1-11 有色金屬材料.ppt

第十二節(jié)有色金屬材料 鈦及鈦合金 軸承合金 鋁及鋁合金 銅及銅合金 有色金屬的分類 一 鋁及鋁合金 純鋁的特點 具有銀白色金屬光澤 為面心立方結(jié)構(gòu) 密度低 2 7g cm3 強度低 但比強度高 具有良好的導(dǎo)電 導(dǎo)熱性能 無磁性 耐腐蝕性好 加工性能好 易于鑄造 塑性變形 工業(yè)純鋁的應(yīng)用 配制鋁合金 制作電線 電纜及日用器皿等 鋁合金 鋁及鋁合金 合金化 純鋁強度很低 不能用作結(jié)構(gòu)材料 鋁合金 Cu Mn Si Mg Zn 鋁合金的分類 鋁及鋁合金 常用形變鋁合金 防銹鋁合金 主要是Al Mn和Al Mg系合金 抗蝕性 焊接性能好 塑性及低溫力學性能良好 強度較低 易于變形加工 但切削性能差 不能進行熱處理強化 常利用加工硬化提高其強度 主要用于焊接零件 構(gòu)件 容器 管道 飛機蒙皮 以及深沖和彎曲件 在航空工業(yè)中應(yīng)用廣泛 衛(wèi)星天線 LF2 汽化器 熱交換管為LF21 主要是Al Cu Mg系合金 并含少量Mn 強度 硬度高 比強度與高強度鋼接近 加工性能好 耐蝕性低于防銹鋁 可進行時效強化 也可進行變形強化 常用硬鋁合金如LY11 2A11 LY12 2A12 等 用于制造沖壓件 模鍛件和鉚接件 如螺旋槳 梁 鉚釘?shù)?常用形變鋁合金 硬鋁合金 室溫強度最高的鋁合金 b最高可達680MPa 熱態(tài)塑性好 耐蝕性差 時效強化效果超過硬鋁合金 主要用作工作溫度較低 受力大的重要結(jié)構(gòu)件和承受高載荷的零件 如飛機大梁 起落架等 常用形變鋁合金 超硬鋁合金 屬Al Zn Mg Cu系合金 并含有少量Cr和Mn 飛機主起落架 具有優(yōu)良的熱塑性 適宜鍛造 鑄造性能 耐蝕性較好 力學性能高 與硬鋁相近 主要用作航空及儀表業(yè)中形狀復(fù)雜 要求比強度高的鍛件 如葉輪 框架 支桿等 常用形變鋁合金 鍛鋁合金 Al Cu Mg Si系合金 Al Cu Mg Fe Ni系耐熱鍛鋁合金 壓氣機葉片 常用鑄造鋁合金 常用鑄造鋁合金 常用鑄造鋁合金 活塞 裙部為鋁硅合金 汽缸頭Al Cu 鼓風機密封件等 ZL102 301 大型空壓機活塞 ZL401 美F 117隱身戰(zhàn)斗機 所用材料大部分是鋁合金 高比強鋁合金機翼 航空用最多的材料 鋁合金 鋁是可以回收利用的金屬 二 鈦及鈦合金 鈦及鈦合金的特點 重量輕 強度 比強度都非常高 耐熱性好 抗腐蝕性能優(yōu)異良好低溫韌性等在地球中的儲量豐富 加工工藝復(fù)雜 價格昂貴 鈦的化學性質(zhì)非?；顫?熔煉 澆注 焊接和部分熱處理都要在真空中進行 主要用作航空 航天 化工 造船等重要的結(jié)構(gòu)材料 美F 22戰(zhàn)機約36 重量的零件用鈦合金制造 分類 純鈦 型鈦合金 型鈦合金 型鈦合金 工業(yè)純鈦 TA1 TA3 密度小 4 58g cm3 熔點高 1668 具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 工業(yè)純鈦具有良好的力學性能 強度不是很高 但比強度高 塑性及低溫韌性好 耐腐蝕性能非常好 氧化性介質(zhì) 海水 酸 堿和大多數(shù)有機酸 但在氫氟酸中會被腐蝕 鈦及鈦合金 鈦的抗氧化能力優(yōu)于大多數(shù)奧氏體不銹鋼 純鈦 用來制造在350 以下工作的 強度要求不高的零件 如石油化工用熱交換器 反應(yīng)器 海水凈化裝置及艦船零部件 型鈦合金 TA5 TA7 鈦及鈦合金 主加元素為Al Sn B等 通常在退火狀態(tài)下使用 組織為單相 固溶體 不能熱處理強化 可通過冷變形強化 室溫強度低于另兩類鈦合金 但高溫強度 500 600 比他們高 抗蠕變性好 在300 500 具有優(yōu)良的耐熱性和抗氧化性 