第08章有色金屬及其合金

1、第八章 有色金屬及其合金8.1鋁及鋁合金鋁及鋁合金8.2銅及銅合金銅及銅合金8.3鈦及鈦合金鈦及鈦合金8.4軸軸 承承 合合 金金第八章 有色金屬及其合金熔點熔點660，密度，密度2.7g/cm3，比強度高。，比強度高。導電導熱性好，耐大氣腐蝕。導電導熱性好，耐大氣腐蝕。切削性好，塑性好、可冷成型。切削性好，塑性好、可冷成型。鑄鑄Al合金的鑄造性能好。合金的鑄造性能好。Al及及Al合金的特點合金的特點工業(yè)純鋁工業(yè)純鋁 L1 L5，做散熱器、器皿等。，做散熱器、器皿等。力學性能力學性能 b = 80100 MPa= 3050 %1純鋁純鋁2鋁合金鋁合金（1）分類和強化）分類和強化分類分類 變形鋁

2、合金、鑄造鋁合金變形鋁合金、鑄造鋁合金強化方法強化方法固溶、冷變形、時效強化固溶、冷變形、時效強化-CuAl2時效強化時效強化 淬火后合金強硬度隨時間延長而顯著升高淬火后合金強硬度隨時間延長而顯著升高時效工藝時效工藝固溶處理固溶處理（水冷淬火）（水冷淬火） 過飽和固溶體過飽和固溶體時效過程時效過程 過飽和固溶體分解，析出強化相過飽和固溶體分解，析出強化相 。自然時效自然時效 在室溫長時間停留，如，數天。在室溫長時間停留，如，數天。人工時效人工時效 加熱至加熱至100200，保溫一定時間。，保溫一定時間。時效效果時效效果 時效溫度時效溫度高，則速度快，但強化效果小。高，則速度快，但強化效果小。合

3、金合金類別類別代號代號主主 要要 化化 學學 成成 分分, %熱處理熱處理機械性能機械性能CuMgMgMn其它其它b bMPa%HB防銹防銹鋁鋁LF54.55.50.30.6退火退火2702370LF114.85.50.30.6V 0.020.22702370LF211.01.61302330硬鋁硬鋁LY12.23.00.20.5固溶處理固溶處理+自然時效自然時效3002470LY113.84.80.40.80.40.842018100LY123.84.91.21.80.30.948011131超硬超硬鋁鋁LC41.42.01.82.80.20.6Zn 5.07.0固溶處理固溶處理+人工時效人

4、工時效60012150LC62.22.82.53.20.2.5Zn 7.68.66807190鍛鋁鍛鋁LD51.82.60.40.80.40.8Si 0.71.242013105LD71.92.51.41.8Ni 11.5Fe 1.01.544013120LD103.94.80.40.80.41.0Si 0.51.248010135（）變形鋁合金（）變形鋁合金防銹鋁防銹鋁 LF，不可熱處理強化，做油箱、油管、鉚釘。，不可熱處理強化，做油箱、油管、鉚釘。硬鋁硬鋁 LY，做螺旋槳葉片、支柱。，做螺旋槳葉片、支柱。超硬鋁超硬鋁 LC，做飛機大梁、起落架。，做飛機大梁、起落架。鍛鋁鍛鋁 LD，做鍛件、

5、模鍛件。，做鍛件、模鍛件。合金合金代號代號主主 要要 化化 學學 成成 分分, , %機機 械械 性性 能能SiCuMg鑄造鑄造方法方法熱處熱處理理bMPa%HB鋁硅鋁硅ZL1016.08.00.20.4SBT6230170ZL1021013SBJT2T2143153425050ZL1104.06.05.08.00.20.5JT117090鋁銅鋁銅ZL2034.05.0JT4210660鋁鎂鋁鎂ZL3019.511.5ST4280920鋁鋅鋁鋅ZL4026.08.0Zn570.40.7JT1240470鑄造方法：鑄造方法：SBSB砂型變質；砂型變質；J金屬砂；金屬砂；S S砂型砂型熱處理：熱處

6、理：T1T1不淬火，人工時效；不淬火，人工時效； T2T2退火；退火；T4T4淬火淬火+ +自然時效；自然時效；T6T6淬火淬火+ +人工時效人工時效（3）鑄造鋁合金）鑄造鋁合金 Al-Si 合金合金（硅鋁明）（硅鋁明） 鑄造性好（熔點低、流動性好、收縮小）。鑄造性好（熔點低、流動性好、收縮小）。鑄造鋁合金的應用鑄造鋁合金的應用 8.28.2銅及銅合金銅及銅合金1純銅純銅2銅合金銅合金熔點熔點1083，密度密度8.9g/cm3 。導電導熱性僅次于導電導熱性僅次于Ag。耐大氣、水腐蝕。耐大氣、水腐蝕。切削性好，塑性好，可冷、熱成形。切削性好，塑性好，可冷、熱成形。鑄鑄Cu合金的鑄造性能好。合金的

