第3章 非铁金属材料及其应用.ppt

1、第三章 非铁金属材料及其应用,铝及铝合金 铜及铜合金 轴承合金 硬质合金与粉末冶金,第一节 铝及其合金,密度2.7g/cm3，熔点660， 导电、导热性好。 抗氧化，易加工。 b 80100 MPa，50 % 应用 散热器、器皿等。,一、纯铝,二、铝合金的分类,变形Al合金、铸造Al合金,-CuAl2,三、铝合金的热处理,1退火 200300 去应力 350450 再结晶软化,2固溶时效处理 固溶处理： 水冷淬火 过饱和固溶体,时效处理： 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100200，保温一定时间。,时效强化 淬火后合金强硬度随时间延长而

2、显著升高,效果 时效温度高，则速度快，但强化效果小。,四、变形铝合金,应用,超硬铝 飞机大梁、起落架。,锻铝 锻件、飞机蒙皮。,应用,五、铸造铝合金,1、Al-Si 合金, 铸造性好（熔点低、流动性好、收缩小）、耐蚀。,变质后，共晶体（细点状Si + 基体 ）+ 初晶,变质处理 显著提高力学性能。 组织 变质前，共晶体（粗针状Si + 基体 ）,Al-Si 合金的应用,Al-Si系铸造合金,发动机活塞(裙部为Al-Si-Cu-Mg合金),仪表、电机壳体、汽缸体。,2、Al-Cu系铸造合金,内燃机汽缸头,强度高、耐热性好。,第二节 铜及其合金,分类,紫铜 纯铜 黄铜 Cu-Zn系合金 白铜 Cu

3、-Ni系合金 青铜 其它Cu合金，如Cu-Sn、Cu-Al系合金。,一、纯铜,密度8.96g/cm3，熔点1083， 导电导热性仅次于Ag。 耐大气、水腐蚀。 b 230250 MPa， 50 % 应用 散热器、电线等。,纯铜管,散热器,二、黄铜,1、普通黄铜 Cu-Zn合金 单相黄铜 如H80，含80%Cu 单相，塑性好，可冷成型。 双相黄铜 如H62， +CuZn，强度高，可热变形。 铸造黄铜 如ZCuZn38，含38%Zn。,Cu-Zn合金的显微组织,双相黄铜 + CuZn,单相黄铜 ,Cu-Zn合金的牌号、性能,Cu-Zn合金的应用,汽车机油泵衬套,2、特殊黄铜 改善Cu-Zn合金的耐

4、蚀性、机械性能。,特殊黄铜的应用 船舶及化工零件,如齿轮、螺旋桨、轴承。,如建筑、装饰等,三、青铜,1. Sn青铜 压力加工Sn青铜 如 QSn4-3（Sn 4% Zn3）。 铸造Sn青铜 如 ZCuSn10Zn2 耐蚀、耐磨、弹性好， 用于轴承、弹簧。,船用Sn青铜接头、阀体、阀盖。,2. Al青铜,如 QAl5、ZCuAl10Fe3， 强度，耐磨、耐蚀性高于黄铜和Sn青铜。,大型水力发电设备中的抗磨环,3. Be青铜,如 QBe2，强度、弹性高，耐磨、耐蚀。 做弹簧，高速轴承等。,铍青铜制品,第三节 滑动轴承合金,滑动轴承用来支撑轴，由轴承体和轴瓦组成。 承载面大，工作平稳，无噪音，拆装方

5、便。 滑动轴承合金 轴瓦及内衬的材料,一、对轴承合金的要求,工作条件 承受轴颈的冲击、交变载荷，及强烈摩擦。 性能要求 强韧性好， 磨合性、减摩性好。 导热、抗蚀性好。 组织 软基体+硬的质点，或，硬基体+软质点,二、常用轴承合金,ZChSnSb11-6 的组织，100,1、Sn基轴承合金 ZChSnSb11-6（含11%Sb，6%Cu）。 软基体 + 硬质点（白方块SnSb 白针状Cu6Sn5 ）,Sn基巴氏合金高速轴瓦,2、Pb基轴承合金 低速、低载用,ZChPbSb16-16-2 ()共晶软基体 + 硬质点,3、Cu基轴承合金 高速、高载用。 Pb青铜，ZQPb30 Cu硬基体Pb软质点

6、。,第四节硬质合金与粉末冶金,一、粉末冶金成形工艺简介,原 料 粉 末,烧结,成型,金属 制品,原料粉末：金属粉末，或金属与非金属粉末混合物。 成型：模具压制。,硬质相（固态）,粘接相（熔化）,烧结：,烧结示意图,在基体金属熔点以下保温，通过原子扩散、固溶、化合、熔接，使坯料强化。,金属陶瓷烧结炉,二、粉末冶金的应用,工具、减摩和功能材料,硬质合金铣刀,硬质合金模具,三、硬质合金,金属陶瓷复合材料： 粘接相，Co、Ni 。 强化相，WC、TiC等。,硬质合金组织(Co+WC),1. 硬质合金的性能特点,硬度高（6981HRC），热硬性高（9001000）， 耐磨，脆性大。,2. 硬质合金的分类 钨钴类(YG)：如，YG8，