【大學(xué)課件】非鐵金屬材料與粉末冶金材料PPT

1、鋁及鋁合金鋁及鋁合金 銅及銅合金銅及銅合金 其他非鐵金屬材料其他非鐵金屬材料 滑動軸承合金滑動軸承合金 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 粉末冶金材料粉末冶金材料 通過本章的學(xué)習(xí)，通過本章的學(xué)習(xí)，了解了解 粉末冶金粉末冶金方法方法及滑動軸及滑動軸 承合金的承合金的組織特征組織特征；掌掌 握握常用鋁合金、銅合金、常用鋁合金、銅合金、 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金牌號、性能、牌號、性能、 用途及強(qiáng)化方法。用途及強(qiáng)化方法。 常用鋁合金、銅合金、常用鋁合金、銅合金、 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金牌號、性能、牌號、性能、 用途及強(qiáng)化方法。用途及強(qiáng)化方法。 5.1 鋁及鋁合金鋁及鋁合金 5.1.1

2、 工業(yè)純鋁工業(yè)純鋁 名稱名稱純度純度用途用途 高純鋁高純鋁99.93%-99.99%99.93%-99.99%科學(xué)研究、制作電器科學(xué)研究、制作電器 工業(yè)高純鋁工業(yè)高純鋁98.85%-99.9%98.85%-99.9%鋁箔、鋁合金原料鋁箔、鋁合金原料 工業(yè)純鋁工業(yè)純鋁98.0%-99.0%98.0%-99.0%電線、電纜、配置合金電線、電纜、配置合金 純鋁中含有純鋁中含有FeFe、SiSi、ZnZn等元素時，會使性能下降。等元素時，會使性能下降。 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 鋁及鋁合金鋁及鋁合金 1 第第5 章章 鋁鋁合金的特點(diǎn)鋁鋁合金的特點(diǎn) 密度低、比強(qiáng)度

3、高，純鋁的密度只有密度低、比強(qiáng)度高，純鋁的密度只有2700kg/m 僅為鐵的僅為鐵的1/41/4。 優(yōu)良的物理、化學(xué)性能。導(dǎo)電性能好、磁化率低、優(yōu)良的物理、化學(xué)性能。導(dǎo)電性能好、磁化率低、 耐腐蝕等。耐腐蝕等。 加工性能好，鑄造性能好，易于塑性變形，經(jīng)熱處加工性能好，鑄造性能好，易于塑性變形，經(jīng)熱處 理后還具有很高的強(qiáng)度。理后還具有很高的強(qiáng)度。 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 工業(yè)純工業(yè)純 鋁鋁 2 純鋁的強(qiáng)度低，不能用作結(jié)構(gòu)材料純鋁的強(qiáng)度低，不能用作結(jié)構(gòu)材料 鋁合金鋁合金 純鋁通常制成管、棒、箔等型材，配制合金和脫氧劑純鋁通常制成管、棒、箔等型材，配制合金和

4、脫氧劑 、 電線、電纜等。電線、電纜等。 3 第第5 章章 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 鋁合金鋁合金 3 5.1.2 鋁合金鋁合金 1.鋁合金的分類鋁合金的分類 根據(jù)合金元素的含量和加工工藝性能特點(diǎn)，根據(jù)合金元素的含量和加工工藝性能特點(diǎn)， 鋁合金可分為鋁合金可分為變形鋁合金變形鋁合金和和鑄造鋁合金鑄造鋁合金。請點(diǎn)擊請點(diǎn)擊 1 變形鋁合金變形鋁合金 不可熱處理強(qiáng)化鋁合金不可熱處理強(qiáng)化鋁合金防銹鋁防銹鋁 可熱處理強(qiáng)化鋁合金可熱處理強(qiáng)化鋁合金硬鋁、超硬鋁和鍛鋁硬鋁、超硬鋁和鍛鋁 2 變形鋁合金變形鋁合金 鑄造鋁合金鑄造鋁合金 具有共晶組織，塑性較差，但熔點(diǎn)具有共

5、晶組織，塑性較差，但熔點(diǎn) 低，流動性好低，流動性好 第第5 章章 (1)鋁合金的時效強(qiáng)化鋁合金的時效強(qiáng)化 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 鋁合金鋁合金 4 2.鋁合金的熱處理鋁合金的熱處理 固溶處理固溶處理+時效處理時效處理 強(qiáng)度不高，塑性好強(qiáng)度不高，塑性好 孕育期孕育期 冷變形加工冷變形加工 將鋁合金加熱到將鋁合金加熱到相區(qū)，經(jīng)保溫，使第二相溶入相區(qū)，經(jīng)保溫，使第二相溶入固溶體中，然后固溶體中，然后 水冷，得到過飽和的水冷，得到過飽和的固溶體固溶體固溶處理。固溶處理。 第第5 章章 將鋁合金加熱到相區(qū)，經(jīng)保溫， 使第二相溶入固溶體中，然后 水冷，得到過飽和的

