第九章有色金屬及粉末冶金材料

1、u第一節(jié) 鋁及鋁合金u第二節(jié) 銅及銅合金u第三節(jié) 滑動軸承合金u第四節(jié) 粉末冶金材料第一節(jié) 鋁及鋁合金純鋁的性能特點： 1.純鋁的密度較?。蝗埸c為660；具有面心立方晶格；無同素異晶轉(zhuǎn)變 2.純鋁的導電性、導熱性很高 3.純鋁是非磁性、無火花材料，而且反射性能好 4.純鋁的強度很低,塑性很高 5.在空氣中具有良好的耐蝕性。但不能耐酸、堿、鹽的腐蝕。 工業(yè)純鋁分為純鋁和高純鋁兩類。一、工業(yè)純鋁一、工業(yè)純鋁（一）鋁合金分類 制作鋁合金的合金元素大致分主加元素（硅、銅、鎂、鋅、錳等）和輔加元素（鉻、鈦、鋯等）兩類。鋁與主加元素的二元相圖一般都具有如圖9-1所示形式。二二、鋁、鋁合金分類及時效強化合金

2、分類及時效強化分類如下： 不可強化鋁合金（F左）變形鋁合金（D左） 可強化鋁合金（DF）鑄造鋁合金（D右） 圖9-1 鋁合金分類示意圖變形鋁合金 熱處理不可強化鋁合金鑄造鋁合金圖9-2 Cu為4%的鋁合金自然時效曲線（二）鋁合金的時效強化 時效強化：淬火后，鋁合金的強度和硬度隨時間而發(fā)生顯著提高的現(xiàn)象。 室溫下進行的時效稱為自然時效，加熱條件下進行的時效稱為人工時效。圖9-3 Cu為4%的鋁合金在不同溫度下的時效曲線（三）鋁合金的回歸處理 將已經(jīng)時效強化的鋁合金，重新加熱到200270，經(jīng)短時間保溫，然后在水中急冷，使合金恢復到淬火狀態(tài)的處理。三三、變形鋁合金、變形鋁合金 變形鋁合金可按其主要

3、性能特點分為防銹鋁（鋁-錳系合金或鋁-鎂系合金）、硬鋁（鋁-銅-鎂系合金）、超硬鋁（鋁-銅-鎂-鋅系合金）與鍛鋁（鋁-銅-鎂-硅系合金）等。四四、鑄造鋁合金、鑄造鋁合金 牌號表示：由“Z”和基本金屬鋁的化學元素符號、主要合金化學元素符號以及合金化學元素名義百分含量（質(zhì)量分數(shù)）100的數(shù)字組成。牌號后 “A”表示優(yōu)質(zhì)。圖9-6 ZL102合金的顯微組織（變質(zhì)后）（100 x）圖9-4 鋁-硅二元合金相圖圖9-5 ZL102合金的顯微組織（變質(zhì)前）（100 x）第二節(jié) 銅及銅合金工業(yè)純銅的特點： 1.純銅的密度為8.96g/cm3，熔點為1083，具有面心立方晶格，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變； 2.具有優(yōu)良的

4、導電性、導熱性、抗磁性及良好的耐蝕性； 3.純銅的強度不高、硬度很低、塑性很好。一、一、工業(yè)純銅工業(yè)純銅二、二、銅合金的分類及牌號表示方法銅合金的分類及牌號表示方法（一）銅合金分類 按化學成分，可分為黃銅、青銅及白銅； 按生產(chǎn)方法，可分為壓力加工產(chǎn)品和鑄造產(chǎn)品。（二）銅合金牌號表示方法1加工銅合金 （1）加工黃銅：表示方法為“H”銅元素含量（質(zhì)量分數(shù)100）。 （2）加工青銅：“Q”第一主加元素的化學符號及含量（質(zhì)量分數(shù)100）其他合金元素含量（質(zhì)量分數(shù)100）。2鑄造銅合金 “Z”+銅元素化學符號+主加元素的化學符號及含量（質(zhì)量分數(shù)100）+其它合金元素化學符號及含量（質(zhì)量分數(shù)100）。三、