7、鑄造性能好。Cu及及Cu合金的特點合金的特點1純純銅銅 紫銅（紫紅色）紫銅（紫紅色）工業(yè)純銅工業(yè)純銅 T1 T4 ，做電導體。做電導體。 力學性能力學性能 b = 230250 MPa= 4050 %純銅管純銅管2銅合金銅合金（）黃（）黃銅銅 Cu-Zn系合金系合金普通黃銅普通黃銅 Cu-Zn合金合金單相黃銅單相黃銅 如如 H80，含，含 80% Cu ，單相，單相，塑性好，可冷成型。，塑性好，可冷成型。 雙相黃銅雙相黃銅 如如 H62，+ ，可熱變形?？蔁嶙冃巍?鑄造黃銅鑄造黃銅 如如 ZCuZn38，含，含38% Zn 。組織組織代號代號化學成分化學成分, %, %機械性能機械性能CuZn

8、加工加工狀態(tài)狀態(tài)bMPa%HBH96H969597余量余量退火退火25035H807981余量余量退火退火27050H686770余量余量退火退火30040H595760余量余量退火退火變形變形300420255103牌號、性能牌號、性能 (a) 單相黃銅單相黃銅 Cu-Zn合金的顯微組織合金的顯微組織(b) 雙相黃銅雙相黃銅+復雜黃銅復雜黃銅 改善改善Cu-Zn合金的耐蝕性、機械性能。合金的耐蝕性、機械性能。組組 別別代代 號號主要化學成分主要化學成分, %, %機械性能機械性能( (變形變形) )Cu其它其它bMPa%HBPb黃銅黃銅HPb 63-3HPb 60-162.065.059.0

9、61.0Pb 2.43.0Pb 0.61.060061054SnSn黃銅黃銅HSn 90-1HSn 62-188.091.061.063.0Sn 0.250.75Sn 0.71.152070054148Al黃銅黃銅HAl 77-276.079.0Al 1.82.665012170SiSi黃銅黃銅HSi 65-1.5-363.566.5Si 1.02.0Pb 2.53.56008160Mn黃銅黃銅FeFe黃銅黃銅HMn 58-2HFe 59-1-157.060.057.060.0Mn 1.01.2Fe 0.61.27007001010175160NiNi黃銅黃銅HNi 65-564.067.0N

10、i 5.06.57004黃銅制品黃銅制品（2）青銅）青銅 Cu-Sn、Cu-Al、Cu-Be系等合金系等合金。壓力加工青銅壓力加工青銅Sn青銅青銅 如如 QSn4-3，含，含4%Sn 、3%Zn，其余為，其余為 Cu 。做軸承、彈簧等。做軸承、彈簧等。 Al青銅青銅 如如 QAl 10-3-1.5，做耐蝕、抗磨的齒輪、軸套等。，做耐蝕、抗磨的齒輪、軸套等。 Be青銅青銅 如如 QBe2，做彈簧，高速軸承等。，做彈簧，高速軸承等。鑄造青銅鑄造青銅 如如Sn青銅青銅 ，ZCuSn10Zn2 。（3）白銅）白銅 Cu-Ni 系合金系合金如，如，B19 ，含，含 19%Ni 的普通白銅，做船舶儀器零件

11、等。的普通白銅，做船舶儀器零件等。8.38.3鈦及鈦合金鈦及鈦合金特性特性 強度、塑性、比強度高，強度、塑性、比強度高，耐蝕耐蝕、耐熱、耐低溫。、耐熱、耐低溫。純鈦純鈦銀白色，熔點銀白色，熔點1680，密度，密度4.54 g/cm3 。同素異構轉變同素異構轉變 882時，密排六方時，密排六方-Ti -Ti（體心立方）。（體心立方）。牌號牌號 工業(yè)純鈦工業(yè)純鈦 TA1TA3鈦飛船鈦飛船2鈦合金鈦合金TC4 時效后的組織：時效后的組織：塊狀塊狀基體基體針狀針狀-Ti 合金合金可變形強化，如可變形強化，如 TA7（Ti-5Al-2.5Sn） Ti 合金合金可時效強化，可時效強化，TB1（Ti-3Al

12、-13V-11Cr）（+）-Ti 合金合金可時效強化，可時效強化，TC4（Ti-6Al-4V）熱處理熱處理退火退火 650850（再結晶）（再結晶） 450650（去應力）（去應力）淬火淬火 + 時效處理時效處理8.48.4軸承合金軸承合金滑動軸承中的軸瓦及內襯的材料滑動軸承中的軸瓦及內襯的材料工作條件工作條件 沖擊、交變載荷，軸頸壓力、摩擦。沖擊、交變載荷，軸頸壓力、摩擦。性能性能 強硬度、塑韌性好，與軸的磨合能力、減摩性好。強硬度、塑韌性好，與軸的磨合能力、減摩性好。導熱、抗蝕性好。導熱、抗蝕性好。軸瓦軸瓦Sn基軸承合金基軸承合金ZChSnSb11-6（含11%Sb，6%Cu）。軟基體軟基體 + 硬質點（硬質點（白方塊是白方塊是-SnSb 白針狀白針狀Cu6Sn5 ）Pb基軸承合金基軸承合金ZChPbSb16-16-2()共晶軟基體共晶軟基體 + 硬質點硬質點 ZChSnSb11-6的組織，的組織，100Cu基軸承合金基軸承合金 做大載荷、高速軸承。做大載荷、高速軸承。 Pb青銅，青銅，ZQPb30，CuCu硬基體硬基體PbPb軟質點。軟質點