第九章有色金属

1、第九章第九章 有色金属有色金属 有色金属的产量有色金属的产量和用量不如黑色和用量不如黑色金属多，但由于金属多，但由于其具有许多优良其具有许多优良的特性，如特殊的特性，如特殊的电、磁、热性的电、磁、热性能，耐蚀性能及能，耐蚀性能及高的比强度高的比强度(强度强度与密度之比与密度之比)等，等，已成为现代工业已成为现代工业中不可缺少的金中不可缺少的金属材料属材料.占汽车净重比占汽车净重比AlFe橡胶橡胶磁材料磁材料玻璃玻璃聚碳酸酯聚碳酸酯Ti碳纤维碳纤维各种材料在先进汽车中占的重量百分比各种材料在先进汽车中占的重量百分比Al37%Fe24%塑塑料料13%其其它它11% 铸造有色金属及其合铸造有色金属及

2、其合金牌号表示方法统一金牌号表示方法统一如下如下: 铸造铸造有色纯金属有色纯金属的牌的牌号为号为 Z +该金属元素符号该金属元素符号+ 纯度百分含量数字纯度百分含量数字(或或用一短横加顺序号用一短横加顺序号)。 如如ZAl99.5和和ZTi-1。 l变形有色金属及其合金的牌号表示方法还不统一变形有色金属及其合金的牌号表示方法还不统一铝锭铝锭 铸造铸造有色合金有色合金的牌号为的牌号为 Z+基体元素符号基体元素符号+主要合金元素符号及其名义百分主要合金元素符号及其名义百分含量数字含量数字+其他合金元素符号及其百分含量数字。其他合金元素符号及其百分含量数字。 如如ZAlSi7Cu4、ZCuZn31A

3、l2、ZSnSb11Cu6等。等。 混合稀土元素符号用混合稀土元素符号用RE表示。表示。 优质合金在牌号后标注字母优质合金在牌号后标注字母“A”。l有色金属种类很多，本章仅对机械、有色金属种类很多，本章仅对机械、仪表等工业中广泛使用的铝、铜、仪表等工业中广泛使用的铝、铜、钛及轴承合金等作简要介绍。钛及轴承合金等作简要介绍。 第一节第一节 铝及其合金铝及其合金一、铝及铝合金性能特点一、铝及铝合金性能特点 纯铝具有银白色金属光泽，密纯铝具有银白色金属光泽，密度小（度小（2.72g/cm3），熔点低），熔点低（660.4），导电、导热性），导电、导热性能优良。能优良。 耐大气腐蚀，易于加工成形。耐大

4、气腐蚀，易于加工成形。 具有面心立方晶格，无同素异具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性。构转变，无磁性。铝合金制造的机翼铝合金制造的机翼第一节第一节 铝及其合金铝及其合金 铝合金既具有高强度又保持纯铝的优良特性铝合金既具有高强度又保持纯铝的优良特性 。 铝合金常加入的元素主要有铝合金常加入的元素主要有Cu、Mn、Si、Mg、Zn等，此外还有等，此外还有Cr、Ni、Ti、Zr 等辅加元素。等辅加元素。 铝合金型材铝合金型材铝铸件铝铸件第一节第一节 铝及其合金铝及其合金 可将铝合金分可将铝合金分为为变形铝合金变形铝合金和和铸造铝合金铸造铝合金两大类。两大类。 变形铝合金又变形铝合金又分为可热处

5、理分为可热处理强化和不可热强化和不可热处理强化两类处理强化两类.铝合金分类示意图铝合金分类示意图二、铝合金的分类二、铝合金的分类l铝合金一般具有有限固溶型共晶相图。铝合金一般具有有限固溶型共晶相图。第一节第一节 铝及其合金铝及其合金1、变形铝合金、变形铝合金 防锈铝合金防锈铝合金 主要是主要是Al-Mn和和Al-Mg系合金系合金 Mn和和Mg主要作用是提高抗蚀能力和塑性，并起固主要作用是提高抗蚀能力和塑性，并起固溶强化作用。溶强化作用。l不能进行热处理强化，常利用加工硬化提高其强度不能进行热处理强化，常利用加工硬化提高其强度 防锈铝合金：防锈铝合金：LF+序号序号硬铝合金：硬铝合金： LY +

