1、1非鐵金屬及其合金非鐵金屬及其合金新材料工藝概論知識講座新材料工藝概論知識講座2008 年年 9 月月2非鐵金屬及其合金非鐵金屬及其合金鋁及其合金鋁及其合金銅及其合金銅及其合金鈦及其合金鈦及其合金軸承合金軸承合金其它非鐵合金其它非鐵合金3除鐵之外的其它金屬稱為非鐵金屬：除鐵之外的其它金屬稱為非鐵金屬：輕金屬輕金屬4.5g/cm3如如Al、Mg、K、Na、Ca等。等。重金屬重金屬4.5g/cm3如如Cu、Zn、Ni、Sn、Pb、Co等。等。貴金屬貴金屬 Au、Ag、Pt、Rh（銠）、（銠）、Cd（鎘）等。（鎘）等。稀有金屬稀有金屬相對稀少或產量較少相對稀少或產量較少Ti、W、V、Nb、Mo等。等

2、。放射性金屬放射性金屬如鐳（如鐳（Ra）、鈾（）、鈾（U）、釷（）、釷（Th）等。）等。半金屬半金屬介于金屬與非金屬之間的元素，如硅、鍺、硼介于金屬與非金屬之間的元素，如硅、鍺、硼 非鐵金屬具有許多黑色金屬所不及的優(yōu)良特性，是非鐵金屬具有許多黑色金屬所不及的優(yōu)良特性，是現(xiàn)代工業(yè)中不可缺少的材料。現(xiàn)代工業(yè)中不可缺少的材料。 4一、工業(yè)純鋁（物理性能） 具有銀白色金屬光澤，密度具有銀白色金屬光澤，密度2.722.72g/cmg/cm3 3，熔熔點點660.4660.4，具有，具有良好的導電和導熱性良好的導電和導熱性，其導電，其導電性僅次于銀和銅。純鋁在空氣中易氧化，表面性僅次于銀和銅。純鋁在空氣中

3、易氧化，表面形成一層能阻止內層金屬繼續(xù)被氧化的致密的形成一層能阻止內層金屬繼續(xù)被氧化的致密的氧化膜，因此具有良好的氧化膜，因此具有良好的抗大氣腐蝕性抗大氣腐蝕性能。能。5一、工業(yè)純鋁（工藝性能） 純鋁具有純鋁具有面心立方面心立方結構，具有極好的塑性和較低的結構，具有極好的塑性和較低的強度強度( (純度純度99.99%99.99%時，時，b b45MPa45MPa，50%)50%)，良好的低溫性良好的低溫性能能(-235(-235塑性和沖擊韌度也不降低塑性和沖擊韌度也不降低) )，冷變形加工可提，冷變形加工可提高其強度，但塑性降低。高其強度，但塑性降低。 鑄、壓力加工、焊和切削加工性能具佳鑄、壓

4、力加工、焊和切削加工性能具佳。 工業(yè)純鋁中含有少量鐵、硅等工業(yè)純鋁中含有少量鐵、硅等雜質元素雜質元素，雜質含量增，雜質含量增加，其導電性、抗蝕性及塑性都降低。加，其導電性、抗蝕性及塑性都降低。6一、工業(yè)純鋁（分類）一、工業(yè)純鋁（分類）按純度：按純度：高純鋁高純鋁、工業(yè)高純鋁工業(yè)高純鋁、工業(yè)純鋁工業(yè)純鋁高純鋁：高純鋁：有有L05L05L01L01五種，數(shù)字越大，純度越高；五種，數(shù)字越大，純度越高；工業(yè)高純鋁：工業(yè)高純鋁：有有LG5LG5LG1LG1五種，數(shù)字越大，純度越高；五種，數(shù)字越大，純度越高；工業(yè)純鋁：工業(yè)純鋁：有有L1L1L7L7七種，數(shù)字越小，純度越高。七種，數(shù)字越小，純度越高。用途：