6、固溶體 固溶處理。 將經(jīng)過固溶熱處理的合金，在常 溫放置自然時效或在較高溫 度保溫人工時效，第二相從 過飽和固溶體中緩慢析出，使鋁 合金的強(qiáng)度、硬度明顯提高。這 種固溶處理后的鋁合金隨時間延 長而發(fā)生硬化的現(xiàn)象，稱為時效 時效強(qiáng)化。 (2)回歸處理回歸處理 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 鋁合鋁合 金金 5 將已強(qiáng)化的鋁合金重新加熱，經(jīng)保溫后在水中急冷，將已強(qiáng)化的鋁合金重新加熱，經(jīng)保溫后在水中急冷， 使合金恢復(fù)到固溶后的狀態(tài)，這種處理方法叫回歸使合金恢復(fù)到固溶后的狀態(tài)，這種處理方法叫回歸 處理處理。 可在回歸處理后的軟化狀態(tài)進(jìn)行各種冷變形?？稍诨貧w處理后的軟化

7、狀態(tài)進(jìn)行各種冷變形。 (3)退火退火 鑄造鋁合金退火鑄造鋁合金退火消除內(nèi)應(yīng)力及成分偏析，穩(wěn)定組織。消除內(nèi)應(yīng)力及成分偏析，穩(wěn)定組織。 變形鋁合金退火變形鋁合金退火消除變形加工中出現(xiàn)的加工硬化消除變形加工中出現(xiàn)的加工硬化 現(xiàn)象，改善其加工工藝性?，F(xiàn)象，改善其加工工藝性。 時效規(guī)律時效規(guī)律請點(diǎn)擊請點(diǎn)擊 第第5 章章 (1)變形鋁合金的分類、代號與牌號變形鋁合金的分類、代號與牌號 3.變形鋁合金變形鋁合金 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 鋁合金鋁合金 6 分類：分類：防銹鋁合金防銹鋁合金(LF)、硬鋁合金、硬鋁合金(LY)、 超硬鋁合金超硬鋁合金(LC)及鍛鋁合金及鍛

8、鋁合金(LD)。 四位數(shù)字體系和四位字符體系：如四位數(shù)字體系和四位字符體系：如3A21 、2A01等等 請點(diǎn)擊請點(diǎn)擊 代號與牌號：代號與牌號： (2)常用的變形鋁合金常用的變形鋁合金 不能熱處理強(qiáng)化的鋁合金不能熱處理強(qiáng)化的鋁合金 用用“鋁和鋁和“防二字的漢語拼音第一個字防二字的漢語拼音第一個字 母母 “L和和“F加順序號表示，如五號防銹鋁加順序號表示，如五號防銹鋁 用用 LF5 (5A05)表示。表示。 防銹鋁防銹鋁 第第5 章章 Al-Mn系合金系合金 如如3A21(LF21) Al-Mg系合金系合金 如如5A05(LF5)、5A11(LF11) Al-Zn-Mg-Cu系合金系合金 能熱處理

9、強(qiáng)化的鋁合金能熱處理強(qiáng)化的鋁合金 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 鋁合金鋁合金 7 防銹鋁防銹鋁 優(yōu)良的抗腐蝕，良好的塑性與焊接性，適宜壓力加工和焊接。優(yōu)良的抗腐蝕，良好的塑性與焊接性，適宜壓力加工和焊接。 力學(xué)性能較低力學(xué)性能較低 ，可用冷加工方法使其強(qiáng)化。切削加工工藝性能可用冷加工方法使其強(qiáng)化。切削加工工藝性能 差，故適用制作焊接管道、容器、鉚釘以及其它冷變形零件。差，故適用制作焊接管道、容器、鉚釘以及其它冷變形零件。 硬鋁硬鋁 用用“鋁和鋁和“硬二字的漢語拼音首字母硬二字的漢語拼音首字母 “L和和“Y加順序號表示，加順序號表示， 如如12號硬鋁號硬鋁 用

10、用LY12 (2A12)表示。表示。 鋁鋁-銅銅-鎂系合金鎂系合金 第第5 章章 硬鋁硬鋁有強(qiáng)烈的時效強(qiáng)化作用，經(jīng)時效處理后具有很高有強(qiáng)烈的時效強(qiáng)化作用，經(jīng)時效處理后具有很高 的硬度、強(qiáng)度，具有優(yōu)良的加工工藝性能，可以加工成板、的硬度、強(qiáng)度，具有優(yōu)良的加工工藝性能，可以加工成板、 棒、管、線、型材及鍛件等半成品，廣泛應(yīng)用在航空，汽棒、管、線、型材及鍛件等半成品，廣泛應(yīng)用在航空，汽 車和機(jī)械中車和機(jī)械中。 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 鋁合鋁合 金金 8 鉚釘硬鋁鉚釘硬鋁 典型牌號典型牌號2A01(LY1)、2A10(LY10) 標(biāo)準(zhǔn)硬鋁標(biāo)準(zhǔn)硬鋁 典型牌號典型

