09--《工程材料》第九章

1、主编：东南大学 戴枝荣 张远明 主讲：张 建学时：54 工工 程程 材材 料料（工程材料及机械制造基础（工程材料及机械制造基础）第一节第一节 铝及其合金铝及其合金表 铝合金的分类及性能特点 铝及其合金的牌号：铝及其合金的牌号：1.1.纯铝：采用四位字符牌号，用纯铝：采用四位字符牌号，用1 1表示。表示。 第一位数字第一位数字“1”1”表示为纯铝；第二位字母表示为纯铝；第二位字母“A”A” 表示原始纯铝表示原始纯铝“B BY Y”表示改型情况；最后表示改型情况；最后两两 位数字表示铝的最低百分含量，如位数字表示铝的最低百分含量，如1A351A35。2.2.变形铝合金：采用四位字符牌号，用变形铝合

2、金：采用四位字符牌号，用2 2 8 8系列表示。系列表示。 第一位数字：铝合金的组别；第一位数字：铝合金的组别； 第二第二 位字母：原始合金的改型情况，位字母：原始合金的改型情况，“A”A” 表示原始合金，表示原始合金，B BY Y为原始合金的改为原始合金的改 型合金。最后两位数字：区分同一组型合金。最后两位数字：区分同一组 中不同的铝合金。例：中不同的铝合金。例：5A025A02。备用合金组备用合金组3.3.铸造铝合金：用铸造铝合金：用“Z+AlZ+Al+ +元素符号元素符号+ +数字数字”表示。数字表示。数字 是合金元素百分含量。例：是合金元素百分含量。例：ZAlSi9MgZAlSi9Mg

3、。铝及其合金铝及其合金代号：代号是旧标准使用的牌号。代号：代号是旧标准使用的牌号。1.1.纯铝：用纯铝：用“L+L+数字数字”表示。如前所示。表示。如前所示。2.2.变形铝合金：用变形铝合金：用“L+L+字母字母+ +数字数字”表示。字母表示类表示。字母表示类 型，型，“F”F”为防锈铝合金，为防锈铝合金，“A”A”为硬铝为硬铝合合 金，金，“C”C”为超硬铝合金，为超硬铝合金，“D”D”为锻造为锻造铝铝 合金；数字表示同类型的不同合金。合金；数字表示同类型的不同合金。3.3.铸造铝合金：铸造铝合金：用用“ZL +ZL +三位数字表示。第一个数字表三位数字表示。第一个数字表 示合金系列，其中示

4、合金系列，其中1,2,3,41,2,3,4分别表示铝分别表示铝 硅、铝铜、铝镁、铝锌系列合金，后面硅、铝铜、铝镁、铝锌系列合金，后面 第二、三个数字表示顺序号。优质合金第二、三个数字表示顺序号。优质合金 在数字后面附加字母在数字后面附加字母“A.A.新 牌 号旧 牌 号新 牌 号旧 牌 号新 牌 号旧 牌 号1A99原LG52B12原LY930031A97原LG42A13原LY1331031A952A14原LD1030041A93原LG32A16原LY1630051A90原LG22B16曾用Ly16-131051A85原LG12A17原LY174A01原LT110802A20曾用LY204A1

5、1原LD111080A2A21曾用2144A13原LT1310702A25曾用2254A17原LT171070A代L12A49曾用149400413702A50原LD540321060代L22B50原LD6404310502A70原LD74043A1050A代L32B70 曾用LD7140471A50原LB22A80原LD84047A13502A90原LD95A01曾用2101、L02原LF21035代L420115A03原LF31A30原L4120145A05原LF51100代LF512014A5B05原LF101200代L522145A06原LF612352017

6、5B06原LF142A01原LY12017A5A12原LF122A02原LY221175A13 原LF132A04原LY422185A30曾用2103、LF162A06原LY626185A33原LF332A10原LY10 2219曾用LY19、1475A41原LT412A11原LY1120245A43原LF432B11原LY821245A66原LT662A12原LY123A21原LF21500550196B02原LD217A09原LC950506A51曾用6517A10原LC10525161017A15曾用LC15 7A19曾用919、LC19515460057A31

7、曾用183-15154A 6005A7A33曾用LB73354546351 7A52曾用LC52、521055546060 7003原LC1257546061原LD307005 5056 原LF516063原LD31702053566063A70225456 6070原LD22 705050826181 7075 518260827475 5083原LF47A01原LB18A06原L651837A03 原LC3 8011曾用LT9850867A04原LC480906A02原LD27A05曾用705类别类别牌号牌号代号代号（%）处理处理状态状态力学性能力学性能用途举例用途举例CuMgMnZn其它

