工程材料第九章

工程材料第九章第一頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日第九章有色金屬及其合金第二頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日第八章鑄鐵鑄鐵是含碳量大于2.11%的鐵碳合金。鑄鐵是人類(lèi)使用最早的金屬材料之一，具有生產(chǎn)方法簡(jiǎn)便，成本低廉，性能優(yōu)良等特點(diǎn)，至今仍使用廣泛。缺點(diǎn)：硬脆，不易加工，只能鑄造。

典型零件：機(jī)床床身、汽缸體和缸套、凸輪軸、曲軸。鑄鐵的類(lèi)別：①白口鑄鐵：碳主要以滲碳體（Fe3C）形式存在的鑄鐵。②灰口鑄鐵：碳主要以石墨（G）形式存在的鑄鐵。②麻口鑄鐵：介于白口鑄鐵和灰口鑄鐵之間鑄鐵。本章介紹灰口鑄鐵。

硬而脆，很少用做零件，作原料用（生鐵）。

猜想分類(lèi)依據(jù)是……？第三頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日第九章有色金屬及其合金

(ColoredMetalandAlloy)鋁及鋁合金銅及銅合金滑動(dòng)軸承合金鈦及鈦合金第四頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日概述1、定義:除黑色金屬(鐵錳鉻，多指鋼、鐵)以外的所有金屬。

2、性能特點(diǎn):具有獨(dú)特的物理、化學(xué)性能。3.分類(lèi)重金屬(密度＞3.5);Cu、Ni等。輕金屬(密度＜3.5);Al、Mg等。貴重金屬;Au、Ag、Pt等。稀有金屬;W、Ti、Ra、Nb等。半金屬;Si、Te、B等。第五頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日一、工業(yè)純鋁特點(diǎn):密度小；導(dǎo)電及導(dǎo)熱性能好；抗大氣腐蝕性好；塑性高;強(qiáng)度低；無(wú)磁性；無(wú)打擊火花；加工工藝性好等。牌號(hào)：舊代號(hào)：L1L2L3······四位數(shù)字牌號(hào)：107010601050第一節(jié)鋁及鋁合金第六頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日二、鋁合金的分類(lèi)第七頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日鋁合金的分類(lèi)變形鋁合金鑄造鋁合金不能熱處理強(qiáng)化能熱處理強(qiáng)化第八頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日三、鋁合金的熱處理時(shí)效強(qiáng)化(ageingstrengthening)退火(anneal)回歸(regression)第九頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日1.固溶、時(shí)效在固溶處理后的合金隨時(shí)間延續(xù)而發(fā)生進(jìn)一步強(qiáng)化的現(xiàn)象。背景資料:1906年德國(guó)Duralumin首次發(fā)現(xiàn)。1910年德國(guó)A·Welmer發(fā)明并獲專(zhuān)利。1916年用于制造飛機(jī)。1938年Guinier–Preston建立學(xué)說(shuō)。第十頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日固溶處理：

時(shí)效處理自然時(shí)效人工時(shí)效將鋁合金加熱至α單相區(qū)恒溫保持，然后快速冷卻。固溶處理后的鋁合金強(qiáng)度隨時(shí)間而變化的現(xiàn)象。第十一頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日含4%Cu的鋁合金自然時(shí)效曲線第十二頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日含4%Cu的鋁合金的人工時(shí)效曲線*過(guò)時(shí)效：時(shí)效溫度過(guò)高合金軟化第十三頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日2、退火(anneal)

形變鋁合金的退火:

*消除應(yīng)力,硬度不變。*消除加工硬化,降低硬度,便于冷塑性加工。鑄造鋁合金的退火:

*消除應(yīng)力;

*均勻成分;第十四頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日3、回歸(regression)回歸：人工時(shí)效的鋁合金再經(jīng)固溶后性能恢得現(xiàn)象（塑性改善，強(qiáng)度下降）*人工時(shí)效后的鋁合金沒(méi)有回歸現(xiàn)象。時(shí)間溫度

加熱200～270℃水

淬時(shí)效組織原淬火組織

第十五頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日常用的鋁合金變形鋁合金

(deformationaluminumalloy)鑄造鋁合金

(castaluminumalloy)第十六頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日三、變形鋁合金

(deformationaluminumalloy)1.防銹鋁合金(LF):

Al–Mn通過(guò)固溶強(qiáng)化提高鋁合金的強(qiáng)度和抗蝕性(比純鋁好)。例如:LF21。

Al–Mg通過(guò)固溶強(qiáng)化提高鋁合金的強(qiáng)度和抗蝕性(比純鋁輕)。例如:LF2、LF6等。第十七頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日飛機(jī)翼梁(腹板為硬鋁合金)2.硬鋁合金(LY):

Al–Cu–Mg通過(guò)時(shí)效強(qiáng)化提鋁合金強(qiáng)度,但耐蝕性不高。LY1、LY11、LY12。3.超硬鋁合金(LC):