11、牌號2A11(LY11) 高強(qiáng)度硬鋁高強(qiáng)度硬鋁 典型牌號典型牌號2A12(LY12) 超硬鋁超硬鋁 用用“鋁和鋁和“超二字的漢語拼音超二字的漢語拼音 首字母首字母“L和和“C加順序號表示，加順序號表示， 如如4號超硬鋁用號超硬鋁用LC4(7A04)表示。表示。 鋁鋁-鋅鋅-銅系合金銅系合金 第第5 章章 超硬鋁合金是目前室溫強(qiáng)度最高的一類鋁合金，其超硬鋁合金是目前室溫強(qiáng)度最高的一類鋁合金，其 強(qiáng)度達(dá)強(qiáng)度達(dá)500700MPa，超過高強(qiáng)度的硬鋁，超過高強(qiáng)度的硬鋁LY12 合金合金(400-430 MPa)。 應(yīng)用在航空飛機(jī)大梁，起落架等承受重載的零部件。應(yīng)用在航空飛機(jī)大梁，起落架等承受重載的零部件

12、。 用用“鋁和鋁和“鍛二字的漢語拼音首字鍛二字的漢語拼音首字 母母“L 和和“D加順序號表示，加順序號表示， 如如5號鍛鋁用號鍛鋁用 LD5 (2A50)表示。表示。 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 鋁合鋁合 金金 9 鍛鋁鍛鋁 鋁鋁-鎂鎂-硅硅-銅系合金銅系合金 鍛鋁合金鍛鋁合金具有優(yōu)良的鍛造工藝性能，主要用作制作外具有優(yōu)良的鍛造工藝性能，主要用作制作外 形復(fù)雜的鍛件。形復(fù)雜的鍛件。 第第5 章章 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 鋁合金鋁合金 10 4.鑄造鋁合金鑄造鋁合金 鑄造鋁合金的代號用鑄造鋁合金的代號用“鑄鋁二字的漢

13、語拼音首寫字母鑄鋁二字的漢語拼音首寫字母“ZL 加三位數(shù)字表示加三位數(shù)字表示 第一位數(shù)表示合金系別第一位數(shù)表示合金系別： 1為鋁硅系合金；為鋁硅系合金； 2為鋁銅系合金；為鋁銅系合金；3為鋁鎂系合金；為鋁鎂系合金； 4為鋁鋅系合金。為鋁鋅系合金。 第二、三位數(shù)字表示合金的順序號第二、三位數(shù)字表示合金的順序號。 如如ZL111表示表示11號鋁硅系鑄造鋁合金。號鋁硅系鑄造鋁合金。 (1)鑄造鋁合金的分類、代號及牌號鑄造鋁合金的分類、代號及牌號 鑄造鋁合金的牌號是由鑄造鋁合金的牌號是由“Z+基體金屬的化學(xué)元素符號基體金屬的化學(xué)元素符號+合合 金元素符號金元素符號+數(shù)字組成數(shù)字組成 。如。如ZA1Si

14、12表示表示wsi12%的鑄的鑄 造合金。造合金。 第第5 章章 ZL101 、 ZL104、 ZL105、 ZL107、ZL109 優(yōu)良的鑄造性、焊接性、抗蝕性以及足夠的機(jī)械性能優(yōu)良的鑄造性、焊接性、抗蝕性以及足夠的機(jī)械性能 ， 但合金的致密度較小，適宜制造致密度要求不太高的、但合金的致密度較小，適宜制造致密度要求不太高的、 形狀復(fù)雜的鑄件。形狀復(fù)雜的鑄件。 鋁鋁-硅鑄造合金硅鑄造合金 ZL201 ZL202 ZL203 耐熱性高，其高溫強(qiáng)度隨銅含量的增加而提高，而合金的耐熱性高，其高溫強(qiáng)度隨銅含量的增加而提高，而合金的 鑄縮率和形成裂紋的趨向那么減小。但由于銅含量增加，使鑄縮率和形成裂紋的

15、趨向那么減小。但由于銅含量增加，使 合金的脆性增加合金的脆性增加,故銅含量一般不超過故銅含量一般不超過14。 鋁鋁-銅鑄造合金銅鑄造合金 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 鋁合鋁合 金金 11 (2)常用的鑄造鋁合金常用的鑄造鋁合金 第第5 章章 比重最小比重最小(2 .55)、耐蝕性最好、強(qiáng)度最高、耐蝕性最好、強(qiáng)度最高 (抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 可達(dá)可達(dá)350MPa)的鑄造鋁合金。但由于結(jié)晶溫度范圍寬，的鑄造鋁合金。但由于結(jié)晶溫度范圍寬， 故流動性差故流動性差,形成疏松趨向大、其鑄造性能不如鋁形成疏松趨向大、其鑄造性能不如鋁-硅合金好。硅合金好。 ZL301 ZL3

16、02 ZL303 有較高的強(qiáng)度，是最廉價的一種鑄造鋁合金。其主要缺點(diǎn)有較高的強(qiáng)度，是最廉價的一種鑄造鋁合金。其主要缺點(diǎn) 是抗蝕性差。是抗蝕性差。 ZL401 ZL402 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 鋁合金鋁合金 12 鋁鋁-鎂鑄造合金鎂鑄造合金 鋁鋁-鋅鑄造合金鋅鑄造合金 第第5 章章 5.2 銅及銅合金銅及銅合金 5.2.1 工業(yè)工業(yè)純銅純銅 純銅為紫色，又稱紫銅。工業(yè)純銅分為純銅為紫色，又稱紫銅。工業(yè)純銅分為4 4種：種：T1T1、T2T2、 T3T3、T4T4。編號越大，純度越低。編號越大，純度越低。工業(yè)純銅除配制銅合金工業(yè)純銅除配制銅合金 和其他合

