第八章有色金屬及其合金

第八章有色金屬及其合金第1頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月有色金屬性能及特點

力學(xué)性能：高的比強(qiáng)度（強(qiáng)度/密度）；

物理性能：導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、無磁性、形狀記憶特性化學(xué)性能：耐腐蝕

第2頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)鋁合金及其應(yīng)用知識要點鋁合金的強(qiáng)化方式鋁合金的分類及應(yīng)用第3頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月一、純鋁的性能特點及應(yīng)用：輕，密度低→配置鋁合金抗大氣腐蝕→包覆材料導(dǎo)電導(dǎo)熱性好→導(dǎo)線、電容加工性能好→包裝材料強(qiáng)度低→不能作為承受載荷的結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用

二、鋁合金：向鋁中加入合金元素→鋁合金。常加的合金元素：主：Cu,Mg,Si,Zn,Mn等；微：Ti,Zr,Cr,B等；

純鋁的牌號：四位字符（以1開頭，第二位表示純鋁的成分狀況，第三、四位表示鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小數(shù)點后兩位數(shù)。）第4頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月1鋁合金的分類變形鋁合金（D以左）鑄造鋁合金（D以右）不能熱處理強(qiáng)化鋁合金能熱處理強(qiáng)化鋁合金共晶點合金元素第5頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月2鋁合金的強(qiáng)化方式變形強(qiáng)化（加工硬化）

變質(zhì)處理（細(xì)晶強(qiáng)化）：適合鑄造鋁合金

固溶強(qiáng)化：鋁合金都有

時效強(qiáng)化：（重點）可熱處理強(qiáng)化鋁合金。

時效強(qiáng)化：鋁合金淬火后在室溫或者較低溫度下加熱保溫一段時間，隨時間延長其強(qiáng)度硬度顯著增加的現(xiàn)象。

時效強(qiáng)化的步驟：固溶處理（淬火）

時效得到過飽和的相過飽和相中析出強(qiáng)化相自然時效人工時效第6頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月時效曲線第7頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月變質(zhì)處理：常用于鑄造鋁合金未變質(zhì)處理的組織變質(zhì)處理的組織第8頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月三常用的鋁合金變形鋁合金（D成分以左的合金）鑄造鋁合金（D成分以右的合金）1變形鋁合金（D’成分以左的合金）：制成各種型材、棒料、板、管、線、箔等。牌號：四位字符（2020）（第一位為數(shù)字，表示鋁合金組別2：銅（Cu）為主要合金元素的鋁合金3：錳（Mn)為主要合金元素的鋁合金4:硅（Si）為主要合金元素的鋁合金5：鎂（Mg）為主要合金元素的鋁合金6：鎂和硅（Mg/Si)為主要合金元素的鋁合金7:鋅（Zn）為主要合金元素的鋁合金第二位：A/（0）原始合金其它字母表示改型合金第三、四位：區(qū)分同一組的不同合金。無特殊意義第9頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）鋁銅合金（又稱硬鋁）成分：AL—Cu—Mg—(Mn)元素作用：Cu,Mg:形成強(qiáng)化相（CuAL2,CuMgAL2）,時效強(qiáng)化。Mn提高抗腐蝕性能；固溶強(qiáng)化；性能：強(qiáng)度較高，塑性好，可時效強(qiáng)化。應(yīng)用：主要用于飛機(jī)構(gòu)件，如飛機(jī)蒙皮(2A12)、擠壓成螺旋槳、葉片(2A11)等重要零件。（2）鋁錳合金（防銹鋁合金）成分：AL—Mn（主）－MgMn,Mg的作用：提高抗腐蝕性能及塑性，固溶強(qiáng)化第10頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月性能：抗蝕性高，塑性好，不能熱處理強(qiáng)化，可冷變形強(qiáng)化。應(yīng)用：油箱、油管（罐）、鉚釘（3A21）等。（3）鋁鋅合金（超硬鋁）成分：Al－Zn－Cu－Mg特點：時效產(chǎn)生強(qiáng)烈的強(qiáng)化效果，強(qiáng)度很高（可達(dá)680MPa),缺點是耐熱性、抗蝕性差。應(yīng)用：飛機(jī)大梁、起落架等（7A04）（主要受力構(gòu)件）（4）鋁鎂合金成分：Al-Mg-(少量Mn,Si,Fe)特點：塑性好、易于變形加工，抗腐蝕性能好、焊接性能好，不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。比純鋁輕。應(yīng)用：航空工業(yè)中的管道、鉚釘?shù)?。?1頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月2鑄造鋁合金特點：力學(xué)性能不如變形鋁合金，鑄造性能好，用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜的零件。Al-Si系鑄造鋁合金（鑄造性能和力學(xué)性能配合最佳）（1）簡單硅鋁明：ZL102（ZALSi12）組織：a+Si共晶體性能：鑄造性能好，強(qiáng)度低。用途：形狀復(fù)雜、受力不大的零件，如儀表外殼等。第12頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）復(fù)雜(特殊）硅鋁明：在AL—Si基礎(chǔ)上加入其它合金元素（Cu,Mn,Ni,Mg等）→強(qiáng)化方式（時效強(qiáng)化，變質(zhì)處理）。性能：鑄造性能好，較高的強(qiáng)度和耐磨性、耐熱性。應(yīng)用：用于制造形狀復(fù)雜中等強(qiáng)度的零件，如發(fā)動機(jī)活塞、氣缸體、風(fēng)機(jī)葉片、液壓泵殼體等（代號ZL109)。第13頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月

第二節(jié)軸承合金軸承分類：滑動軸承和滾動軸承滑動軸承的構(gòu)成：軸承體和軸瓦軸承合金：制造軸瓦和內(nèi)襯的耐磨合金稱為軸承合金。軸承合金的性能要求足夠的抗壓強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和沖擊性能；摩擦系數(shù)小，減摩性能好，良好的磨合性能和抗咬合能力，蓄油性能好，以減小軸頸磨損并防止咬合；具有小的膨脹系數(shù)合良好的導(dǎo)熱性能合耐腐蝕性能。第14頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月軸承合金的組織特點軟硬不同的多相合金分為兩類：一是軟基體上分布硬質(zhì)點；(主要內(nèi)容）二是硬基體上分部軟質(zhì)點。常用的軸承合金錫基和鉛基軸承合金（巴氏合金）熔點低，軟基體上分布硬質(zhì)點。（1）錫基軸承合金(Sn（主）＋Sb＋Cu）軟基體：Sb溶于Sn的固溶體硬質(zhì)點：SbSn化合物牌號：ZSnSb12Pb10Cu4第15頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)用：應(yīng)用于重型動力機(jī)械的軸承合金，如汽輪機(jī)、渦輪壓縮機(jī)和高速內(nèi)燃機(jī)等。（2）鉛基軸承合金（Pb(主）＋Sb+Sn+Cu)軟基體：a+b共晶體硬質(zhì)點：初生的b相和Cu2Sb化合物特點：成本低，性能低于錫