机械工程材料 第7、8、9章 有色金属 非金属 工程材料的选用.ppt

1、第七章有色金属和粉末冶金材料，铝和铝合金，铜和铜合金轴承合金，粉末冶金，七、有色金属。在工业生产中，有色金属及其合金通常被称为有色金属。铝及其合金，纯铝具有银色金属光泽、低密度、低熔点(660.4)和优异的导电性和导热性。耐大气腐蚀，易于加工成型，无磁性。机翼由铝合金制成，铝和铝合金，7-1、和铝合金都具有高强度和纯铝的优良特性。铝合金中经常添加的元素主要有铜、锰、硅、镁、锌等。此外还有铬、镍、钛、锆等辅助元素。铝及铝合金，7-1、品牌表示：防锈铝合金：LF系列号硬质铝合金：LY系列号超硬铝合金：LC系列号锻造铝合金：LD系列号，铝及铝合金，7-1、美国F-117隐形战斗机(洛克希德)(使用的

2、材料大部分是铝合金)，铝及铝合金，7-1、纯铜具有优异的导电性和导热性，在大气、淡水和冷凝水中具有良好的耐腐蚀性和塑性。铜和铜合金，7-2，铜合金中经常添加锌、锡、铝、锰、镍、铁、铍、钛、锆、铬等元素。这不仅提高了强度，而且保持了纯铜的特性。铜合金可分为黄铜、白铜和青铜。铜和铜合金，7-2，黄铜以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。铜和铜合金，7-2、黄铜具有良好的塑性，适用于制造冷变形零件，如外壳和冷凝管。汽车油泵衬套，铜及铜合金，7-2，具有高耐腐蚀性和优异的冷热加工性能。用于精密机械、仪器零件、冷凝器、蒸馏器、热交换器等。在蒸汽和海水环境中工作，以镍为主要合金元素的铜合金，铜和铜合金，7-

3、2，青铜除黄铜和白铜外，其他铜合金也是常用的青铜：锡青铜，铝青铜，铍青铜，硅青铜和铅青铜。青铜制品，铜及铜合金，7-2、1、锡青铜，以锡为主要成分的铜合金，其含锡量一般为314%。锡青铜具有良好的机械性能、铸造性能、耐腐蚀性和减摩性，用于制造耐磨和耐腐蚀零件，如蜗轮和轴瓦。锡青铜锭，铜及铜合金，7-2、2，铝青铜，以铝为主要元素的铜合金，铝含量为51.1%。强度、硬度、耐磨性、耐热性和耐腐蚀性均高于黄铜和锡青铜，铸造性能好，但焊接性能差。用于制造船舶、飞机和仪器的高强度、耐磨和耐腐蚀零件，如齿轮、轴承、蜗轮、轴套和螺旋桨。铜及铜合金，7-2，3，铍青铜，以铍为主要元素的铜合金，铍含量为1.72

4、.5%。它具有高强度、弹性极限、耐磨性、耐腐蚀性、良好的导电性、导热性、冷热加工和铸造性能，但价格较贵。铍青铜产品、铜和铜合金、7-2、轴承合金、制造滑动轴承衬套和衬里的耐磨合金。轴承合金7-3、1、锡基轴承合金是一种主要由锡和少量锑和铜组成的合金，具有低熔点。ZSnSb11Cu6合金、轴承合金、7-3、锡基轴承合金具有高耐磨性、导热性、耐腐蚀性、嵌入性、小摩擦系数和热膨胀系数，但疲劳强度低，工作温度低于150且价格高。巴氏合金轴瓦广泛应用于重型动力机械的高速轴瓦，如燃气轮机、涡轮、内燃机等大型机械。轴承合金7-3、2、铅基轴承合金是一种主要由铅和少量锑、锡、铜等元素组成的合金。ZPbSb16

5、Sn16Cu2合金()共晶基体块SnSb针状Cu3Sn，轴承合金，7-3，铅基轴承合金在强度、硬度、耐蚀性和导热性方面不如锡基轴承合金，但其成本低，高温强度和自润滑性好。通常用于低速和低负载设备，例如轴承合金，7-3，粉末冶金材料*，7-4，硬质合金(工具，模具，测量工具)，粉末冶金结构材料，粉末冶金摩擦材料，8，EIGH，第8章，聚合物材料，陶瓷材料，复合材料，塑料，橡胶陶瓷，金刚石超导，纳米复合材料，工程塑料聚合物材料，8-1，8-1，8-1，8-1，8-1，8-1，8-1，8-1，8-1，橡胶，弹性，绝缘，室温下不透水不透气天然橡胶是通过提取树胶制成的通过聚合获得的合成橡胶是一种具有可逆

6、变形的高弹性聚合物材料。橡胶产品广泛应用于工业或生活的各个方面。高分子材料，8-1，高分子材料，8-1，陶瓷，普通陶瓷：由粘土，应时等天然材料，粉碎和烧结，日用品，高低压电器等。特种陶瓷：由氧化铝、氮化硅、氮化硼等制成。在化学工业、冶金、能源、电子、机械等一些新技术中。如机械动密封中的动环和静环。(也用于空间技术和军事技术)、陶瓷材料、8-2、陶瓷材料、8-2、新型功能陶瓷材料：导电陶瓷、压电陶瓷、磁性陶瓷和光学陶瓷。陶瓷材料、8-2、由两种或多种具有不同化学性质或不同组织结构的材料通过一定工艺组成的多相合成材料。它具有各种材料的特点和优点。复合材料，复合材料，8-3，复合材料，8-3，复合材

