第08章 有色金属及其合金

第八章有色金属及其合金8.1铝及铝合金8.2铜及铜合金8.3钛及钛合金8.4轴承合金第八章有色金属及其合金熔点660℃，密度2.7g/cm3，比强度高。导电导热性好，耐大气腐蚀。切削性好，塑性好、可冷成型。铸Al合金的铸造性能好。Al及Al合金的特点工业纯铝——

L1～L5，做散热器、器皿等。力学性能

σb

=80~100MPa

δ=30~50%1．纯铝2．铝合金（1）分类和强化分类——变形铝合金、铸造铝合金强化方法固溶、冷变形、时效强化-CuAl2时效强化——淬火后合金强硬度随时间延长而显著升高时效工艺

固溶处理（水冷淬火）→过饱和固溶体时效过程——过饱和固溶体分解，析出强化相。

自然时效——在室温长时间停留，如，数天。

人工时效——加热至100~200℃，保温一定时间。时效效果——时效温度高，则速度快，但强化效果小。合金类别代号主要化学成分,%热处理机械性能CuMgMn其它σb

MPa

%HB防锈铝LF54.5~5.50.3~0.6退火2702370LF114.8~5.50.3~0.6V0.02~0.22702370LF211.0~1.61302330硬铝LY12.2~3.00.2~0.5固溶处理+自然时效3002470LY113.8~4.80.4~0.80.4~0.842018100LY123.8~4.91.2~1.80.3~0.948011131超硬铝LC41.4~2.01.8~2.80.2~0.6Zn5.0~7.0固溶处理+人工时效60012150LC62.2~2.82.5~3.20.2~.5Zn7.6~8.66807190锻铝LD51.8~2.60.4~0.80.4~0.8Si0.7~1.242013105LD71.9~2.51.4~1.8Ni1~1.5Fe1.0~1.544013120LD103.9~4.80.4~0..80.4~1.0Si0.5~1.248010135（２）变形铝合金

防锈铝——LF，不可热处理强化，做油箱、油管、铆钉。

硬铝——LY，做螺旋桨叶片、支柱。

超硬铝——LC，做飞机大梁、起落架。

锻铝——LD，做锻件、模锻件。合金代号主

要化学成分,%机

械性能SiCuMg铸造方法热处理bMPa%HB铝硅ZL1016.0~8.00.2~0.4SBT6230170ZL10210~13SBJT2T2143153425050ZL1104.0~6.05.0~8.00.2~0.5JT1170－90铝铜ZL2034.0~5.0JT4210660铝镁ZL3019.5~11.5ST4280920铝锌ZL4026.0~8.0Zn5~70.4~0.7JT1240470铸造方法：SB——砂型变质；J——金属砂；S——砂型热处理：T1——不淬火，人工时效；T2——退火；T4——淬火+自然时效；T6——淬火+人工时效（3）铸造铝合金Al-Si合金（硅铝明）——铸造性好（熔点低、流动性好、收缩小）。铸造铝合金的应用

8.2铜及铜合金1．纯铜2．铜合金熔点1083℃，密度8.9g/cm3。导电导热性仅次于Ag。耐大气、水腐蚀。切削性好，塑性好，可冷、热成形。铸Cu合金的铸造性能好。Cu及Cu合金的特点1．纯铜——紫铜（紫红色）工业纯铜——T1~T4，做电导体。力学性能

σb=230~250MPa

δ=40~50%纯铜管2．铜合金（１）黄铜——Cu-Zn系合金普通黄铜——Cu-Zn合金

单相黄铜——如H80，含80%Cu，单相α，塑性好，可冷成型。

双相黄铜——如H62，α+β，可热变形。

铸造黄铜——如ZCuZn38，含38%Zn。组织代号化学成分,%机械性能CuZn加工

状态bMPa%HBH9695~97余量退火25035－H8079~81余量退火27050－H6867~70余量退火30040－H5957~60余量退火变形300420255－103牌号、性能

(a)单相黄铜α

Cu-Zn合金的显微组织(b)双相黄铜α+β’复杂黄铜——改善Cu-Zn合金的耐蚀性、机械性能。组

别代

号主要化学成分,%机械性能(变形)Cu其它bMPa%HBPb黄铜HPb63-3HPb60-162.0~65.059.0~61.0Pb2.4~3.0Pb0.6~1.060061054－－Sn黄铜HSn90-1HSn62-188.0~91.061.0~63.0Sn0.25~0.75Sn0.7~1.152070054148－Al黄铜HAl77-276.0~79.0Al1.8~2.665012170Si黄铜HSi65-1.5-363.5~66.5Si1.0~2.0Pb2.5~3.56008160Mn黄铜Fe黄铜HMn58-2HFe59-1-157.0~60.057.0~60.0Mn1.0~1.2Fe0.6~1.27007001010175160Ni黄铜HNi65-564.0~67.0Ni5.0~6.57004－黄铜制品（2）青铜——Cu-Sn、Cu-Al、Cu-Be系等合金。压力加工青铜

Sn青铜——如QSn4-3，含4%Sn、3%Zn，其余为Cu。做轴承、弹簧等。

Al青铜——如QAl10-3-1.5，做耐蚀、抗磨的齿轮、轴套等。

Be青铜——如QBe2，做弹簧，高速轴承等。铸造青铜——如Sn青铜，ZCuSn10Zn2。（3）白铜——Cu-Ni系合金如，B19，含19%Ni的普通白铜，做船舶仪器零件等。8.3钛及钛合金特性——强度、塑性、比强度高，耐蚀、耐热、耐低温。１．纯钛银白色，熔点1680℃，密度4.54g/cm3。

同素异构转变——882℃时，密排六方α-Ti←→β-Ti（体心立方）。牌号——工业纯钛TA1～TA3钛飞船2．钛合金TC4时效后的组织：

块状α＋β基体＋针状αα-Ti合金可变形强化，如TA7（Ti-5Al-2.5Sn）β–Ti合金可时效强化，TB1（Ti-3Al-13V-11Cr）（α+β）-Ti合金可时效强化，TC4（Ti-6Al-4V）热处理退火——650～850℃（再结晶）

450～650℃（去应力）淬火+时效处理8.4轴承合金滑动轴承中的轴瓦及内衬的材料

工作条件——冲击、交变载荷，轴颈压力、摩擦。性能

强硬度、塑韧性好，与轴的磨合能力、减摩性好。导热、抗蚀性好。轴瓦Sn基轴承合金

ZChSnSb11-6（含11%Sb，6%Cu）。

α软基体+硬质点（白方块是β-SnSb

＋白针状Cu6Sn5

）Pb基轴承合金

ZChPbSb16-16-2

(α＋β)共晶软基体+硬质点ZChSnSb11-6的组织，×100Cu基轴承合金——做大载荷、高速轴承。

Pb青铜，ZQPb30，Cu硬