6、序号序号超硬铝合金：超硬铝合金：LC +序号序号锻铝合金：锻铝合金： LD +序号序号第一节第一节 铝及其合金铝及其合金汽化汽化器器(热热交换交换管为管为LF21) 常用的常用的Al-Mn系合金有系合金有 LF21（ 3A21 ），其抗蚀性），其抗蚀性和强度高于纯铝，用于制造油罐、油箱、管道、铆和强度高于纯铝，用于制造油罐、油箱、管道、铆钉等需要弯曲、冲压加工的零件。钉等需要弯曲、冲压加工的零件。 常用的常用的Al-Mg系合金有系合金有 LF5（ 5A05 ），其密度比纯），其密度比纯 铝小，强度比铝小，强度比Al-Mn合金高，在航空工业合金高，在航空工业中得到广泛应用，如中得到广泛应用，如制

7、造管道、容器、铆制造管道、容器、铆钉及承受中等载荷的钉及承受中等载荷的零件。零件。第一节第一节 铝及其合金铝及其合金 硬铝合金硬铝合金 主要是主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量系合金，并含少量Mn。 可进行时效强化，也可进行变形强化。可进行时效强化，也可进行变形强化。 强度、硬度高，加工性能好，耐蚀性低于防锈铝。强度、硬度高，加工性能好，耐蚀性低于防锈铝。l常用硬铝合金如常用硬铝合金如LY11 (2A11)、 LY12 (2A12)等，用于制造冲压件等，用于制造冲压件、模锻件和铆接件，如模锻件和铆接件，如螺旋桨、梁、铆钉等螺旋桨、梁、铆钉等. 飞机翼梁飞机翼梁(腹板腹板为硬铝合金为硬铝合金

8、)第一节第一节 铝及其合金铝及其合金 超硬铝合金超硬铝合金 属属Al-Zn-Mg-Cu系合金，系合金，并含有少量并含有少量Cr和和Mn。 时效强化效果超过硬铝合时效强化效果超过硬铝合金金. 热态塑性好，但耐蚀性差热态塑性好，但耐蚀性差。常用合金有。常用合金有 LC4、LC9 等，主要用于工作温度较等，主要用于工作温度较低、受力较大的结构件低、受力较大的结构件, 如如飞机大梁、起落架等飞机大梁、起落架等.飞机主起落架飞机主起落架第一节第一节 铝及其合金铝及其合金 锻铝合金锻铝合金lAl-Cu-Mg-Si系合金系合金 可锻可锻性好，力学性能高，用于性好，力学性能高，用于形状复杂的锻件和模锻件，形状

9、复杂的锻件和模锻件，如喷气发动机压气机叶轮、如喷气发动机压气机叶轮、导风轮等。导风轮等。压气机叶压气机叶片片lAl-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻铝合金系耐热锻铝合金 常用牌号有常用牌号有LD7 (2A70)、LD8(2A80)、LD9(2A90)等等 。用于制造。用于制造150 225下工作的零件，如压气机叶片、超音速飞机下工作的零件，如压气机叶片、超音速飞机蒙皮等。蒙皮等。第一节第一节 铝及其合金铝及其合金2、铸造铝合金、铸造铝合金 Al-Si系铸造铝合金系铸造铝合金 l又称硅铝明。其中又称硅铝明。其中ZL102(ZAlSi12)是含是含12%Si的铝硅二元合的铝硅二元合金，称为简单硅铝明

10、金，称为简单硅铝明. 57712.7%Al- Si系：系： 代号为代号为ZL1+两位数字顺序号两位数字顺序号Al-Cu系：代号为系：代号为ZL2+两位数字顺序号两位数字顺序号Al-Mg系：代号为系：代号为ZL3+两位数字顺序号两位数字顺序号Al-Zn系：系： 代号为代号为ZL4+两位数字顺序号两位数字顺序号第一节第一节 铝及其合金铝及其合金 在普通铸造条件下，在普通铸造条件下， ZL102组织几乎全部为共组织几乎全部为共晶体，由粗针状的硅晶体和晶体，由粗针状的硅晶体和 固溶体组成，强度固溶体组成，强度和塑性都较差。生产上通常用钠盐变质剂进行变和塑性都较差。生产上通常用钠盐变质剂进行变质处理，得

11、到细小均匀的共晶体加质处理，得到细小均匀的共晶体加 固溶体组织固溶体组织，以提高性能。，以提高性能。未变质处理未变质处理 经变质处理经变质处理 ZL102的铸态组织的铸态组织第一节第一节 铝及其合金铝及其合金 Al-Si系铸造铝合金的铸造性能好，具有优良的耐系铸造铝合金的铸造性能好，具有优良的耐蚀性、耐热性和焊接性能。蚀性、耐热性和焊接性能。 活塞活塞( (裙部为铝硅合金裙部为铝硅合金) )l用于制造飞机、仪表、电动机壳用于制造飞机、仪表、电动机壳体、汽缸体、风机叶片体、汽缸体、风机叶片、发动机发动机活塞等。活塞等。第一节第一节 铝及其合金铝及其合金 Al-Cu系铸造铝合金系铸造铝合金l这类合

