机械工程课件

第8章，金属材料和热处理，有色金属及其合金，第8章，有色金属及其合金，所有有色金属及其合金，有色金属材料，铝和铝合金，铜和铜合金，钛和钛合金，第1节，铝和铝合金的特性和特性，纯铝的基本特性，第6节，优异的塑性和低强度，易于加工和成形；它还具有良好的低温塑性，其塑性和韧性在253之前不会降低。(1)银白色金属光泽；(2)低密度(2.72)和低熔点(660.4)；(3)优异的导电性和导热性；(4)具有面心立方晶格，无变质转化。(5)纯铝在空气中容易氧化，表面形成致密、牢固的氧化膜，具有良好的耐大气腐蚀性能。纯铝的主要用途是制备铝合金，也可用于制作电线涂层材料和耐腐蚀电器等。纯铝性能增强，纯铝强度和硬度低，不适合制造受力零件。在铝中加入少量合金元素制成铝合金，可以改变其结构，提高其性能。通常添加的元素主要是铜、锰、硅、镁、锌等。此外还有铬、镍、钛、钴等辅助元素。铝合金的分类，铝合金一般分为锻造铝合金和铸造铝合金两大类，锻造铝合金的特点是加热到固溶线以上为单相固溶结构，塑性好，适合压力加工；铸造铝合金具有共晶组织，适合铸造。铝合金可用于制造承受大载荷的机械零件或部件，成为工业上广泛使用的有色金属材料。由于其高比强度，铝合金已成为飞机的主要结构材料。第2节铜和铜合金1。纯铜的基本性能。纯铜主要用于制备铜合金，用于制造导电和导热材料，如耐腐蚀器件等。(1)纯铜为紫红色，称为紫铜。密度为8.9，熔点为1038；(2)它具有面心立方晶格，没有同构变换，没有磁性；(3)具有良好的导电性和导热性；它在大气、淡水和冷凝水中具有良好的耐腐蚀性。(4)纯铜强度低、硬度低、塑性好。铜合金，铜合金是通过向纯铜中添加合金元素而制成的。常见的合金元素有锌、锡、铝、锰、镍、铁、铍、钛、锆、铬等。由于合金元素的固溶强化，即第二相强化效应，铜合金不仅提高了强度，而且保持了纯铜的特性，因此在机械工业中得到了广泛的应用。根据化学成分，铜合金可分为三类：黄铜、青铜和白铜。1)黄铜，以锌为主要合金元素的铜，是黄铜。黄铜按化学成分可分为普通黄铜和特种黄铜，按工艺可分为加工黄铜和铸造黄铜。普通黄铜是铜和锌的二元合金，被称为普通黄铜。加工普通黄铜的品牌是代表铜平均百分比的数字。普通黄铜具有较好的耐蚀性，接近于纯铜，但锌含量超过7%的冷变形黄铜在水分、海水或氨的作用下，容易发生应力腐蚀，称为四分之一裂纹。因此，有必要对冷变形零件进行应力消除退火。特种黄铜，是在普通黄铜中加入硅、锡、铝、锰、镍、铁、铅等元素而形成的。2)青铜。除了黄铜和白铜以外的其他铜合金被称为青铜。根据锡、铝、铍、硅、铅等主要添加元素的不同，分别称为锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜和铅青铜。锡青铜是以锡为主要成分并添加元素的铜合金。锡含量一般为3% 14%。常用品牌包括QSn4-3、QSn65-0.4、ZCuSnPb等。主要用于耐腐蚀轴承零件，如弹簧、轴承、齿轮轴、蜗轮、垫圈等。铝青铜是一种铜合金，以铝为主要元素，并含有明矾铍青铜是以铍为主要成分和添加元素的铜合金。铍含量一般为1.7% 2.5%。常用品牌有QBe2、Qe1.7、QBe1.9等。主要用于制造重要的弹性零件和耐磨零件，如精密弹簧、隔膜、高速高压轴承、防爆工具、船用圆规等重要零件。(3)白铜，一种以镍为主要合金元素的铜合金，被称为白铜。常用品牌有B5、B19等。它主要用于制造在蒸汽和海水环境中工作的精密机械仪器中的冷凝器和热交换器等零件。第三部分是关于钛及其合金。1.工业纯钛的基本性能。纯钛是一种灰白色金属，密度低(4.507g/cm3)，熔点高(1688)。同质异构的-ti -ti发生在882.5。(2)纯钛强度低、比强度高、塑性好、低温韧性好、耐腐蚀、加工性能好，切削性能接近不锈钢。(3)纯钛的性能受杂质的影响很大。少量杂质可以显著提高其强度。(4)纯钛主要用于350以下的工件和低强度要求的零件，如石油工人的热交换器、反应堆海水净化装置和船舶零件。钛合金，纯钛加入合金元素形成钛合金。几乎所有的钛合金都含有铝，因为铝可以提高钛合金的强度比强度和再结晶温度。根据退火组织，钛合金可分为三种类型：型钛合金、型钛合金和-型钛合金。1)型钛合金，以铝为主要添加元素，锡、硼等。这种合金不能通过热处理来强化，通常在退火状态下使用。其结构为单相固溶体。常用品牌有TA5、TA7等。TA7是最常用的，主要用于制造下列零件，如飞机的压气机叶片、导弹的气罐、超音速飞机的涡轮外壳和航天器上的高压和低温容器。2)型钛合金，添加钼、铬、钒、铝等元素。淬火和时效处理后，显微组织为相基体，含有细小的相颗粒。型钛合金有TB2、TB3和TB4三个牌号，主要用于350以下的结构件和紧固件，如飞机叶片、轴、弹簧、圆盘等。3) 钛合金，添加的合金元素包括铝、钒、钼、铬等。这种合金可以通过热处理得到强化，具有型钛合金和型钛合金的优点。它主要用于制造400以下的飞机叶片、火箭发动机外壳、火箭和导弹的液氢燃料箱组件、耐舰外壳等。第四节轴承合金，即用于制造滑动轴承轴瓦及其衬套的耐磨合金，称为轴承合金。1.轴承合金的结构和性能要求足够坚固，以承受轴颈施加的压力、冲击和交变载荷。热膨胀系数小，导热性和耐腐蚀性好，以防止轴和轴瓦之间的啮合。摩擦系数小，耐磨性和磨合性能好，以减少轴颈磨损，保证轴和轴瓦之间良好的磨合。2。常用的轴承合金，有许多轴承合金用于工业。常用的有锡基、铅基、铜基和铝基轴承合金等。其中，锡基和铅基轴承合金又称为巴氏合金，是应用最广泛的轴承合金。锡基轴承合金是以锡为主要成分，添加少量锑、铜等元素的合金。它的熔点较低，是一种具有软基体和硬点结构的轴承合金。锡