7、料，8-3，新工程材料，金刚石材料，超导材料，纳米材料，石墨烯记忆合金，储氢材料，非晶合金和微晶合金(金属玻璃，增强纤维)，超高温和超低温材料，超硬材料，膨胀。新材料介绍，8-4，钻石材料：钻石是一种简单的碳物质，而纯钻石是无色、透明的八面体固体。经过加工和思考，它是耀眼的，有光泽的，可以作为DIA。加工前后，钻石是自然界中最坚硬的物质。新材料介绍，8-4。玻璃切割机上的钻石可以切割玻璃。新材料介绍，8-4。1。在稳定的金刚石热力学条件下，在催化剂的参与下，在恒定的超高压和高温下，用静压催化剂合成金刚石的方法。2.动压爆炸法，其温度条件与无催化剂的静压法相似(压力一般在20Gpa以上)，但产生

8、高温和高压的方法不同，用炸药代替压力机。3.亚稳态生长法在亚稳态压力和温度条件下生长金刚石的方法。这种方法不需要高压，通常在常压或负压(真空)下进行。单晶金刚石的制造技术，新材料的引进，8-4，人造多晶金刚石(PCD)，在高温(约1800)和高压(5-6MPa)下，大理石锯片用钴和其他金属粘合剂将多晶金刚石研磨成许多粉末，其硬度略低于单晶金刚石。与天然金刚石相比，PCD刀具具有更高的抗冲击性和抗振性，适用于加工有色金属，如铝、铜、金、银、铂及其合金、高硅铝合金、陶瓷、碳纤维、橡胶、塑料等。像天然金刚石一样，它不适合加工钢和铸铁(金刚石和铁之间的亲和力太强)。新材料介绍，8-4、超导材料：190

9、8年，荷兰科学家昂纳斯成功地制备了液氮，并获得了4.2K的低温。1911年，他发现汞的电阻突然下降到0，接近4.2K(-269)，这与正常金属电阻随温度的变化规律大不相同。这种零电阻现象被称为超导。超导状态的另一个现象是抗磁性！磁悬浮可以通过使用它来实现。磁铁放在超导圆盘上，超导圆盘排斥磁感应线，导致悬浮状态。在工程技术上，磁悬浮列车可以实现500公里/小时的速度。(西南交通大学于1994年成功研制出超导磁悬浮列车)，新材料导论，8-4，新材料导论，8-4，纳米材料是指由粒径小于100纳米(0.1-100纳米)的超细颗粒组成的具有小尺寸效应的零维、一维、二维和三维材料。由于纳米材料特殊的光、电

10、、磁、热、机械和机械性能，纳米技术迅速渗透到各个领域。新材料导论，8-4，新材料导论，8-4，石墨烯具有优异的光学、电学和力学性能，在材料科学、微纳米加工、能源、生物医学和药物传递等领域具有重要的应用前景，被认为是未来的革命性材料。英国曼彻斯特大学的物理学家安德烈甘和康斯坦丁诺沃肖洛夫利用微机械剥离法成功地将石墨烯与石墨分离，共同获得了2010年诺贝尔物理学奖。2018年3月31日，中国第一条石墨烯有机太阳能光电器件全自动生产线在山东省菏泽市启动。本项目主要生产能够在弱光下发电的石墨烯有机太阳能电池，解决了三大太阳能发电问题：应用局限性、角度敏感性和建模困难。一种六方二维碳纳米材料，在sp杂化

11、轨道上具有由碳原子组成的蜂窝状网格。新材料介绍，8-4、石墨烯的应用：电化学传感器：检测多巴胺和葡萄糖等晶体管：与硅相比，它具有很高的稳定性。甚高工作频率柔性显示新能源电池：解决新能源汽车电池容量不足、充电时间长的问题。海水淡化：石墨烯薄膜海水淡化储氢材料：重量轻，化学稳定性高，比表面积高航空航天：高导电性，高强度，超薄感光元件：显示器，卫星成像，照相机，手机复合材料：石墨烯纳米材料，石墨烯碳纤维材料生物学：加速人骨髓间充质干细胞成骨分化，新材料介绍，8-4，9，9，第9章，工程材料选择，典型零件材料选择，失效零件，9-1，1。失败及其形式1。骨折2。过度变形3。表面损伤。2.失败原因1。不合

12、理的设计。材料选择不合理。加工工艺不当。安装和使用不正确。材料选择的原则、方法和步骤。首先，材料选择的可用性原则在机械设计工作中，选择零件材料的主要依据是：零件的工作条件和预期寿命。从零件的工作条件和预期寿命中找出对材料机械性能的要求，这就是选材切削性能的选材技术原则对于许多零件来说，毛坯需要在成形后进行切削。选择材料时应考虑可加工性，以达到零件所需的表面粗糙度和尺寸精度。热处理性能重要的零件应进行热处理，在选择材料时应考虑材料的热处理性能。例如，零件的整个截面都需要淬火，所以在选择材料时，必须选择淬透性好的材料；成型工艺性能(铸造、锻造、焊接等)所有材料都需要成型才能成为零件，因此材料满足成型工艺性能非常重要。材料选择的原则、方法和步骤，9-2、3。选材的经