12、金的耐热性好，强度较高；但密度大，铸造这类合金的耐热性好，强度较高；但密度大，铸造性能、耐蚀性能差，强度低于性能、耐蚀性能差，强度低于Al-Si系合金。系合金。汽缸头汽缸头l常用代号有常用代号有ZL201 (ZAlCu5Mn)、ZL203 (ZAlCu4)等。主要用于等。主要用于制造在较高温度下工作制造在较高温度下工作的高强零件，如内燃机的高强零件，如内燃机汽缸头、汽车活塞等。汽缸头、汽车活塞等。第一节第一节 铝及其合金铝及其合金l这类合金的耐蚀性这类合金的耐蚀性好，强度高，密度好，强度高，密度小；但铸造性能差小；但铸造性能差,耐热性低。耐热性低。l常用代号为常用代号为ZL301(ZAlMg1

13、0)、 ZL303(ZAlMg5Si1)等。等。主要用于制造外形简单、承受冲击载荷、在腐蚀性介主要用于制造外形简单、承受冲击载荷、在腐蚀性介质下工作的零件，如舰船配件、氨用泵体等。质下工作的零件，如舰船配件、氨用泵体等。鼓风机密封件等鼓风机密封件等(ZL102、301) Al-Mg系铸造铝合金系铸造铝合金第一节第一节 铝及其合金铝及其合金 Al-Zn系铸造铝合金系铸造铝合金l这类合金的铸造性能好，强度较高，可自然时效强这类合金的铸造性能好，强度较高，可自然时效强化；但密度大，耐蚀性较差。化；但密度大，耐蚀性较差。大型空压机活塞大型空压机活塞(ZL401)l常用代号为常用代号为ZL401(ZAl

14、Zn11Si7)、ZL402(ZAlZn6Mg)等等.l主要用于制造形状复主要用于制造形状复杂受力较小的汽车、杂受力较小的汽车、飞机、仪器零件。飞机、仪器零件。第一节第一节 铝及其合金铝及其合金三、铝合金的热处理三、铝合金的热处理 l时效时效是指将过饱和的固溶体加热到固溶线以下某温是指将过饱和的固溶体加热到固溶线以下某温度保温，以析出弥散强化相的热处理。度保温，以析出弥散强化相的热处理。 l可热处理强化变形铝合金可热处理强化变形铝合金的热处理方法：的热处理方法：固溶处理固溶处理 + 时效时效。l固溶处理固溶处理是指将合金加热是指将合金加热到固溶线以上，保温并淬到固溶线以上，保温并淬火后获得过饱

15、和的单相固火后获得过饱和的单相固溶体组织的处理。溶体组织的处理。加热固溶加热固溶淬火过饱和淬火过饱和时效析出时效析出第一节第一节 铝及其合金铝及其合金l在室温下进行的时效称在室温下进行的时效称自然时效自然时效；在加热条件下进；在加热条件下进行的时效称行的时效称人工时效人工时效。l时效强化效果与加热温度和保温时间有关。时效强化效果与加热温度和保温时间有关。 l温度一定时，随时效时温度一定时，随时效时间延长，时效曲线上出间延长，时效曲线上出现峰值，超过峰值时间，现峰值，超过峰值时间，析出相聚集长大，强度析出相聚集长大，强度下降，为过时效。随时下降，为过时效。随时效温度提高，峰值强度效温度提高，峰值

16、强度下降，出现峰值的时间下降，出现峰值的时间提前。提前。含含4%Cu铝合金的时效曲线铝合金的时效曲线 时效时间时效时间/d第一节第一节 铝及其合金铝及其合金 单级时效单级时效在淬火后只进行一次时效处理。自在淬火后只进行一次时效处理。自然、人工都行然、人工都行 分级时效分级时效在不同温度下进行两次或多次时效在不同温度下进行两次或多次时效处理。通过预时效和最终时效可以提高合金组处理。通过预时效和最终时效可以提高合金组织的均匀性，获得较好的综合性能。织的均匀性，获得较好的综合性能。 回归处理回归处理：经自然时效后在：经自然时效后在200250短时间短时间加热，快冷，使加热，快冷，使HB、b恢复到新淬