Al–Zn–Mg–Cu通過(guò)時(shí)效強(qiáng)化和形成的強(qiáng)化相,使鋁合金達(dá)到最高的硬度和強(qiáng)度。但耐蝕性較差。LC4、LC9。飛機(jī)主起落架第十八頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日4.鍛鋁合金(LD):

Al–Mg–Si–Cu具有良好的熱塑性,通過(guò)固溶處理和人工時(shí)效來(lái)提高鋁合金的力學(xué)性能。LD5、LD6、LD10。壓氣機(jī)葉片第十九頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日變形鋁合金牌號(hào)表示方法：

GB/T16474-1996四位字符：如：2A11：11號(hào)鋁銅合金第二十頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日四、鑄造鋁合金

(castaluminumalloy)鑄造鋁–硅合金鑄造鋁–銅合金鑄造鋁–鎂合金鑄造鋁–鋅合金第二十一頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日1.鑄造鋁–硅合金(ZL101～ZL111):活塞(裙部為鋁硅合金)特點(diǎn)：鑄造性能好是最常用的鑄鋁合金第二十二頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日鋁硅合金變質(zhì)處理變質(zhì)劑：

2/3NaF+1/3NaCl組織變化：

細(xì)化硅晶體性能變化：

強(qiáng)度提高、塑性改善ZL102未變質(zhì)ZL102變質(zhì)第二十三頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日2.鑄造鋁–銅合金(ZL201～ZL203):有較高的強(qiáng)度、塑性及耐熱性,但鑄造性能和耐蝕性較差。

鋁銅合金鑄造組織(化染)210×汽缸頭第二十四頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日3.鑄造鋁–鎂合金(ZL301、ZL302):有較高的強(qiáng)度、韌性及耐蝕性,但鑄造性能和耐熱性較差。

鋁鎂合金鑄造組織(化染)150×鼓風(fēng)機(jī)用密封件(ZL102)及抗空架件(ZL301)第二十五頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日4.鑄造鋁–鋅合金(ZL401、ZL402):具有良好的鑄造性,經(jīng)變質(zhì)處理和時(shí)效處理后,強(qiáng)度高,但耐蝕性差。大型空壓機(jī)活塞(ZL401)第二十六頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日鑄鋁合金牌號(hào)表示：

例：ZAlCu5Mn

第二十七頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)銅及銅合金一、純銅

性能特點(diǎn):密度大;導(dǎo)電及導(dǎo)熱性能好;抗大氣腐蝕性好;塑性高;強(qiáng)度低;無(wú)磁性;無(wú)打擊火花;加工工藝性好分類(lèi)：工業(yè)純銅T1～T4無(wú)氧銅TU2第二十八頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日

純銅組織金相圖第二十九頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日二、銅合金的分類(lèi)黃銅:Cu–Zn白銅:Cu–Ni青銅:除黃銅和白銅外的所有銅合金。第三十頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日三、黃銅(brass)普通黃銅(commonbrass)特殊黃銅(specialbrass)第三十一頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日50030405060700400300200100010205040302010506070809010011040HB+’bb(Mpa)(%)HB（1）黃銅的力學(xué)性能與含鋅量的關(guān)系1、普通黃銅(commonbrass)第三十二頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日（2）黃銅的牌號(hào)H90含銅量WCu=90%黃銅第三十三頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日（3）常用的黃銅金獎(jiǎng)黃銅---H90彈殼黃銅---H70(H68)日用黃銅---H62(H59)法蘭閥閘閥冷凝器管第三十四頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日2、特殊黃銅(specialbrass)定義:在黃銅中加入Al、Fe、Si、Cr、Ni、Sn、Mn等元素所形成的合金。牌號(hào):HAl59-3含鋁量WAl=3%含銅量WCu=59%第三十五頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日常用的特殊黃銅海軍黃銅---HSn62-1易切削黃銅---HPb59-1第三十六頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日四、青銅(bronze)普通青銅(錫青銅)(tinbronze)特殊青銅(無(wú)錫青銅)(tin–freebronze)第三十七頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日青銅牌號(hào)的表示方法ZQSn10–1其它合金元素含量為1%主加元素錫其含量為WSn=10%青銅鑄造第三十八頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日1、錫青銅(tinbronze)371014壓力加工鑄造成形σbα+δδαδ第三十九頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日錫青銅的性能特點(diǎn)：耐磨性耐蝕性收縮小無(wú)磁性不致密、易滲漏流動(dòng)性差錫青銅的應(yīng)用：彈簧、軸承、軸瓦強(qiáng)度高第四十頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日2、特殊青銅(無(wú)錫青銅)

(tin–freebronze)硅青銅:QSi3–1鋁青銅:QAl7鈹青銅:QBe2;具有非常好的力學(xué)