8、其它b/MPa（%）HBS不不能能热热处处理理强强化化防防锈锈铝铝合合金金5A05LF50.14.85.50.30.60.2Si0.5Fe0.5.M2802070焊接油箱、油管、焊焊接油箱、油管、焊条、铆钉以及中等载条、铆钉以及中等载荷零件及制品荷零件及制品3A21LF210.20.051.01.60.1Si0.6Ti0.15Fe0.7.M1302030焊接油箱、油管、焊焊接油箱、油管、焊条、铆钉以及轻载荷条、铆钉以及轻载荷零件及制品零件及制品类别牌号代号化学成分（%）处理状态力学性能用途举例CuMgMnZn其它b/MPa（%）HBS能热处理强化的铝合金硬铝合金2A01LY12.23.00.2

9、0.50.20.1Si0.5Ti0.15Fe0.5线材CZ3002470工作温度不超过100的结构用中等强度铆钉2A11LY113.84.80.40.80.40.80.3Si0.7Fe0.7Ni0.1Ti0.15板材CZ42018100中等强度结构零件，如骨架、模锻的固定接头、支柱、螺旋浆叶片、局部镦粗的零件、螺栓和铆钉2A12LY123.84.91.21.80.30.90.3Si0.5Ni0.1Ti0.15Fe0.5.板材CZ47017105高强度结构零件，如骨架、蒙皮、隔框、肋、梁、铆钉等150以下工作的零件超硬铝合金7A04LC41.42.01.82.80.20.65.07.0Si0.5

10、 ；Fe0.5.Cr0.10.25CS60012150结构中主要受力件，如飞机大梁、桁架、加强框、蒙皮、接头及起落架锻铝合金2A50LD51.82.60.40.80.40.80.3Si0.71.2CS42013105形状复杂中等强度的锻件及模锻件2A70LD71.92.51.41.80.20.3Ti0.020.1Ni0.91.5Fe0.91.5CS41513120内燃机活塞、高温下工作的复杂锻件、板材，可作高温下工作的结构件 类别牌号代号用 途铝硅合金ZAlSi7MgZL101形状复杂的零件，如飞机、仪器零件等ZAlSi12ZL102仪表、抽水机壳体等外型复杂件ZAlSi9MgZL104形状复

11、杂工作温度为200以下的零件，如电动机壳体、汽缸体等ZAlSi5Cu1MgZL105形状复杂工作温度为250以下的零件，如风冷发动机气缸头、机匣、油泵壳体等ZL107强度和硬度较高的零件ZAlSi12Cu1Mg1Ni1ZL109较高温度下工作的零件，如活塞等ZL110活塞及高温下工作的零件铝铜合金ZalCu5MnZL201砂型铸造工作温度为175300的零件，如内燃机气缸头、活塞等ZalCu10ZL202高温下工作不受冲击的零件ZL203中等载荷、形状比较简单的零件铝镁合金ZAlMg10ZL301大气或海水中工作的零件，承受冲击载荷、外形不太复杂的零件，如舰船配件、氨用泵体等ZL302ZAlM

12、g5Si1ZL303铝锌合金ZalZn11Si7ZL401结构形状复杂的汽车、飞机、仪器仪表零件，也可制造日用品ZalZn6MgZL402表表 常用铸造铝合金牌号及用途常用铸造铝合金牌号及用途铜及铜合金的特性铜及铜合金的特性: :优异的物理、化学性能优异的物理、化学性能 纯铜导电性、导热性极佳，铜合金纯铜导电性、导热性极佳，铜合金 的导电、导热性也很好。铜及铜合金对大气和水的抗蚀能力的导电、导热性也很好。铜及铜合金对大气和水的抗蚀能力 很高。铜是抗磁性物质。很高。铜是抗磁性物质。良好的加工性能良好的加工性能 铜及其某些合金塑性很好；容易冷、热成铜及其某些合金塑性很好；容易冷、热成 形；铸造铜合

13、金有很好的铸造性能。形；铸造铜合金有很好的铸造性能。某些特殊机械性能某些特殊机械性能 例如优良的减磨性和耐磨性（如青铜及例如优良的减磨性和耐磨性（如青铜及 部分黄铜），高的弹性极限和疲劳极限（如铍青铜等）。部分黄铜），高的弹性极限和疲劳极限（如铍青铜等）。色泽美观色泽美观 铜及铜合金在电气工业、仪表工业、造船工业及铜及铜合金在电气工业、仪表工业、造船工业及 机械制造工业部门中获得了广泛的应用。机械制造工业部门中获得了广泛的应用。铜的储量较小，价格较贵，属于应节约使用的材料，只有在铜的储量较小，价格较贵，属于应节约使用的材料，只有在 特殊需要的情况下，例如要求有特殊的磁性、耐蚀性、加工特殊需要的