17、火状态的水恢复到新淬火状态的水平。平。第二节第二节 铜及铜合金铜及铜合金一、铜及铜合金性能特点一、铜及铜合金性能特点l纯铜呈紫红色，故又称纯铜呈紫红色，故又称紫铜紫铜，具有面心立方晶，具有面心立方晶格，无同素异构转变，格，无同素异构转变，无磁性。无磁性。 l纯铜具有优良的导电性纯铜具有优良的导电性和导热性，在大气、淡和导热性，在大气、淡水和冷凝水中有良好的水和冷凝水中有良好的耐蚀性。塑性好。耐蚀性。塑性好。 热轧铜合金热轧铜合金第二节第二节 铜及铜合金铜及铜合金l铜合金常加元素为铜合金常加元素为Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、Ti、Zr、Cr等，既提高了强度，又保持了纯铜特等，既提高

18、了强度，又保持了纯铜特性性.铜管铜管铜与黄铜带铜与黄铜带l铜合金分为黄铜、青铜、铜合金分为黄铜、青铜、白铜三大类。白铜三大类。第二节第二节 铜及铜合金铜及铜合金二、黄铜（二、黄铜（H）l以以Zn为主要合金元素的铜合金称为黄铜。为主要合金元素的铜合金称为黄铜。l黄铜按化学成分可分为普通黄铜和特殊黄铜；按黄铜按化学成分可分为普通黄铜和特殊黄铜；按工艺可分为加工黄铜和铸造黄铜。工艺可分为加工黄铜和铸造黄铜。 黄铜铸件黄铜铸件黄铜棒黄铜棒第二节第二节 铜及铜合金铜及铜合金1、普通黄铜、普通黄铜lCu与与Zn的二元合的二元合金称为普通黄铜。金称为普通黄铜。l加工普通黄铜的牌加工普通黄铜的牌号为：号为：H

19、 (黄黄) + 表表示铜平均百分含量示铜平均百分含量的数字，如的数字，如H68。l工业上用的黄铜（工业上用的黄铜（Zn含量含量46%）有）有 和和 + 两种两种组织，分别称单相黄铜和两相黄铜。组织，分别称单相黄铜和两相黄铜。 第二节第二节 铜及铜合金铜及铜合金普通黄铜的显微组织普通黄铜的显微组织 单相黄铜单相黄铜 两相黄铜两相黄铜 第二节第二节 铜及铜合金铜及铜合金l单相黄铜塑性好，常用牌单相黄铜塑性好，常用牌号有号有H80、H70、H 68，适，适于制造冷变形零件，如弹于制造冷变形零件，如弹壳、冷凝器管等。壳、冷凝器管等。l两相黄铜热塑性好，强度两相黄铜热塑性好，强度高，常用牌号有高，常用牌

20、号有H59、H62，适于制造受力件，如垫圈、适于制造受力件，如垫圈、弹簧、导管、散热器等。弹簧、导管、散热器等。汽车机油泵衬套汽车机油泵衬套第二节第二节 铜及铜合金铜及铜合金2、特殊黄铜、特殊黄铜l在普通黄铜的基础上加入在普通黄铜的基础上加入Al、 Fe、Si、Mn、Pb、 Sn、Ni等元素形成特殊黄铜。等元素形成特殊黄铜。 l加工特殊黄铜的牌号为：加工特殊黄铜的牌号为： H+主加元素符号主加元素符号(Zn除外除外)+铜平均百分含量铜平均百分含量 - 主加元素主加元素平均百分含量，如平均百分含量，如HPb59-1. l特殊黄铜强度、耐蚀性比普特殊黄铜强度、耐蚀性比普通黄铜好，铸造性能改善。通黄

21、铜好，铸造性能改善。 黄铜制品黄铜制品第二节第二节 铜及铜合金铜及铜合金l常用牌号有常用牌号有HPb63-3、HAl60-1、HSn62-1、ZCuZn38Mn2Pb2、ZCuZn16Si4等。等。l主要用于船舶及化工零件，如冷凝管、齿轮、螺主要用于船舶及化工零件，如冷凝管、齿轮、螺旋桨、轴承、衬套及阀体等。旋桨、轴承、衬套及阀体等。 第二节第二节 铜及铜合金铜及铜合金三、青铜（三、青铜（Q）l除黄铜和白铜外的其他铜合金除黄铜和白铜外的其他铜合金统称为青铜。统称为青铜。 l加工青铜的牌号为：加工青铜的牌号为：Q +主加主加元素符号及其平均百分含量元素符号及其平均百分含量-其他元素平均百分含量其