17、金外，主要用于電器工業(yè)，制造電線、電纜、和其他合金外，主要用于電器工業(yè)，制造電線、電纜、 電刷、銅管、散熱器、冷凝器、通信器材以及抗磁、防電刷、銅管、散熱器、冷凝器、通信器材以及抗磁、防 磁儀器等。磁儀器等。 純銅的強(qiáng)度低，不宜用作結(jié)構(gòu)材料純銅的強(qiáng)度低，不宜用作結(jié)構(gòu)材料 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 5. 2銅及銅合金銅及銅合金 13 第第5 章章 銅及銅合金的特點(diǎn)銅及銅合金的特點(diǎn) 優(yōu)良的物理、化學(xué)性能。導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能好、耐腐優(yōu)良的物理、化學(xué)性能。導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能好、耐腐 蝕等，是抗磁材料。蝕等，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。加

18、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(xué)性能。比方優(yōu)良的減摩性和耐摩性具有某些特殊力學(xué)性能。比方優(yōu)良的減摩性和耐摩性 高的彈性極限和疲勞強(qiáng)度。高的彈性極限和疲勞強(qiáng)度。 色澤美觀。色澤美觀。 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 工業(yè)純工業(yè)純 銅銅 14 第第5 章章 銅中參加合金元素后，可提高合金的強(qiáng)度，銅中參加合金元素后，可提高合金的強(qiáng)度， 并保持良好的加工性能。并保持良好的加工性能。 按按 化化 學(xué)學(xué) 成成 分分 黃銅黃銅 青銅青銅 白銅白銅 以以Zn為主要合金元素。良好的加為主要合金元素。良好的加 工性能，良的鑄造性能，耐腐蝕工性能，良

19、的鑄造性能，耐腐蝕 性能也好。性能也好。 以以Sn為主要合金元素。用于鑄造為主要合金元素。用于鑄造 形狀復(fù)雜的零件?？垢g性比黃銅形狀復(fù)雜的零件?？垢g性比黃銅 還好。還好。 以以Ni為主要合金元素。具有較好為主要合金元素。具有較好 的強(qiáng)度和塑性，能進(jìn)行冷加工變的強(qiáng)度和塑性，能進(jìn)行冷加工變 形，抗腐蝕性能也好形，抗腐蝕性能也好。 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 銅合金銅合金 15 5.2.2 銅合金銅合金 1.銅合金的分類銅合金的分類 第第5 章章 按生產(chǎn)方式按生產(chǎn)方式 加工銅合金加工銅合金 鑄造銅合金鑄造銅合金 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬

20、材料與粉末冶金材料 銅合金銅合金 16 2.黃銅黃銅 (1)普通黃銅普通黃銅(銅鋅二元合金銅鋅二元合金) Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響 Zn32%時，塑性下降；時，塑性下降； Zn=40%45%時，強(qiáng)度最高；時，強(qiáng)度最高； Zn45%時，塑性和強(qiáng)度均急劇下降。時，塑性和強(qiáng)度均急劇下降。 第第5 章章 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 銅合金銅合金 17 普通黃銅的代號及牌號普通黃銅的代號及牌號 H62表示表示Cu的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為62%，其余為，其余為Zn 的普通加工黃銅。的普通加工黃銅。 ZCuZn38，其含義是，其含義是wZn38%，其

21、余為，其余為Cu的鑄造黃銅。的鑄造黃銅。 H80 金色黃銅，金色黃銅， 裝飾件，薄管。裝飾件，薄管。 H62 、H59 強(qiáng)度較高，作零件，標(biāo)準(zhǔn)件，焊接件，沖壓件。強(qiáng)度較高，作零件，標(biāo)準(zhǔn)件，焊接件，沖壓件。 H96 冷凝管、熱交換器、散熱器，計算機(jī)插件等。冷凝管、熱交換器、散熱器，計算機(jī)插件等。 H70 “三七黃銅 彈殼、套管和復(fù)雜深沖零件(H68)。 普通黃銅的用途普通黃銅的用途 第第5 章章 (2)特殊黃銅特殊黃銅 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 銅合金銅合金 18 合金元素的影響合金元素的影響 Pb改善切削加工性和耐磨性；改善切削加工性和耐磨性； Si改善

22、鑄造性能，提高強(qiáng)度和耐蝕性；改善鑄造性能，提高強(qiáng)度和耐蝕性； A1提高強(qiáng)度、硬度和耐蝕性；提高強(qiáng)度、硬度和耐蝕性； Sn、Al、Si、Mn提高耐蝕性，減少應(yīng)力腐蝕破裂。提高耐蝕性，減少應(yīng)力腐蝕破裂。 特殊黃銅的代號、牌號與應(yīng)用特殊黃銅的代號、牌號與應(yīng)用 HSn62-1表示表示wCu62%，wSn1%，其余為，其余為Zn的的 加工錫黃銅。加工錫黃銅。 ZCuZn40Mn3Fe1，表示，表示wZn40%、wMn3% wFe1%、其余為、其余為Cu的鑄造特殊黃銅。的鑄造特殊黃銅。 第第5 章章 Pb黃銅：黃銅：HPb60-1 切削性能好，耐磨性好切削性能好，耐磨性好鐘表零件鐘表零件 Sn黃銅：黃銅：

