型和型鈦合金的優(yōu)點(diǎn)，但焊接性能不如型鈦合金的優(yōu)點(diǎn)，但焊接性能不如型鈦合金，可通過熱處理來強(qiáng)化。型鈦合金，可通過熱處理來強(qiáng)化。牌號(hào)：牌號(hào)：TC1TC1TC11TC11，常用的有常用的有TC3TC3、TC4TC4

44、、TC6TC6、TC10TC10等，等，以以TC4TC4最常用。最常用。用途：用途：制造制造400400以下工作的航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片，以下工作的航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)外殼，火箭和導(dǎo)彈的液氫燃料箱部件，船艦火箭發(fā)動(dòng)機(jī)外殼，火箭和導(dǎo)彈的液氫燃料箱部件，船艦?zāi)蛪簹んw等。耐壓殼體等。TC10TC10是在是在TC4TC4基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，具有更基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，具有更高的強(qiáng)度和耐熱性。高的強(qiáng)度和耐熱性。 有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍533 鈦及其合金鈦合金牌號(hào)牌號(hào)有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍54鈦合金的熱處理v（1）消除應(yīng)力退火：450650可消除或減少加工過

45、程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，防止在一些腐蝕環(huán)境中的腐蝕和減少變形。v（2）完全退火： 650850退火，可去加工硬化，獲得好的韌性，改善加工性能，有利于再加工以及提高尺寸和組織的穩(wěn)定性。v（3）固溶處理和時(shí)效：目的是為了提高強(qiáng)度，鈦合金和穩(wěn)定的鈦合金不能進(jìn)行強(qiáng)化熱處理，在生產(chǎn)中只進(jìn)行退火。+鈦合金和含有少量相的亞穩(wěn)鈦合金可以通過固溶處理和時(shí)效使合金進(jìn)一步強(qiáng)化。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍55v通常合金和（）合金退火溫度選在（）相轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下120200；v固溶和時(shí)效處理是從高溫區(qū)快冷,以得到馬氏體相和亞穩(wěn)定的相,然后在中溫區(qū)保溫使這些亞穩(wěn)定相分解，得到相或化合物等細(xì)小彌散的第二相質(zhì)點(diǎn)，達(dá)

46、到使合金強(qiáng)化的目的。v通常()合金的淬火在()相轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下40100進(jìn)行，亞穩(wěn)定合金淬火在()相轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上4080進(jìn)行。時(shí)效處理溫度一般為450550。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍56普通退火v 對(duì)于和+型鈦合金，應(yīng)用最廣泛的熱處理方式是普通退火。普通退火的目的是完全消除加工硬化，并使合金的組織和性能均勻化，亦稱為工廠退火。型和近型鈦合金退火時(shí)，只發(fā)生與再結(jié)晶過程有關(guān)的組織和性能變化，對(duì)退火后的冷卻速度不敏感。+型鈦合金退火時(shí)，還可能發(fā)生與亞穩(wěn)定相分解有關(guān)的組織和性能變化，對(duì)退火后的冷卻速度比較敏感。所有鈦合金退火后的強(qiáng)度隨退火溫度升高而降低，而塑性隨退火溫度升高而提高。v 普

47、通退火溫度一般選擇接近或在再結(jié)晶開始溫度以上和轉(zhuǎn)變溫度以下，而消除應(yīng)力退火溫度一般選擇在再結(jié)晶開始溫度以下150250。v 鈦合金的退火一般在非真空狀態(tài)下進(jìn)行，但有時(shí)為了除氫或防止氧、氮等有害氣體的污染，需要進(jìn)行鈦合金半成品或零件的真空退火。真空退火溫度一般為700750，太高時(shí)會(huì)使易揮發(fā)元素從表面蒸發(fā)，形成活性高的表面。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍57等溫退火v 在轉(zhuǎn)變溫度以下50100 加熱，隨后進(jìn)行爐冷或轉(zhuǎn)移到溫度較低的另一爐中，在給定的溫度下保溫一段時(shí)間后空冷。v 與普通退火比較，等溫退火主要優(yōu)點(diǎn)是能夠獲得最穩(wěn)定的組織和性能，例如，中國牌號(hào)的TC6(Ti-5A1-2Mo