22、他元素平均百分含量 如如QSn4-3(含含4%Sn、3%Zn).l常用青铜有锡青铜、铝青铜、常用青铜有锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜、铅青铜等。铍青铜、硅青铜、铅青铜等。 青铜制品青铜制品第二节第二节 铜及铜合金铜及铜合金1、锡青铜、锡青铜l是以锡为主加元素的铜合金，是以锡为主加元素的铜合金，锡含量一般为锡含量一般为314%。 l锡青铜铸造流动性差，铸件密锡青铜铸造流动性差，铸件密度低，易渗漏，但体积收缩率度低，易渗漏，但体积收缩率在有色金属中最小在有色金属中最小 。l锡青铜耐蚀性良好，在大气、锡青铜耐蚀性良好，在大气、海水及无机盐溶液中的耐蚀性海水及无机盐溶液中的耐蚀性比纯铜和黄铜好，但在硫

23、酸、比纯铜和黄铜好，但在硫酸、盐酸和氨水中的耐蚀性较差。盐酸和氨水中的耐蚀性较差。 锡青铜锭锡青铜锭Cu-Sn相图相图第二节第二节 铜及铜合金铜及铜合金l常用牌号有常用牌号有QSn4-3、QSn6.5-0.4、ZCuSn10Pb1等。等。l主要用于耐蚀承载件主要用于耐蚀承载件,如弹簧、轴承、齿轮如弹簧、轴承、齿轮轴、蜗轮、垫圈等。轴、蜗轮、垫圈等。 锡青铜管锡青铜管船用青铜软船用青铜软管快速接头管快速接头阀阀( (锡青铜阀锡青铜阀体、阀盖体、阀盖) )第二节第二节 铜及铜合金铜及铜合金2、铝青铜、铝青铜l以铝为主加元素以铝为主加元素的铜合金，铝含的铜合金，铝含量为量为511%。大型水力发电设备

24、中的抗磨环大型水力发电设备中的抗磨环l强度、硬度、耐磨性、耐热性及耐蚀性高于黄铜和强度、硬度、耐磨性、耐热性及耐蚀性高于黄铜和锡青铜，铸造性能好，但焊接性能差。锡青铜，铸造性能好，但焊接性能差。 l常用牌号有常用牌号有QAl5、QAl7、ZCuAl8Mn13Fe3Ni2等。等。l主要用于制造船舶、飞机及仪器中的高强、耐磨、主要用于制造船舶、飞机及仪器中的高强、耐磨、耐蚀件，如齿轮、轴承、蜗轮、轴套、螺旋桨等。耐蚀件，如齿轮、轴承、蜗轮、轴套、螺旋桨等。第二节第二节 铜及铜合金铜及铜合金3、铍青铜、铍青铜l以铍为主加元素的铜合金，铍含量为以铍为主加元素的铜合金，铍含量为1.72.5%。l具有高的

25、强度、弹性极限、耐磨性、耐蚀性，良好的具有高的强度、弹性极限、耐磨性、耐蚀性，良好的导电性、导热性、冷热加工及铸造性能，但价格较贵导电性、导热性、冷热加工及铸造性能，但价格较贵.铍青铜制品铍青铜制品l常用牌号有常用牌号有QBe2、QBe1.7、QBe2.5等。等。l用于重要的弹性件、耐磨用于重要的弹性件、耐磨件，如精密弹簧、膜片，件，如精密弹簧、膜片，高速、高压轴承及防爆工高速、高压轴承及防爆工具、航海罗盘等重要机件具、航海罗盘等重要机件.第二节第二节 铜及铜合金铜及铜合金l普通白铜是普通白铜是Cu-Ni二元合金，具有较高的耐蚀性和抗二元合金，具有较高的耐蚀性和抗腐蚀疲劳性能及优良的冷热加工性

26、能。腐蚀疲劳性能及优良的冷热加工性能。 l普通白铜牌号：普通白铜牌号：B+镍的平均百分含量，如镍的平均百分含量，如B5。l常用牌号有常用牌号有B5、B19等等 。用于在蒸汽和海水环境下工。用于在蒸汽和海水环境下工作的精密机械作的精密机械,仪表零件及冷凝器仪表零件及冷凝器,蒸馏器蒸馏器,热交换器等热交换器等. 白铜件白铜件四、白铜（四、白铜（B）l以镍为主要合金元素的铜以镍为主要合金元素的铜合金称白铜。分普通白铜合金称白铜。分普通白铜和特殊白铜。和特殊白铜。第二节第二节 铜及铜合金铜及铜合金l特殊白铜是在普通白铜基础上添加特殊白铜是在普通白铜基础上添加Zn、Mn、Al等元等元素形成的，分别称锌白