23、HSn90-1 HSn62-1 耐蝕性好耐蝕性好 船舶零件。海軍黃銅船舶零件。海軍黃銅 Al黃銅黃銅 ：HAl 77-2 HAl60-1-1 耐蝕性好，強(qiáng)度和硬度高耐蝕性好，強(qiáng)度和硬度高船舶零件，機(jī)械及電機(jī)零件。船舶零件，機(jī)械及電機(jī)零件。 Si 黃銅黃銅 HSi80-3 耐蝕性好，機(jī)械性能好，切削性好，耐磨性好耐蝕性好，機(jī)械性能好，切削性好，耐磨性好 船舶零件，機(jī)械及化工零件船舶零件，機(jī)械及化工零件 其它還有錳黃銅，鐵黃銅，鎳黃銅。主要用于船舶零件其它還有錳黃銅，鐵黃銅，鎳黃銅。主要用于船舶零件 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 銅合金銅合金 19 第第5 章章

24、 消除加工黃銅的加工硬化現(xiàn)象。消除加工黃銅的加工硬化現(xiàn)象。 (3)黃銅的熱處理黃銅的熱處理 去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火 ：將黃銅制件加熱到：將黃銅制件加熱到200300， 保溫后緩冷。保溫后緩冷。 消除應(yīng)力，防止應(yīng)力腐蝕破裂及切削加工后的變形。消除應(yīng)力，防止應(yīng)力腐蝕破裂及切削加工后的變形。 再結(jié)晶退火：再結(jié)晶退火：一般是將黃銅制件加熱到一般是將黃銅制件加熱到500700， 保溫后緩冷保溫后緩冷. 3.青銅青銅 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 銅合金銅合金 20 (1)青銅的代號及牌號青銅的代號及牌號 加工青銅的代號如加工青銅的代號如QSn4-3表示平均表示平均wSn

25、4%、 wZn3%，其余為，其余為Cu的加工錫青銅。的加工錫青銅。 第第5 章章 鑄造青銅的牌號如鑄造青銅的牌號如ZCuSn10Zn1，表示平均，表示平均 wSn10%、wZn1%，其余為，其余為Cu的鑄造錫青銅。的鑄造錫青銅。 (2)普通青銅普通青銅(錫青銅錫青銅) 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 銅合金銅合金 21 Sn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響 Sn7%以后，強(qiáng)度繼續(xù)升高，以后，強(qiáng)度繼續(xù)升高， 塑性急劇下降；塑性急劇下降； wSn20%時，合金變脆，時，合金變脆， 強(qiáng)度顯著降低強(qiáng)度顯著降低 第第5 章章 錫青銅的性能及用途錫青銅的性能及用途 QSn

26、4-3, QSn6.5-0.1, 耐蝕性優(yōu)于黃銅，鑄造性好，耐磨性好，有彈性耐蝕性優(yōu)于黃銅，鑄造性好，耐磨性好，有彈性 用于造船、化工、機(jī)械、儀表中的耐磨件，耐蝕件、用于造船、化工、機(jī)械、儀表中的耐磨件，耐蝕件、 彈性元件，抗磁件彈性元件，抗磁件。 (3)特殊青銅特殊青銅(無錫青銅無錫青銅) 鋁青銅鋁青銅 QAl9-4 QAl7 耐蝕性優(yōu)于黃銅和耐蝕性優(yōu)于黃銅和錫青銅錫青銅 ，鑄，鑄 造性和耐磨性優(yōu)于造性和耐磨性優(yōu)于錫青銅，錫青銅，力學(xué)性能好。力學(xué)性能好。 QAl10-3-1.5 飛機(jī)、船舶用高強(qiáng)度、高耐磨抗蝕零件飛機(jī)、船舶用高強(qiáng)度、高耐磨抗蝕零件 QAl9-4 船舶及電氣零件，耐磨件船舶及電

27、氣零件，耐磨件 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 銅合銅合 金金 22 第第5 章章 鈹青銅鈹青銅 耐蝕性、耐磨性、彈性、抗磁性、抗疲耐蝕性、耐磨性、彈性、抗磁性、抗疲 勞都很好，耐寒，沖擊無火花。勞都很好，耐寒，沖擊無火花。 QBe2 重要的彈簧及彈性元件重要的彈簧及彈性元件、耐磨件耐磨件、高壓高速、高壓高速 高溫軸承，防爆工具，鐘表件高溫軸承，防爆工具，鐘表件。 硅青銅硅青銅 耐蝕件、彈簧耐蝕件、彈簧 、渦輪、蝸桿等。、渦輪、蝸桿等。 QAl7 重要的彈簧及彈性元件重要的彈簧及彈性元件。 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 銅合