5、用途：工業(yè)純鋁的主要用途是配制鋁合金，高純鋁主要工業(yè)純鋁的主要用途是配制鋁合金，高純鋁主要用于科學試驗和化學工業(yè)。純鋁還可用來制造導線、包用于科學試驗和化學工業(yè)。純鋁還可用來制造導線、包覆材料、耐蝕和生活器皿等。覆材料、耐蝕和生活器皿等。 7二、鋁合金的分類 鋁中加入適量鋁中加入適量SiSi、CuCu、MgMg、ZnZn、MnMn等主加元素和等主加元素和CrCr、TiTi、ZrZr、B B、NiNi等輔加元素，組成鋁合金，可提高強度等輔加元素，組成鋁合金，可提高強度并保持純鋁的特性。并保持純鋁的特性。 根據(jù)成分和生產工藝特點可將根據(jù)成分和生產工藝特點可將鋁合金分為兩大類鋁合金分為兩大類： 1)

6、 1) 形變鋁合金形變鋁合金 2) 2) 鑄造鋁合金鑄造鋁合金8二、鋁合金的分類二、鋁合金的分類形變鋁合金形變鋁合金: :成分在成分在D D點以左點以左的合的合金，加熱至固溶線金，加熱至固溶線DF以上溫度以上溫度得到均勻的單相得到均勻的單相固溶體，塑性固溶體，塑性好，適于進行鍛造、軋制等。好，適于進行鍛造、軋制等。鑄造鋁合金鑄造鋁合金: :成分在成分在D點以右點以右的的合金，存在共晶組織，塑性較差，合金，存在共晶組織，塑性較差，不宜壓力加工，但流動性好，適不宜壓力加工，但流動性好，適宜鑄造。宜鑄造。 9二、鋁合金的分類二、鋁合金的分類(形變鋁合金形變鋁合金)形變鋁合金中，形變鋁合金中，小于小于

7、F F點的合點的合金，固溶體成分不隨溫度而變金，固溶體成分不隨溫度而變化，不能通過熱處理方法強化，化，不能通過熱處理方法強化，稱為稱為不可熱處理強化的鋁合金不可熱處理強化的鋁合金；成分在成分在F-DF-D之間的合金，固溶之間的合金，固溶體成分隨溫度變化，可通過熱體成分隨溫度變化，可通過熱處理方法強化，稱為處理方法強化，稱為可熱處理可熱處理強化的鋁合金強化的鋁合金。 10三、鋁合金的熱處理(退火、淬火和時效退火、淬火和時效) )1 1退火退火(1) (1) 再結晶退火再結晶退火再結晶溫度以上保溫一段時間后空冷，再結晶溫度以上保溫一段時間后空冷，用于消除變形工件的加工硬化，提高塑性，以便繼續(xù)用于消

8、除變形工件的加工硬化，提高塑性，以便繼續(xù)進行成形加工。進行成形加工。(2) (2) 低溫退火低溫退火消除內應力，適當增加塑性，消除內應力，適當增加塑性，通常在通常在180180300300保溫保溫后空冷。后空冷。(3) (3) 均勻化退火均勻化退火消除鑄錠或鑄件的成分偏析及內應力，消除鑄錠或鑄件的成分偏析及內應力，提高塑性，通常在高溫長時間保溫后空冷。提高塑性，通常在高溫長時間保溫后空冷。 11三、鋁合金的熱處理(退火、淬火和時效退火、淬火和時效) )2 2淬火（固溶處理）淬火（固溶處理） 將鋁合金將鋁合金加熱到固溶線以上加熱到固溶線以上保溫后快保溫后快冷，使第二相來不及析出，得到過飽和、冷，