27、铜、锰白铜、铝白铜等。素形成的，分别称锌白铜、锰白铜、铝白铜等。l其耐蚀性、强度和塑性高，成本低。其耐蚀性、强度和塑性高，成本低。l常用牌号如常用牌号如BMn40-1.5(康铜康铜)、BMn43-0.5(考铜考铜)。l用于制造精密机械、仪表零件及用于制造精密机械、仪表零件及 医疗器械等。医疗器械等。康铜热偶康铜热偶白铜型材白铜型材第三节第三节 钛及钛合金钛及钛合金一、工业纯钛一、工业纯钛 纯钛密度小，熔点高。纯钛密度小，熔点高。882.5发生同素异构转发生同素异构转变变 -Ti -Ti，由体心，由体心立方立方 -Ti转变为密排六方转变为密排六方 -Ti. 纯钛比强度高，塑性、纯钛比强度高，塑性

28、、低温韧性和耐蚀性好。低温韧性和耐蚀性好。美美F-22战机约战机约36%重量的零重量的零件用钛合金制造件用钛合金制造第三节第三节 钛及钛合金钛及钛合金 纯钛主要用于纯钛主要用于 350以下工作、强度要求不高的零以下工作、强度要求不高的零件，如石油化工用热交换器、反应器，海水净化装件，如石油化工用热交换器、反应器，海水净化装置及舰船零部件。置及舰船零部件。 钛管换热器钛管换热器钛制蒸馏塔钛制蒸馏塔第三节第三节 钛及钛合金钛及钛合金二、钛合金二、钛合金 纯钛加入合金元素形成钛合金。钛合金几乎都含有纯钛加入合金元素形成钛合金。钛合金几乎都含有铝。铝能提高钛合金的强度、比强度和再结晶温度铝。铝能提高钛

29、合金的强度、比强度和再结晶温度. 按退火组织，钛合金可分按退火组织，钛合金可分为为 型钛合金、型钛合金、 型钛合金型钛合金和和 + 型钛合金三类，它型钛合金三类，它们的牌号分别用们的牌号分别用TA、TB、TC加顺序号表示加顺序号表示 。如。如TA5、TB2、TC4等。其等。其中中TA0TA3为工业纯钛。为工业纯钛。 钛合金泵钛合金泵第三节第三节 钛及钛合金钛及钛合金1、 型钛合金型钛合金 主加元素为铝，还有主加元素为铝，还有锡、硼等。锡、硼等。 不能热处理强化，通不能热处理强化，通常在退火状态下使用常在退火状态下使用,组织为单相组织为单相 固溶体固溶体. 强度低于另两类钛合强度低于另两类钛合金

30、，但高温强度、低金，但高温强度、低温韧性及耐蚀性优越温韧性及耐蚀性优越. 钛合金氢泵钛合金氢泵诱导轮诱导轮钛合金氢泵壳体钛合金氢泵壳体第三节第三节 钛及钛合金钛及钛合金 常用牌号有常用牌号有TA5、TA7等等 主要用于制造主要用于制造500以下工作的以下工作的零件，如飞机压气机叶片、导弹零件，如飞机压气机叶片、导弹的燃料罐、超音速飞机的蜗轮机的燃料罐、超音速飞机的蜗轮机匣及飞船上的高压低温容器等。匣及飞船上的高压低温容器等。 钛合金卫星框架钛合金卫星框架钛合金液下泵钛合金液下泵 -Ti合金组织合金组织第三节第三节 钛及钛合金钛及钛合金2、 型钛合金型钛合金 加入的合金元素有钼、加入的合金元素有

31、钼、铬、钒、铝等。铬、钒、铝等。 经淬火加时效处理后，经淬火加时效处理后，组织为组织为 相基体上分布着相基体上分布着细小的细小的 相粒子。相粒子。 这类合金强度高，但冶这类合金强度高，但冶炼工艺复杂，难于焊接炼工艺复杂，难于焊接,应用受到限制。应用受到限制。钛合金管钛合金管钛合金管应用钛合金管应用第三节第三节 钛及钛合金钛及钛合金 型钛合金有型钛合金有TB1、TB2两个牌号。两个牌号。 主要用于主要用于350以下工以下工作的结构件和紧固件作的结构件和紧固件,如飞机压气机叶片、如飞机压气机叶片、轴、弹簧、轮盘等。轴、弹簧、轮盘等。钛合金棒钛合金棒钛合金眼镜架钛合金眼镜架钛离心泵钛离心泵第三节第三