28、金銅合金 23 第第5 章章 5.3 其他非鐵金屬材料其他非鐵金屬材料 密度低、比強(qiáng)度高。密度低、比強(qiáng)度高。 耐高溫、耐腐蝕性能、低溫韌性好等。耐高溫、耐腐蝕性能、低溫韌性好等。 加工條件復(fù)雜，本錢較高。加工條件復(fù)雜，本錢較高。 5.3.1 鈦及鈦合金鈦及鈦合金 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 銅合金銅合金 24 特特 點(diǎn)點(diǎn) 第第5 章章 純鈦純鈦 鈦的密度低，熔點(diǎn)高，線膨脹系數(shù)小。導(dǎo)鈦的密度低，熔點(diǎn)高，線膨脹系數(shù)小。導(dǎo) 熱性差。純鈦塑性好，強(qiáng)度高，可以加工成細(xì)熱性差。純鈦塑性好，強(qiáng)度高，可以加工成細(xì) 絲和薄片。鈦在大氣、海水及酸堿中的抗腐絲和薄片。鈦在大氣、

29、海水及酸堿中的抗腐 蝕性能好。蝕性能好。 純鈦的晶體結(jié)構(gòu)純鈦的晶體結(jié)構(gòu) 882.5882.5度以上：密排六方結(jié)構(gòu)，稱為度以上：密排六方結(jié)構(gòu)，稱為TiTi。 度以下：體心立方結(jié)構(gòu)，稱為度以下：體心立方結(jié)構(gòu)，稱為Ti。 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 鈦及鈦合鈦及鈦合 金金 25 第第5 章章 鈦合金的種類鈦合金的種類 鈦合金鈦合金 鈦中加鋁、硼等鈦中加鋁、硼等穩(wěn)定元素獲得穩(wěn)定元素獲得 TiTi合金。這種合金的室溫強(qiáng)度較合金。這種合金的室溫強(qiáng)度較 低，但高溫低，但高溫500500600600度強(qiáng)度很高。度強(qiáng)度很高。 抗氧化性、抗蠕變性以及焊接性能良好。抗氧化性、抗

30、蠕變性以及焊接性能良好。 鈦中參加鉬、鉻、釩等元素后鈦中參加鉬、鉻、釩等元素后 可獲得可獲得TiTi合金。這種合金的強(qiáng)度合金。這種合金的強(qiáng)度 高，沖壓性能好，并可通過淬火和時高，沖壓性能好，并可通過淬火和時 效獲得強(qiáng)化。效獲得強(qiáng)化。 這種合金的塑性好，容易鍛造、這種合金的塑性好，容易鍛造、 壓延和沖壓，并可通過固溶和壓延和沖壓，并可通過固溶和 時效進(jìn)行強(qiáng)化。熱處理后的強(qiáng)時效進(jìn)行強(qiáng)化。熱處理后的強(qiáng) 度可提高度可提高5050100100。 鈦合金鈦合金 鈦合金鈦合金 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 鈦及鈦合金鈦及鈦合金 26 第第5 章章 密度低、比強(qiáng)度高。純鎂的

31、密度只有密度低、比強(qiáng)度高。純鎂的密度只有1749kg/m1749kg/m 僅為鐵的僅為鐵的1/41/4、鋁的、鋁的2/32/3。 鎂的電極電位較低，抗腐蝕性能差。鎂的電極電位較低，抗腐蝕性能差。 鎂屬于密排六方結(jié)構(gòu)，因此塑性變形能力差。鎂屬于密排六方結(jié)構(gòu)，因此塑性變形能力差。 5.3.2 鎂及鎂合金鎂及鎂合金 鎂鎂 的的 特特 點(diǎn)點(diǎn) 3 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 鎂及鎂合鎂及鎂合 金金 27 第第5 章章 鎂合金的特點(diǎn)鎂合金的特點(diǎn) 低比重：工業(yè)用材料中最輕量材料低比重：工業(yè)用材料中最輕量材料( (鋁的鋁的2/32/3重重) )。 高比強(qiáng)度：優(yōu)于鋼和鋁。高

32、比強(qiáng)度：優(yōu)于鋼和鋁。 振動吸收性好：可將振動能吸收并轉(zhuǎn)化成熱放出。振動吸收性好：可將振動能吸收并轉(zhuǎn)化成熱放出。 易機(jī)械加工。易機(jī)械加工。 耐沖擊性好。耐沖擊性好。 電磁屏蔽性好。電磁屏蔽性好。 可再生利用：有利于環(huán)境優(yōu)化?？稍偕茫河欣诃h(huán)境優(yōu)化。 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 鎂及鎂合金鎂及鎂合金 28 第第5 章章 鎂合金的種類鎂合金的種類 變形鎂合金變形鎂合金 鑄造鎂合金鑄造鎂合金 各種型材各種型材 復(fù)雜形狀的鑄件等復(fù)雜形狀的鑄件等 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 鎂及鎂合金鎂及鎂合金 29 第第5 章章 5.4 滑