14、情况下，例如要求有特殊的磁性、耐蚀性、加工 性能、机械性能以及特殊的外观等条件下，才考虑使用。性能、机械性能以及特殊的外观等条件下，才考虑使用。牌号代号纯度()杂质()杂质总量()用 途BiPb一号铜T199.950.0020.0050.05导电材料和配制高纯度合金二号铜T299.900.0020.0050.1导电材料，制作电线、电缆等三号铜T399.700.0020.010.3铜材、电气开关、垫圈、铆钉、油管等四号铜T499.500.0030.050.5铜材、电气开关、垫圈、铆钉、油管等表表 工业纯铜的牌号、成分及用途工业纯铜的牌号、成分及用途Cu-ZnCu-Zn合金相图合金相图图图 单相黄

15、铜的显微组织单相黄铜的显微组织 图图 双相黄铜的显微组织双相黄铜的显微组织牌 号用 途H96冷凝管、散热器及导电零件等H90奖章、供水及排水管等H80薄壁管、造纸网、波纹管、装饰品、建筑用品等H70弹壳、造纸、机械及电气零件H68形状复杂的冷、深冲压件、散热器外壳及导管等H62、H59机械、电气零件，铆钉、螺冒、垫圈、散热器及焊接件、冲压件类 别牌 号用 途铅黄铜HPb63-3钟表、汽车、拖拉机及一般机器零件HPb59-1适于热冲压及切削加工零件，如销子、螺钉、垫圈等铝黄铜Hal77-2海船冷凝器管及耐蚀零件Hal60-1-1齿轮、蜗轮、轴及耐蚀零件Hal59-3-2船舶、电机、化工机械等常温

16、下工作的高强度耐蚀零件硅黄铜Hsi80-3耐磨锡青铜的代用材料，船舶及化工机械零件锰黄铜HMn58-2船舶零件及轴承等耐磨零件铁黄铜Hfe59-1-1摩擦及海水腐蚀下工作的零件锡黄铜HSn90-1汽车、拖拉机弹性套管HSn62-1船舶零件镍黄铜Hni65-5压力计管、船舶用冷凝管、电机零件类 别牌 号用 途硅黄铜ZCuZn16Si4接触海水工作的配件以及水泵、叶轮和在空气、淡水、油、燃料以及工作压力在4.5Mpa，工作温度在225以下蒸汽中工作的零件铅黄铜ZCuZn40Pb2一般用途的耐磨、耐蚀零件，如轴套、齿轮等铝黄铜ZCuZn25Al6Fe3Mn3高强度、耐磨件，如桥梁支承板、螺母、螺杆、

17、滑块和蜗轮等ZCuZn31Al2压力铸造件，如电机、仪表等以及造船和机械制造中的耐蚀零件锰黄铜ZCuZn40Mn3Fe1耐海水腐蚀零件，以及300以下工作的管件，船舶用螺旋桨等大型铸件ZCuZn40Mn2在空气、淡水、海水、蒸汽（300）和各种液体、燃料中工作的零件表表 铸造黄铜牌号及用途铸造黄铜牌号及用途Cu-SnCu-Sn合金相图合金相图 锡青铜组织和力学性能与含锡量的关系锡青铜组织和力学性能与含锡量的关系类别类别代号（或牌号）代号（或牌号）用用 途途压力压力加工加工锡青锡青铜铜QSn4-3QSn4-3弹性元件、化工机械耐磨零件和抗磁零件弹性元件、化工机械耐磨零件和抗磁零件QSn6.5-0

18、.1QSn6.5-0.1精密仪器中的耐磨零件和抗磁元件，弹簧精密仪器中的耐磨零件和抗磁元件，弹簧QSn4-4-2.5QSn4-4-2.5飞机、汽车、拖拉机用轴承和轴套的衬垫飞机、汽车、拖拉机用轴承和轴套的衬垫铸造铸造锡青锡青铜铜ZCuSn10Zn2ZCuSn10Zn2在中等及较高载荷下工作的重要管配件，阀、泵在中等及较高载荷下工作的重要管配件，阀、泵体等体等ZCuSn10P1ZCuSn10P1重要的轴瓦、齿轮、连杆和轴套等重要的轴瓦、齿轮、连杆和轴套等特特殊无殊无青锡青锡铜青铜青铜铜ZCuAl10Fe3ZCuAl10Fe3重要的耐磨、耐蚀重型铸件，如轴套、蜗轮等重要的耐磨、耐蚀重型铸件，如轴套