32、节 钛及钛合金钛及钛合金3、 + 型钛合金型钛合金 加入的合金元素有铝、钒、加入的合金元素有铝、钒、 钼钼 铬等。铬等。 可进行热处理强化，强度高，塑性好，具有良好的可进行热处理强化，强度高，塑性好，具有良好的热强性、耐蚀性和低温韧性。热强性、耐蚀性和低温韧性。钛合金列管式换热器钛合金列管式换热器第三节第三节 钛及钛合金钛及钛合金 + 型钛合金共有九个牌号，其型钛合金共有九个牌号，其中以中以TC4应用最广、用量最大，应用最广、用量最大，其经过淬火加时效处理后，组织其经过淬火加时效处理后，组织为为 + +时效析出的针状时效析出的针状 。+钛合金组织钛合金组织+钛合金组织（电镜）钛合金组织（电镜）

33、第三节第三节 钛及钛合金钛及钛合金 + 型钛合金主要用于制造型钛合金主要用于制造400以下工作的飞机以下工作的飞机压气机叶片、火箭发动机外壳、火箭和导弹的液压气机叶片、火箭发动机外壳、火箭和导弹的液氢燃料箱部件及舰船耐压壳体等氢燃料箱部件及舰船耐压壳体等. 飞机压气机叶片飞机压气机叶片第三节第三节 钛及钛合金钛及钛合金2、淬火和时效、淬火和时效 和和 + 型钛合金高温淬火，型钛合金高温淬火， 可能被过冷保留下可能被过冷保留下来，过冷来，过冷 也可能发生马氏体相变，转变为也可能发生马氏体相变，转变为 马氏马氏体（密排六方）。体（密排六方）。 过冷过冷、 相时效时发生相时效时发生 过冷过冷 + 稳

34、定稳定和和 + 稳定稳定相变，从相变，从 相中析出相中析出 相使合金相使合金强化。强化。去应力去应力450650再结晶再结晶750800三、钛合金热处理三、钛合金热处理1、退火、退火第三节第三节 钛及钛合金钛及钛合金四、钛合金的性能四、钛合金的性能 压力加工性：可采用锻造、轧制、挤压、冲压等，压力加工性：可采用锻造、轧制、挤压、冲压等，但压力加工性不如低合金钢但压力加工性不如低合金钢 超塑性：具有一定成分比例的合金在一定条件下超塑性：具有一定成分比例的合金在一定条件下表现出极高塑性的现象表现出极高塑性的现象 焊接性能：要在惰性气体保护或真空中进行焊接性能：要在惰性气体保护或真空中进行 铸造性能

35、：难熔、化学活度高，铸造须在惰性气铸造性能：难熔、化学活度高，铸造须在惰性气体或真空中进行体或真空中进行 切削加工性：导热性差、易粘刀切削加工性：导热性差、易粘刀第四节第四节 轴承合金轴承合金 制造滑动轴承的轴瓦及其内衬的耐磨合金称为轴制造滑动轴承的轴瓦及其内衬的耐磨合金称为轴承合金。滑动轴承是许多机器设备中对旋转轴起承合金。滑动轴承是许多机器设备中对旋转轴起支撑作用的重要部件，由轴承体和轴瓦两部分组支撑作用的重要部件，由轴承体和轴瓦两部分组成。成。 与滚动轴承相比滑动轴承具与滚动轴承相比滑动轴承具有承载面积大，工作平稳，有承载面积大，工作平稳，无噪音及拆装方便等优点。无噪音及拆装方便等优点。

36、 第四节第四节 轴承合金轴承合金一、组织性能要求一、组织性能要求 当轴高速旋转时，轴瓦与轴颈发生强烈摩擦，承受当轴高速旋转时，轴瓦与轴颈发生强烈摩擦，承受轴颈施加的交变载荷和冲击力。轴颈施加的交变载荷和冲击力。 对轴承合金的性能要求：对轴承合金的性能要求： 足够的强韧性，以承受轴颈施加的交变冲击载荷足够的强韧性，以承受轴颈施加的交变冲击载荷. 较小的热膨胀系数，良好的导热性和耐蚀性，以防较小的热膨胀系数，良好的导热性和耐蚀性，以防止轴与轴瓦之间咬合。止轴与轴瓦之间咬合。 较小的摩擦系数，良好的耐磨性和磨合性，以减少较小的摩擦系数，良好的耐磨性和磨合性，以减少轴颈磨损，保证轴与轴瓦良好的跑合。轴