33、動軸承合金滑動軸承合金 軸承合金的工作條件及性能要求軸承合金的工作條件及性能要求 較高的抗壓強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度；較高的抗壓強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度； 高的耐磨性，高的耐磨性， 良好的磨合性和較小的摩擦數(shù)；良好的磨合性和較小的摩擦數(shù)； 足夠的塑性和韌性；足夠的塑性和韌性； 良好的耐蝕性和導(dǎo)熱性，良好的耐蝕性和導(dǎo)熱性， 較小的膨脹系數(shù)和良好的工藝性。較小的膨脹系數(shù)和良好的工藝性。 強(qiáng)烈的摩擦，強(qiáng)烈的摩擦， 并承受周期并承受周期 性載荷。并性載荷。并 要考慮使軸要考慮使軸 磨損最小磨損最小 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 5. 4滑動軸承合金滑動軸承合金 30 第第5 章章 1.

34、軟基體上均勻分布著硬質(zhì)點(diǎn)軟基體上均勻分布著硬質(zhì)點(diǎn) 2.硬基體上均勻分布著軟質(zhì)點(diǎn)硬基體上均勻分布著軟質(zhì)點(diǎn) 具有較好的磨合性，耐沖擊與振動，但承載能力不高。具有較好的磨合性，耐沖擊與振動，但承載能力不高。 摩擦系數(shù)低，承載能力高，但磨合性差。摩擦系數(shù)低，承載能力高，但磨合性差。 5.4.2 軸承合金的組織特征軸承合金的組織特征 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 軸承合金的組織特征軸承合金的組織特征 31 軟基體貯存潤滑油；承受沖擊和振動，嵌藏外來小硬物。軟基體貯存潤滑油；承受沖擊和振動，嵌藏外來小硬物。 硬質(zhì)點(diǎn)支撐軸頸，承受載荷，抵抗磨損。硬質(zhì)點(diǎn)支撐軸頸，承受載荷，

35、抵抗磨損。 軟質(zhì)點(diǎn)貯存潤滑油，硬基體承受載荷并抵抗磨損。軟質(zhì)點(diǎn)貯存潤滑油，硬基體承受載荷并抵抗磨損。 第第5 章章 牌號：牌號：“Z+基體合金元素符號基體合金元素符號+主添加合金元素主添加合金元素 符號符號+數(shù)字?jǐn)?shù)字+輔添加元素符號輔添加元素符號+數(shù)字組成。元數(shù)字組成。元 素符號后的數(shù)字是以名義百分?jǐn)?shù)表示的該元素的素符號后的數(shù)字是以名義百分?jǐn)?shù)表示的該元素的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)。質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 如如ZSnSb11Cu6表示表示wsb11%、 wCu6%，余量為錫的鑄造錫基軸承合金。，余量為錫的鑄造錫基軸承合金。 5.4.3 軸承合金的分類及牌號軸承合金的分類及牌號 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金

36、屬材料與粉末冶金材料 軸承合金的分類及牌號軸承合金的分類及牌號 32 分類：分類：錫基、鉛基、鋁基、銅基等錫基、鉛基、鋁基、銅基等 第第5 章章 5.4.4 常用的軸承合金常用的軸承合金 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 常用的軸承合金常用的軸承合金 33 1.錫基軸承合金錫基軸承合金 制作航空發(fā)動機(jī)、汽輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等大型機(jī)器的高速制作航空發(fā)動機(jī)、汽輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等大型機(jī)器的高速 軸瓦。典型牌號軸瓦。典型牌號ZSnSb11Cu6。 2.鉛基軸承合金鉛基軸承合金(鉛基巴氏合金鉛基巴氏合金) 制造汽車、拖拉機(jī)、輪船、減速器等承受中、低載荷制造汽車、拖拉機(jī)、輪船、減速器

37、等承受中、低載荷 的中速軸承。典型牌號有的中速軸承。典型牌號有ZPbSb16Sn16Cu2。 3.銅基軸承合金銅基軸承合金 鉛青銅制造高速、重載軸承。典型牌號鉛青銅制造高速、重載軸承。典型牌號ZCuPb30。 錫青銅適于制造高速度、高載荷的柴油機(jī)軸承。典錫青銅適于制造高速度、高載荷的柴油機(jī)軸承。典 型牌號型牌號ZCuSn10Pb1。 第第5 章章 4.鋁基軸承合金鋁基軸承合金 高錫鋁基軸承合金，制造高速、重載汽車、拖拉高錫鋁基軸承合金，制造高速、重載汽車、拖拉 機(jī)和內(nèi)燃機(jī)車上的發(fā)動機(jī)軸承。機(jī)和內(nèi)燃機(jī)車上的發(fā)動機(jī)軸承。 典型牌號典型牌號ZAlSn6Cu1Ni1。 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶

38、金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 常用的軸承合金常用的軸承合金 34 第第5 章章 5.5 粉末冶金材料粉末冶金材料 粉末冶金材料粉末冶金材料是用幾種金屬粉末或金屬與非金屬粉末是用幾種金屬粉末或金屬與非金屬粉末 作原料，通過配料、壓制成形、燒結(jié)和后處理等工藝作原料，通過配料、壓制成形、燒結(jié)和后處理等工藝 過程而制成的材料。生產(chǎn)粉末冶金材料的方法稱為過程而制成的材料。生產(chǎn)粉末冶金材料的方法稱為粉粉 末冶金法。末冶金法。 5.5.1 粉末冶金法的特點(diǎn)及粉末冶金材料的應(yīng)用粉末冶金法的特點(diǎn)及粉末冶金材料的應(yīng)用 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 5. 5粉末冶金材料粉末冶

39、金材料 35 1.粉末冶金法的特點(diǎn)粉末冶金法的特點(diǎn) 生產(chǎn)減摩材料、結(jié)構(gòu)材料、摩擦材料、硬質(zhì)合金、難熔生產(chǎn)減摩材料、結(jié)構(gòu)材料、摩擦材料、硬質(zhì)合金、難熔 金屬材料、特殊電磁性能材料、過濾材料、無偏析高速鋼等；金屬材料、特殊電磁性能材料、過濾材料、無偏析高速鋼等； 少屑或無屑精密加工方法、生產(chǎn)率高、材料利用率高。少屑或無屑精密加工方法、生產(chǎn)率高、材料利用率高。 第第5 章章 粉末冶金的特點(diǎn)及粉末冶金材料的應(yīng)用粉末冶金的特點(diǎn)及粉末冶金材料的應(yīng)用 36 2.粉末冶金材料的應(yīng)用粉末冶金材料的應(yīng)用 (1)粉末冶金減摩材料粉末冶金減摩材料滑動軸承滑動軸承(含油軸承含油軸承) (2)粉末冶金摩擦材料粉末冶金摩擦

40、材料 鐵基摩擦材料：鐵基摩擦材料：承受較大壓力，在高溫、高載荷下摩承受較大壓力，在高溫、高載荷下摩 擦性能優(yōu)良，多用于各種高速重載機(jī)器的擦性能優(yōu)良，多用于各種高速重載機(jī)器的制動器制動器。 銅基摩擦材料：銅基摩擦材料：工藝性較好，摩擦系數(shù)穩(wěn)定，抗粘、工藝性較好，摩擦系數(shù)穩(wěn)定，抗粘、 抗卡性好，濕式工作條件下耐磨性優(yōu)良抗卡性好，濕式工作條件下耐磨性優(yōu)良 ，常用于汽車、常用于汽車、 拖拉機(jī)、鍛壓機(jī)床的拖拉機(jī)、鍛壓機(jī)床的離合器離合器與制動器與制動器 。 (3)粉末冶金結(jié)構(gòu)材料粉末冶金結(jié)構(gòu)材料 鐵基結(jié)構(gòu)材料：鐵基結(jié)構(gòu)材料：零件精度較高，粗糙度值小，無屑和少屑加零件精度較高，粗糙度值小，無屑和少屑加 工，

41、生產(chǎn)率高，制品多孔，可浸潤滑油，減摩、減振、消聲。工，生產(chǎn)率高，制品多孔，可浸潤滑油，減摩、減振、消聲。 第第5 章章 銅基結(jié)構(gòu)材料銅基結(jié)構(gòu)材料比鐵基結(jié)構(gòu)材料抗拉強(qiáng)度低，但塑性、比鐵基結(jié)構(gòu)材料抗拉強(qiáng)度低，但塑性、 韌性較高，具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和耐腐蝕性能，可韌性較高，具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和耐腐蝕性能，可 進(jìn)行各種鍍涂處理。進(jìn)行各種鍍涂處理。 1.常用硬質(zhì)合金的類別、成分和牌號常用硬質(zhì)合金的類別、成分和牌號 5.5.2 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金 一種或幾種難熔碳化物(如碳化鎢、碳化鈦等)粉末， 參加起粘接作用的金屬粉末，用粉末冶金法制得的材料。 成分：成分：WC+Co。 牌號：牌號：如如 YG6表示表

42、示wCo6%， 余量為余量為WC的鎢鈷類硬質(zhì)合金的鎢鈷類硬質(zhì)合金。 (1)鎢鈷類硬質(zhì)合金鎢鈷類硬質(zhì)合金 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金 37 第第5 章章 成分成分：WC+TiC+Co 牌號：牌號：如如 YT15表示表示wTiC15%的鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金。的鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金。 (3)鎢鈦鉭鎢鈦鉭(鈮鈮)類硬質(zhì)合金類硬質(zhì)合金(萬能硬質(zhì)合金或通用硬質(zhì)金萬能硬質(zhì)合金或通用硬質(zhì)金) 第第5章章 非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料與粉末冶金材料 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金 38 高的抗壓強(qiáng)度、耐蝕性和抗氧化性，常溫下硬度可高的抗壓強(qiáng)度、耐蝕性和抗氧化性，常溫下硬度可 達(dá)達(dá)8693HRA(相當(dāng)于相當(dāng)于6981HRC)；熱硬性高，可；熱硬性高，可 達(dá)達(dá)9001000；耐磨性好。；耐磨性好。 2.硬質(zhì)合金的性能硬質(zhì)合金的性能 (2)鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金 成分：成分： WC+TiC+ TaC +Co 或或WC+TiC+ N