9、使第二相來不及析出，得到過飽和、不穩(wěn)定的單一不穩(wěn)定的單一固溶體。淬火后鋁合金的固溶體。淬火后鋁合金的強度和硬度不高，具有很好的塑性。強度和硬度不高，具有很好的塑性。 12三、鋁合金的熱處理(退火、淬火和時效退火、淬火和時效) )3. 3. 時效時效 將淬火后的鋁合金，在室溫或低溫加熱下保溫一將淬火后的鋁合金，在室溫或低溫加熱下保溫一段時間，隨時間延長其強度、硬度顯著升高而塑性降段時間，隨時間延長其強度、硬度顯著升高而塑性降低的現(xiàn)象，稱為低的現(xiàn)象，稱為時效時效。室溫下進行的時效稱為。室溫下進行的時效稱為自然時自然時效效；低溫加熱下進行的時效稱為；低溫加熱下進行的時效稱為人工時效人工時效。時效的實

10、。時效的實質，是第二相從過飽和、不穩(wěn)定的單一質，是第二相從過飽和、不穩(wěn)定的單一固溶體中析固溶體中析出和長大，由于第二相與母相（出和長大，由于第二相與母相（相）的共格程度不相）的共格程度不同，使同，使母相產生晶格畸變而強化母相產生晶格畸變而強化。13三、鋁合金的熱處理(退火、淬火和時效退火、淬火和時效) )3. 3. 時效曲線【時效曲線【Al-4%CuAl-4%Cu合金】合金】 自然時效 人工時效14四、形變鋁合金形變鋁合金依據(jù)其性能特點可分為四種形變鋁合金依據(jù)其性能特點可分為四種： 防銹鋁合金防銹鋁合金 LFLF 硬鋁合金硬鋁合金 LYLY 超硬鋁合金超硬鋁合金 LCLC 鍛造鋁合金鍛造鋁合金

11、 LDLD 其中防銹鋁合金為不可熱處理強化鋁合金，其中防銹鋁合金為不可熱處理強化鋁合金，其它三種為可熱處理強化鋁合其它三種為可熱處理強化鋁合金。金。 15四、形變鋁合金(防銹鋁合金防銹鋁合金LFLF)主要系列：主要系列： Al-Mn Al-Mn系、系、Al-MgAl-Mg系系主要性能：主要性能： 具有很高的塑性、較低或中等的強度、優(yōu)良具有很高的塑性、較低或中等的強度、優(yōu)良的耐蝕性能和良好的焊接性能。的耐蝕性能和良好的焊接性能。使使 用：用：防銹鋁只能用冷變形來強化，一般防銹鋁只能用冷變形來強化，一般在退火態(tài)或冷作硬化態(tài)使用。在退火態(tài)或冷作硬化態(tài)使用。16四、形變鋁合金(防銹鋁合金防銹鋁合金LF

12、LF) 常用常用Al-MnAl-Mn系：系：LF21LF21，抗腐蝕性較好，抗腐蝕性較好，常用來常用來制造需彎曲、冷拉或沖壓的零件，如管道、容器、制造需彎曲、冷拉或沖壓的零件，如管道、容器、油箱等。油箱等。 常用常用Al-MgAl-Mg系：系：F2F2、LF3LF3、LF5LF5、LF6LF6等，有較高等，有較高的疲勞性能和抗振性，強度高于的疲勞性能和抗振性，強度高于Al-MnAl-Mn系合金，系合金，但耐熱性較差，廣泛用于航空航天工業(yè)中，如制但耐熱性較差，廣泛用于航空航天工業(yè)中，如制造油箱、管道、鉚釘、飛機行李架等。造油箱、管道、鉚釘、飛機行李架等。 17四、形變鋁合金四、形變鋁合金(硬鋁合

13、金硬鋁合金LYLY)硬鋁包括：硬鋁包括：Al-Cu-MgAl-Cu-Mg系和系和Al-Cu-MnAl-Cu-Mn系兩類系兩類常用常用Al-Cu-Mg系分為：系分為： 低強度硬鋁低強度硬鋁( (鉚釘硬鋁鉚釘硬鋁) )，如，如LY1LY1、LY3LY3、 LY10 LY10等，強度較低，但有很高的塑性；等，強度較低，但有很高的塑性； 中強度硬鋁中強度硬鋁（標準硬鋁），如（標準硬鋁），如LY11LY11； 高強度硬鋁高強度硬鋁，如，如LY12LY12。18四、形變鋁合金(硬鋁合金硬鋁合金LYLY)硬鋁包括：硬鋁包括：Al-Cu-MgAl-Cu-Mg系和系和Al-Cu-MnAl-Cu-Mn系兩類系兩類