37、颈磨损，保证轴与轴瓦良好的跑合。第四节第四节 轴承合金轴承合金 为满足上述性能要求，轴承合金的组织应是软的基为满足上述性能要求，轴承合金的组织应是软的基体上分布着硬的质点或硬的基体上分布着软的质点体上分布着硬的质点或硬的基体上分布着软的质点. 当轴旋转时，软的基体（或质点）被磨损而凹陷，当轴旋转时，软的基体（或质点）被磨损而凹陷，减少了轴颈与轴瓦的接触面积，有利于储存润滑油减少了轴颈与轴瓦的接触面积，有利于储存润滑油 和轴与轴瓦间的磨合，而和轴与轴瓦间的磨合，而硬的质点硬的质点 (基体基体)则支撑着则支撑着轴颈，起承载和耐磨作用轴颈，起承载和耐磨作用. 软基体软基体 (或质点或质点)还能起嵌还

38、能起嵌藏外来硬杂质颗粒的作用藏外来硬杂质颗粒的作用, 以避免擦伤轴颈。以避免擦伤轴颈。 第四节第四节 轴承合金轴承合金1、锡基轴承合金、锡基轴承合金 是以锡为主并加入少是以锡为主并加入少量锑、铜等元素组成量锑、铜等元素组成的合金，熔点较低，的合金，熔点较低，是软基体硬质点组织是软基体硬质点组织类型的轴承合金。类型的轴承合金。二、常用轴承合金二、常用轴承合金 工业上常用的是锡基、铅基轴承合金，又称巴氏合金工业上常用的是锡基、铅基轴承合金，又称巴氏合金 典型牌号为典型牌号为ZSnSb11Cu6。 (其组织为其组织为 基体基体+白亮块状白亮块状SnSb+星状星状Cu3Sn)ZSnSb11Cu6合金的

39、显微组织合金的显微组织 第四节第四节 轴承合金轴承合金 锡基轴承合金具有锡基轴承合金具有较高的耐磨性、导较高的耐磨性、导热性、耐蚀性和嵌热性、耐蚀性和嵌藏性，摩擦系数和藏性，摩擦系数和热膨胀系数小，但热膨胀系数小，但疲劳强度较低，工疲劳强度较低，工作温度不超过作温度不超过 150 ，价格高。，价格高。巴氏合金轴瓦巴氏合金轴瓦 广泛用于重型动力机械，如气轮机、涡轮机和内燃广泛用于重型动力机械，如气轮机、涡轮机和内燃机等大型机器的高速轴瓦。机等大型机器的高速轴瓦。 第四节第四节 轴承合金轴承合金2、铅基轴承合金、铅基轴承合金 是以铅为主加入少是以铅为主加入少量锑、锡、铜等元量锑、锡、铜等元素的合金

40、，也是软素的合金，也是软基体硬质点型轴承基体硬质点型轴承合金。合金。 典型牌号为典型牌号为ZPbSb16Sn16Cu2ZPbSb16Sn16Cu2合金的显微组织合金的显微组织( + )共晶基体共晶基体+方块状方块状SnSb+针状针状Cu3Sn 第四节第四节 轴承合金轴承合金 铅基轴承合金的强度、硬度、耐蚀性和导热性都不铅基轴承合金的强度、硬度、耐蚀性和导热性都不如锡基轴承合金，但其成本低，高温强度好，有自如锡基轴承合金，但其成本低，高温强度好，有自润滑性。润滑性。 常用于低速常用于低速、低载条件、低载条件下工作的设下工作的设备备,如汽车、如汽车、拖拉机曲轴拖拉机曲轴的轴承等。的轴承等。 内燃机

41、轴瓦内燃机轴瓦第四节第四节 轴承合金轴承合金 锡基和铅基轴承合金强度比较低，为提高其承载锡基和铅基轴承合金强度比较低，为提高其承载能力和使用寿命，生产上常采用离心浇注法，将能力和使用寿命，生产上常采用离心浇注法，将它们镶铸在低碳钢轴瓦上，形成一层薄而均匀的它们镶铸在低碳钢轴瓦上，形成一层薄而均匀的内衬，成为双金属轴承。内衬，成为双金属轴承。表面保护层表面保护层 减磨层减磨层 镍栅层镍栅层 轴承合金轴承合金 衬背衬背 第五节第五节 镁及镁合金镁及镁合金一、纯镁一、纯镁 Mg具有密排六方结构（致密度与面心立方相具有密排六方结构（致密度与面心立方相同），同），T熔熔=651，比重，比重1.74g/cm3 较小，比较小，比热和热膨胀系数热和热膨胀系数 弹性模量弹性模量 Mg室温