48、-2Cr-1Fe)鈦合金普通退火后，在空冷過程中亞穩(wěn)定相能部分地分解，這種不穩(wěn)定組織在使用溫度下，趨于完全分解并導(dǎo)致合金脆化，故TC6不能采用普通退火。v 在高溫下長時(shí)間工作的TC6鈦合金零件必須采用等溫退火，其典型規(guī)范是：870，保溫1h，慢冷至650(打開爐門冷卻或轉(zhuǎn)入另一溫度為650的爐中)，保溫2h，空冷。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍58多重退火v 包括雙重退火和三重退火，其中最常用的是雙重退火。v 雙重退火首先應(yīng)用于+型耐熱鈦合金，例如，中國的TC11(Ti-6.5Al-3.3Mo-1.5Zr-0.25Si)鈦合金。所采用的雙重退火規(guī)范是：950980，1h，空冷；5

49、30，6h，空冷。v 雙重退火的特點(diǎn)是，有可能發(fā)生由于亞穩(wěn)定相的分解而產(chǎn)生的強(qiáng)化過程。當(dāng)前，雙重退火已經(jīng)用于航空航天工業(yè)中最常用的Ti-6Al-4V鈦合金，提高合金的拉伸強(qiáng)度和斷裂韌性。例如對(duì)低間隙元素Ti-6A1-4V鈦合金規(guī)定的雙重退火規(guī)范是：轉(zhuǎn)變溫度以下3060，保溫不少于1h，空冷；705760，保溫不少于lh，空冷。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍59退火v進(jìn)行普通退火之前首先在相區(qū)加熱，并以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s。對(duì)于近型耐熱鈦合金，在采用p相區(qū)熱變形的同時(shí)，經(jīng)常采用退火。v通過退火，可以在不降低其他力學(xué)性能的條件下，獲得最大的抗蠕變能力。采用退火的Ti-6Al-4V鈦合金已經(jīng)

50、在飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中獲得廣泛應(yīng)用。v滿足損傷容限設(shè)計(jì)要求的Ti-6Al-4V鈦合金厚板的典型退火規(guī)范是：轉(zhuǎn)變溫度以上30C，保溫不少于30min，空冷；730，保溫不少于2h，空冷。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍60強(qiáng)化熱處理v 鈦合金的固溶時(shí)效強(qiáng)化效果主要取決于合金中穩(wěn)定元素的種類和含量。亞穩(wěn)定型和近型鈦合金是強(qiáng)化效果最好、淬透截面最大的鈦合金。v 固溶處理有兩種固溶處理方式，即固溶處理和+固溶處理。固溶處理是在轉(zhuǎn)變溫度以上30100，保溫1030min，空冷或水淬，主要適用于亞穩(wěn)型鈦合金，例如Ti-13V-11Cr-3Al，Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr和Ti-15V

51、-3Cr-3Sn-3Al等。v +固溶處理是在 轉(zhuǎn)變溫度以下3060 、保溫30120min，水淬，主要適用于近型鈦合金，例如Ti-11.5Mo-4.5Sn-6Zr和Ti-10V-2Fe-3A1等。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍61單一時(shí)效v 單一時(shí)效一般在450550進(jìn)行，時(shí)效時(shí)間一般為8h。根據(jù)合金性質(zhì)的不同，時(shí)效過程中可能發(fā)生以下轉(zhuǎn)變。 對(duì)于亞穩(wěn)定型鈦合金：+ 對(duì)于近型鈦合金：+v 如果時(shí)效溫度降低到400，完成以上轉(zhuǎn)變過程，需要相當(dāng)長的時(shí)間(大于50h)，最終得到非常均勻細(xì)小的 相顆粒。如果時(shí)效溫度接近600，相直接從相中析出v 相顆粒的尺寸和數(shù)量主要取決于時(shí)效溫度和時(shí)間