14、Al-Cu-Mg系硬鋁的性能：系硬鋁的性能：焊接性和耐蝕性較焊接性和耐蝕性較差，對于板材可包覆一層高純鋁，通常還要進差，對于板材可包覆一層高純鋁，通常還要進行陽極氧化處理和表面涂裝，為提高其耐蝕性行陽極氧化處理和表面涂裝，為提高其耐蝕性一般采用自然時效。部分一般采用自然時效。部分Al-Cu-MgAl-Cu-Mg系硬鋁具有系硬鋁具有較高的耐熱性，如較高的耐熱性，如LY11 LY11 、LY12LY12，可在較高溫可在較高溫度使用。度使用。19四、形變鋁合金(硬鋁合金硬鋁合金LYLY)硬鋁包括：硬鋁包括：Al-Cu-MgAl-Cu-Mg系和系和Al-Cu-MnAl-Cu-Mn系兩類系兩類Al-Cu

15、-Mn系硬鋁：系硬鋁：為超耐熱硬鋁合金，具有為超耐熱硬鋁合金，具有較好的塑性和工藝性能，常用代號有較好的塑性和工藝性能，常用代號有LY16LY16、LY17LY17。硬鋁合金的用途：硬鋁合金的用途：常制成板材和管材，主要用常制成板材和管材，主要用于飛機構件、蒙皮、螺旋槳、葉片等。于飛機構件、蒙皮、螺旋槳、葉片等。 20四、形變鋁合金(超硬鋁合金超硬鋁合金LCLC)Al-Zn-Mg-CuAl-Zn-Mg-Cu系合金：系合金：強度最高，常用強度最高，常用LC4LC4、LC9LC9等；具有良好的熱塑性，但疲勞性能較差，耐等；具有良好的熱塑性，但疲勞性能較差，耐熱性和耐蝕性也不高；表面通常包覆熱性和耐

16、蝕性也不高；表面通常包覆w wZnZn=1%=1%的鋁的鋁鋅合金，零構件也要進行陽極化防腐蝕處理；鋅合金，零構件也要進行陽極化防腐蝕處理；一般采用淬火加人工時效的熱處理強化工藝；一般采用淬火加人工時效的熱處理強化工藝；用于工作溫度較低、受力較大的結構件，如飛用于工作溫度較低、受力較大的結構件，如飛機蒙皮、壁板、大梁、起落架部件等。機蒙皮、壁板、大梁、起落架部件等。 21四、形變鋁合金(鍛造鋁合金鍛造鋁合金LDLD)Al-Cu-Mg-SiAl-Cu-Mg-Si系和系和Al-Cu-Mg-Fe-NiAl-Cu-Mg-Fe-Ni系兩類；系兩類；Al-Cu-Mg-SiAl-Cu-Mg-Si系：系：熱塑性

17、好，可用鍛壓方法來制熱塑性好，可用鍛壓方法來制造形狀較復雜的零件；一般在淬火加人工時效造形狀較復雜的零件；一般在淬火加人工時效后使用；常用后使用；常用LD2LD2、LD5LD5、LD6LD6、LD10LD10等；主要制等；主要制造要求中等強度、高塑性和耐熱性的鍛件、模造要求中等強度、高塑性和耐熱性的鍛件、模鍛件，如各種葉輪、導風輪、接頭、框架等。鍛件，如各種葉輪、導風輪、接頭、框架等。22四、形變鋁合金(鍛鋁合金鍛鋁合金LDLD)Al-Cu-Mg-SiAl-Cu-Mg-Si系和系和Al-Cu-Mg-Fe-NiAl-Cu-Mg-Fe-Ni系兩類；系兩類；Al-Cu-Mg-Fe-NiAl-Cu-M