19、、蜗轮等ZCuAl9Mn2ZCuAl9Mn2形状简单的大型铸件，如衬套、齿轮、轴承形状简单的大型铸件，如衬套、齿轮、轴承QBe2QBe2重要仪表的弹簧、齿轮等重要仪表的弹簧、齿轮等ZCuPb30ZCuPb30高速双金属轴瓦、减摩零件等高速双金属轴瓦、减摩零件等表表 常用青铜的牌号及用途常用青铜的牌号及用途类别代号（%）力学性能用途举例主加元素其它b/MPa（%）HBS锡 青 铜QSn4-3Sn3.54.5Zn2.73.3杂质总和0.2、Cu余量5504160弹性元件，化工机械耐磨零件和抗磁零件QSn6.5-0.1Sn6.07.0Zn 0.3P0.10.25Cu余量杂质总和0.175010160

20、200弹簧接触片，精密仪器中的耐磨零件和抗磁零件铝 青 铜QAl9-2Al8.010.0Mn1.52.5Zn1.0杂质总和1.7Cu余量70045160200海轮上的零件，250以下工作的管配件和零件QAl10-3-1.5Al8.510.0Fe 2.04.0Mn1.02.0杂质总和0.75Cu余量800912160200船舶用高强度耐蚀零件，如齿轮、轴承硅 青 铜QSi3-1Si2. 73.5Mn1.01.5Zn 0.5, Fe0.3, Sn0.25杂质总和1.1,Cu余量70015180弹簧、耐蚀零件以及蜗轮、蜗杆、齿轮、制动杆等QSi1-3Si0. 61.1Ni2. 43.4Mn0.10.

21、4杂质总和0.5Cu余量6008150200发动机和机械制造中的机构件，300以下工作的摩擦零件铍青铜QBe2Be1.82.1Ni0.20.5杂质总和0.5，Cu余量125024330重要的弹簧和弹性元件，耐磨零件以及高压、高速、高温轴承类类 别别牌牌 号号用用 途途普通白铜普通白铜B30B30、 B19B19、 B5B5船舶仪器零件，化工机械零件船舶仪器零件，化工机械零件锌白铜锌白铜BZn15-20BZn15-20潮湿条件下和强腐蚀介质中工作的仪表零件潮湿条件下和强腐蚀介质中工作的仪表零件锰白铜锰白铜BMn3-12BMn3-12主要用途的弹簧主要用途的弹簧BMn40-1.5BMn40-1.5

22、热电偶丝热电偶丝第三节第三节 钛及其合金钛及其合金3/cmg4.54类别类别牌号牌号成成 分分用用 途途工业工业纯钛纯钛TA1TA1Ti(Ti(杂质极微杂质极微) )在在350350以下工作、强度要求不高的零件以下工作、强度要求不高的零件TA2TA2Ti(Ti(杂质微杂质微) )TA3TA3Ti(Ti(杂质微杂质微) )表表 工业纯钛的牌号及用途工业纯钛的牌号及用途典型牌号：典型牌号：TC4TC4，成分为，成分为Ti-6Al-4VTi-6Al-4V，经淬火及时效处，经淬火及时效处 理后，显微组织为块状理后，显微组织为块状+ + +针状针状。其。其 中针状中针状是时效过程中从相中析出的。是时效过

23、程中从相中析出的。应用：由于强度高，塑性好，在应用：由于强度高，塑性好，在400400时组织稳定，时组织稳定， 蠕变强度较高，低温时有良好的韧性，并有良蠕变强度较高，低温时有良好的韧性，并有良 好的抗海水应力腐蚀及抗热盐应力腐蚀的能力好的抗海水应力腐蚀及抗热盐应力腐蚀的能力, , 所以适于制造在所以适于制造在400400以下长期工作的零件，以下长期工作的零件， 要求一定高温强度的发动机零件，以及在低温要求一定高温强度的发动机零件，以及在低温 下使用的火箭、导弹的液氢燃料箱部件等。下使用的火箭、导弹的液氢燃料箱部件等。第四节第四节 镁及其合金镁及其合金牌号牌号抗拉强度（抗拉强度（MpaMpa）伸长率伸长率用用 途途ZM1ZM12352355 5飞机轮毂、支架等抗冲击件飞机轮毂、支架等抗冲击件ZM2ZM21851852.52.5200200以下工作的发动机零件等