52、。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍62雙重時(shí)效v雙重時(shí)效共分兩步進(jìn)行，第一步為低溫時(shí)效，第二步為高溫時(shí)效。雙重時(shí)效與單一高溫時(shí)效相比較，可以控制相析出的顆粒尺寸和分布，與單一低溫時(shí)效比較，能顯著縮短時(shí)效時(shí)間。v這種時(shí)效已經(jīng)成功地應(yīng)用于Ti-11.5Mo-4.5Sn-6Zr鈦合金。在一些新的亞穩(wěn)定型鈦合金中，還采用了先高溫時(shí)效后低溫時(shí)效。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍63直接時(shí)效v對(duì)于直接時(shí)效，不需要進(jìn)行預(yù)先的固溶處理。v直接時(shí)效的特點(diǎn)是，在晶體缺陷密度較高的情況下，發(fā)生相變過程。v直接時(shí)效能夠獲得比常規(guī)固溶時(shí)效更均勻的相析出和更大的強(qiáng)化效果。在一些近型鈦合金中，直接時(shí)

53、效還能抑制相的析出，避免合金脆化。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍64其它非鐵合金鎂及其合金鎂及其合金 純鎂：純鎂：1.74 g/cm1.74 g/cm3 3，Tm651651，密排六方結(jié)構(gòu)。純密排六方結(jié)構(gòu)。純鎂強(qiáng)度不高，室溫塑性較低，耐蝕性較差，易氧化。工鎂強(qiáng)度不高，室溫塑性較低，耐蝕性較差，易氧化。工業(yè)純鎂代號(hào)用業(yè)純鎂代號(hào)用M M順序號(hào)表示。純鎂主要用于配制鎂合順序號(hào)表示。純鎂主要用于配制鎂合金和其它合金，還可用作化工與冶金的還原劑。金和其它合金，還可用作化工與冶金的還原劑。 鎂合金：鎂合金：純鎂中加入純鎂中加入AlAl、ZnZn、MnMn、ZrZr及稀土等元素，及稀土等元素，

54、制成鎂合金。主要有制成鎂合金。主要有Mg-MnMg-Mn系、系、Mg-Al-Zn Mg-Al-Zn 系、系、Mg-Zn-Mg-Zn-ZrZr系系 和和Mg-Re-Mg-Re-ZrZr系等合金系。它們分為變形鎂合金和系等合金系。它們分為變形鎂合金和鑄造鎂合金兩大類。鑄造鎂合金兩大類。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍65其它非鐵合金變形鎂合金變形鎂合金代號(hào)：代號(hào)：MBMB順序號(hào)表示。順序號(hào)表示。MB1MB1、MB8MB8為為Mg-MnMg-Mn系合金，具系合金，具有良好的耐蝕性和焊接性，使用溫度不超過有良好的耐蝕性和焊接性，使用溫度不超過150150。主。主要用于制作飛機(jī)蒙皮、壁板及宇

55、航結(jié)構(gòu)件。要用于制作飛機(jī)蒙皮、壁板及宇航結(jié)構(gòu)件。Mg-LiMg-Li系合金是一種新型的鎂合金，它密度小，強(qiáng)度高，系合金是一種新型的鎂合金，它密度小，強(qiáng)度高，塑性、韌性好，焊接性好，缺口敏感性低，在航空、塑性、韌性好，焊接性好，缺口敏感性低，在航空、航天工業(yè)中具有良好的應(yīng)用前景。航天工業(yè)中具有良好的應(yīng)用前景。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍66其它非鐵合金鑄造鎂合金鑄造鎂合金 代號(hào)：代號(hào)：ZMZM順序號(hào)表示。順序號(hào)表示。Mg-Al-ZnMg-Al-Zn系的系的ZM5ZM5和和Mg-Zn-Mg-Zn-ZrZr系的系的ZM1ZM1、ZM2ZM2、ZM7ZM7、ZM8ZM8具有較高的強(qiáng)度，

56、良好的塑具有較高的強(qiáng)度，良好的塑性和鑄造工藝性能，但耐熱性較差，主要用于制造性和鑄造工藝性能，但耐熱性較差，主要用于制造150150以下溫度工作的飛機(jī)、導(dǎo)彈、發(fā)動(dòng)機(jī)中承受較高以下溫度工作的飛機(jī)、導(dǎo)彈、發(fā)動(dòng)機(jī)中承受較高載荷的結(jié)構(gòu)件或殼體。載荷的結(jié)構(gòu)件或殼體。Mg-Re-Mg-Re-ZrZr的的ZM3ZM3、ZM4ZM4和和ZM6ZM6具有具有良好的鑄造性能，常溫強(qiáng)度和塑性較低，但耐熱性較高，良好的鑄造性能，常溫強(qiáng)度和塑性較低，但耐熱性較高，主要用于主要用于制造制造250250以下溫度工作的高氣密零件。以下溫度工作的高氣密零件。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍67其它非鐵合金鋅及其合金