5、黃銅三、黃銅（一）普通黃銅1普通黃銅的組織（如圖9-7及圖9-8所示）圖9-7 單相黃銅的顯微組織（100 x）圖9-8 +雙相黃銅的顯微組織（100 x）圖9-9 鋅對銅力學性能的影響（退火） 2普通黃銅的性能 黃銅的強度和塑性與含鋅量有密切的關(guān)系（如圖9-9所示）（二）特殊黃銅 在普通黃銅基礎(chǔ)上，再加入其他合金元素所組成的多元合金稱為特殊黃銅。四、青銅四、青銅（一）錫青銅1錫青銅的組織圖9-10 錫青銅（Sn 5% 6%）的鑄態(tài)組織（100 x）2錫青銅的性能 錫對錫青銅的力學性能影響如圖9-11所示（二）鋁青銅和鈹青銅 常用鋁青銅和鈹青銅的代號、成分、力學性能及用途如書中表9-4所示。3

6、常用的錫青銅 （1）加工錫青銅 （2）鑄造錫青銅圖9-11 鑄造錫青銅的力學性能與含錫量的關(guān)系第三節(jié) 滑動軸承合金圖9-12 滑動軸承結(jié)構(gòu)（a）部分式軸瓦（b）軸瓦上鑲鑄軸承襯（一）具有良好的減摩性 1.摩擦系數(shù)低 2.磨合性好 3.抗咬合性好一、一、軸承合金性能的要求軸承合金性能的要求（二）具有足夠的力學性能 滑動軸承合金要有較高的抗壓強度和疲勞強度，并能抵抗沖擊和振動。 此外，軸承合金還應(yīng)具有良好的導熱性、小的熱膨脹系數(shù)、良好的耐蝕性和鑄造性能。圖9-13 滑動軸承理想組織示意圖二、軸承合金的組織特性二、軸承合金的組織特性（一）在軟的基體上孤立地分布硬質(zhì)點 這類組織有較好的磨合性與抗沖擊、

7、抗振動能力。但難以承受高的載荷。（二）在較硬的基體上分布著軟的質(zhì)點 這類組織也具有低的摩擦系數(shù)，但其磨合性較差。三、常用的軸承合金三、常用的軸承合金（一）錫基軸承合金與鋁基軸承合金（巴氏合金） 表示方法：“Z” +基體元素與主加元素的化學符號+主加元素的含量（質(zhì)量分數(shù)100）+輔加元素化學符號+輔加元素的含量（質(zhì)量分數(shù)100）。1錫基軸承合金（錫基巴氏合金） 以錫為基體元素，加入銻、銅等元素組成的合金。其顯微組織如圖9-14所示。圖9-14 ZSnSb11Cu6鑄造錫基軸承合金顯微組織（100 x）2鉛基軸承合金（鉛基巴氏合金） 它是鉛-銻為基的合金。鉛基軸承合金的顯微組織如圖9-15所示。（

8、二）銅基軸承合金 銅基軸承合金有錫青銅、鉛青銅等。圖9-15 ZPbSb16Sn16Cu2鑄造鉛基軸承合金顯微組織（100 x）（三）鋁基軸承合金 常用的鋁基合金是以鋁為基體元素，錫為主加元素所組成的合金。其實際組織為硬的鋁基體上分布著軟的粒狀錫質(zhì)點，如圖9-16所示。圖9-16 ZAlSn20Cu鋁基軸承合金的顯微組織（100 x）第四節(jié) 粉末冶金材料 粉末冶金：用金屬粉末（包括純金屬、合金和金屬化合物粉末）作原料，經(jīng)混勻壓制成形和燒結(jié)制成合金材料或制品的生產(chǎn)過程。一、粉末冶金一、粉末冶金 牌號表示：“F”表示粉末冶金材料，后面數(shù)字與字母分別表示材料的類別和材料的狀態(tài)或特性。二、二、機械制造中常用的粉末冶金材料機械制造中常用的粉末冶金材料（一）燒結(jié)減摩材料圖9-17 鐵基多孔軸承的顯微組織（250 x）圖9-18 制動器示意圖1-銷軸 2-制動片 3-摩擦材料4-被制動的旋轉(zhuǎn)體 5-彈簧（二）燒結(jié)鐵基結(jié)構(gòu)