焊接性能好 低溫韌性及耐蝕性優(yōu)越 使用溫度不超過500 主要用于制造導(dǎo)彈的燃料罐 超音速飛機的渦輪機匣等 型鈦合金 TB2 TB3 TB4 鈦及鈦合金 主加元素為Mn Cr Mo V等 可通過淬火和時效進行強化 有較高的強度 b可達1372 1470MPa 優(yōu)良的沖壓性能 耐熱性差 工作溫度一般不超過200 冶煉工藝復(fù)雜 難于焊接 應(yīng)用受到限制 一般在350 以下使用 適于制造壓氣機葉片 軸 輪盤等重載的回轉(zhuǎn)件 以及飛機構(gòu)件等 鈦合金眼鏡架 鈦合金棒 型鈦合金 TC1 TC4 TC6 TC9 鈦及鈦合金 主加元素為Al Cr Mo V等 可進行熱處理強化 強度高 具有良好的熱強性 塑性好 容易鍛造 壓延和沖壓 有良好的耐蝕性和低溫韌性 用于制造400 以下工作的飛機壓氣機葉片 火箭發(fā)動機外殼 火箭和導(dǎo)彈的液氫燃料箱部件及艦船耐壓殼體等 生物醫(yī)用材料 飛機壓氣機葉片 三 銅及銅合金 銅及銅合金的特點 導(dǎo)電 導(dǎo)熱性能好 耐腐蝕 是抗磁材料 加工性能好 容易冷熱成形 鑄造銅合金鑄造性能好 具有某些特殊力學性能 如優(yōu)良的減摩性和耐磨性 高的彈性極限和疲勞強度等 色澤美觀 分類 紫銅 黃銅 青銅 白銅 常用銅合金 純銅 紫銅 T1 T2 T3 T4 呈紫紅色 具有面心立方晶格 無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 具有抗磁性 銅制儀器不受外來磁場的干擾 具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性 在大氣 淡水和冷凝水中有良好的耐蝕性 塑性高 強度低 低溫下塑性 韌性好 主要用于制作電導(dǎo)體及配制合金 純銅的強度低 不宜作結(jié)構(gòu)材料 常用銅合金 黃銅 以鋅為主要合金元素的銅合金 常用銅合金 黃銅制品 常用銅合金 白銅 以鎳為主要合金元素的銅合金稱白銅 白銅線是國際上應(yīng)用比較廣泛的一種耐蝕性材料和裝飾結(jié)構(gòu)材料 常用銅合金 白銅制品 白銅件 白銅型材 鋁白銅 白銅一帆風順船 康銅熱偶 常用銅合金 青銅 除黃銅和白銅外的其他銅合金統(tǒng)稱為青銅 如錫青銅 鋁青銅 鈹青銅 硅青銅 鉛青銅等 常用銅合金 鈹青銅制品 抗磨環(huán) 鋁青銅 錫青銅管 船用青銅軟管快速接頭閥 錫青銅閥體 閥蓋 青銅制品 制造滑動軸承的軸瓦及其內(nèi)襯的耐磨合金 與滾動軸承相比滑動軸承具有承載面積大 工作平穩(wěn) 無噪音及拆裝方便等優(yōu)點 當軸高速旋轉(zhuǎn)時 軸瓦與軸頸發(fā)生強烈摩擦 承受軸頸施加的交變載荷和沖擊力 四 軸承合金 性能要求 工作條件 足夠的強韌性 以承受軸頸施加的交變沖擊載荷 較小的熱膨脹系數(shù)及良好的導(dǎo)熱性和耐蝕性 以防止軸與軸瓦之間咬合 較小的摩擦系數(shù)及良好的耐磨性和磨合性 以減少軸頸磨損 保證軸與軸瓦良好的耦合 以錫為主并加入少量銻 銅等元素組成的合金 熔點較低 是軟基體硬質(zhì)點組織類型的軸承合金 具有較高的耐磨性 導(dǎo)熱性 耐蝕性和嵌藏性 摩擦系數(shù)和熱膨脹系數(shù)小 疲勞強度較低 工作溫度 150 價格高 廣泛用于重型動力機械的高速軸瓦 如氣輪機 渦輪機和內(nèi)燃機等 常用軸承合金 錫基軸承合金 錫基巴氏合金 是以鉛為主加入少量銻 錫 銅等元素的合金 強度 硬度 耐蝕性和導(dǎo)熱性都不如錫基軸承合金 成本低 高溫強度好 有自潤滑性 常用于低速 低載條件下工作的設(shè)備 如汽車 拖拉機曲軸的軸承等 常用軸承合金 鉛基軸承合金 鉛基巴氏合金 鉛青銅 具有高的疲勞強度和承載能力 優(yōu)良的耐磨性 導(dǎo)熱性和低的摩擦系數(shù) 能在較高溫度 250 下正常工作 可制