57、鋅及其合金純鋅：純鋅：密度密度7.17.1g/cmg/cm3 3，熔點(diǎn)熔點(diǎn)419419，具有一定的強(qiáng)度和，具有一定的強(qiáng)度和較好的耐蝕性，用于配制各種合金和鋼板表面鍍鋅。較好的耐蝕性，用于配制各種合金和鋼板表面鍍鋅。鋅合金：鋅合金：1 1變形鋅合金變形鋅合金Zn-AlZn-Al合金（如合金（如ZnAl4-1ZnAl4-1、ZnAl10-5ZnAl10-5）和和Zn-CuZn-Cu合金（如合金（如ZnCu1ZnCu1、ZnCu1.5ZnCu1.5）兩類。常用于制造各兩類。常用于制造各類擠壓件、軸承和日用五金等。類擠壓件、軸承和日用五金等。2鑄造鋅合金鑄造鋅合金鑄造鋅合金可分為壓鑄鋅合金、高強(qiáng)度鑄造

58、鋅合金可分為壓鑄鋅合金、高強(qiáng)度鋅合金、模具用鋅合金等。鋅合金、模具用鋅合金等。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍684 軸承合金軸承合金軸承合金：制造滑動(dòng)軸承中軸瓦及內(nèi)制造滑動(dòng)軸承中軸瓦及內(nèi)襯。按主要化學(xué)成分可分為襯。按主要化學(xué)成分可分為錫基錫基、鉛鉛基基、鋁基鋁基、銅基銅基、鐵基鐵基等軸承合金。等軸承合金。性能要求：性能要求： 1. 1.足夠的強(qiáng)度和硬度足夠的強(qiáng)度和硬度 2. 2.塑性和韌性好塑性和韌性好 3. 3.與軸之間有良好的磨合能力及較與軸之間有良好的磨合能力及較小的摩擦系數(shù)小的摩擦系數(shù) 4. 4.良好的導(dǎo)熱性和抗蝕性良好的導(dǎo)熱性和抗蝕性 5. 5.良好的工藝性、價(jià)格低廉良

59、好的工藝性、價(jià)格低廉4 軸承合金有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍694 軸承合金軸承合金軸承合金（耐磨機(jī)理）耐磨機(jī)理）軟基體硬質(zhì)點(diǎn)：軟基體硬質(zhì)點(diǎn)：硬質(zhì)點(diǎn)起支撐作用。硬質(zhì)點(diǎn)起支撐作用。硬基體軟質(zhì)點(diǎn)：硬基體軟質(zhì)點(diǎn)：承載能力大、磨合能力差。承載能力大、磨合能力差。有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍70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%主加元素銻其主加元素銻其含量為含量為11%基本元素錫基本元素錫軸承軸承鑄造鑄造4 軸承合金有色金屬及其合金河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 武建軍714 軸承合金一、錫基

60、和鉛基軸承合金一、錫基和鉛基軸承合金(表示方法表示方法) 錫基和鉛基軸承合金又稱為錫基和鉛基軸承合金又稱為巴氏合金巴氏合金，其代號(hào)用，其代號(hào)用ZChZCh基本元素符號(hào)（基本元素符號(hào)（SnSn或或PbPb）主加元素符號(hào)主加及輔主加元素符號(hào)主加及輔加元素的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)（加元素的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)（w w100100）表示。如表示。如ZChSnSb11-ZChSnSb11-6 6表示含表示含w wSbSb11%11%、w wCuCu6%6%、余量為錫的錫基軸承合金，余量為錫的錫基軸承合金，ZChPbSb16-16-2ZChPbSb16-16-2表示含表示含w wSbSb16%16%、w wSnSn16%1