18、g-Fe-Ni系：系： 常用代號有常用代號有LD7LD7、LD8LD8、LD9LD9等，此類合金耐等，此類合金耐熱性較好，主要用于熱性較好，主要用于250250溫度下工作的零件，溫度下工作的零件，如葉片、超音速飛機蒙皮等。如葉片、超音速飛機蒙皮等。 23四、形變鋁合金(牌號牌號)24四、形變鋁合金(牌號牌號)25五、鑄造鋁合金五、鑄造鋁合金鑄造鋁合金鑄造鋁合金： Al-Si Al-Si系、系、Al-CuAl-Cu系、系、Al-MgAl-Mg系、系、Al-ZnAl-Zn系系代代 號號：ZL1ZL1、ZL2ZL2、ZL3ZL3、ZL4ZL4加兩位數(shù)字的順序加兩位數(shù)字的順序號表示；若為鑄錠，則在號表

19、示；若為鑄錠，則在ZLZL后加后加D D；若為優(yōu)質，則在若為優(yōu)質，則在代號后加代號后加A A；需表示狀態(tài)時，在合金代號后用短橫線需表示狀態(tài)時，在合金代號后用短橫線連接狀態(tài)代號；鑄造方法代號不寫入合金代號中。連接狀態(tài)代號；鑄造方法代號不寫入合金代號中。26五、鑄造鋁合金(1 1. .Al-SiAl-Si系系)Al-Si(11-13%)Al-Si(11-13%)系系鑄造鋁合金鑄造鋁合金俗稱硅鋁明俗稱硅鋁明： 鑄造鋁合金的鑄造性能好鑄造鋁合金的鑄造性能好，密度小，具有優(yōu)，密度小，具有優(yōu)良的耐蝕性、耐熱性和焊接性；用于制造形狀復良的耐蝕性、耐熱性和焊接性；用于制造形狀復雜但強度要求不高的鑄件，如飛機、

20、儀表殼體等；雜但強度要求不高的鑄件，如飛機、儀表殼體等；制造低、中強度的形狀復雜的鑄件，如電機殼體、制造低、中強度的形狀復雜的鑄件，如電機殼體、氣缸體、風機葉片、發(fā)動機活塞等。氣缸體、風機葉片、發(fā)動機活塞等。 27五、鑄造鋁合金五、鑄造鋁合金(1 1. .Al-SiAl-Si系相圖系相圖)28五、鑄造鋁合金(1 1. .Al-SiAl-Si系系)ZL102變質前：變質前：b b 140MPa 3 后：后：s s 180MPa 829五、鑄造鋁合金(2 2. .Al-CuAl-Cu系系) Al-Cu Al-Cu系系鑄造鋁合金鑄造鋁合金有較高的強度有較高的強度、耐熱性，、耐熱性，但密度大、耐蝕性差

21、，鑄造性能不好，常用代但密度大、耐蝕性差，鑄造性能不好，常用代號有號有ZL201ZL201、ZL202ZL202、ZL203ZL203等，主要用于制造較等，主要用于制造較高溫度下工作的要求高強度的零件，如內燃機高溫度下工作的要求高強度的零件，如內燃機氣缸頭、增壓器導風葉輪等。氣缸頭、增壓器導風葉輪等。30五、鑄造鋁合金(3 3. .Al-MgAl-Mg系系) Al-Mg Al-Mg系鑄造鋁合金：系鑄造鋁合金：耐蝕性好，強度高，密耐蝕性好，強度高，密度小，但鑄造性能差，耐熱性低。常用代號有度小，但鑄造性能差，耐熱性低。常用代號有ZL301ZL301、ZL303ZL303等，主要用于制造在腐蝕介質

22、下等，主要用于制造在腐蝕介質下工作的承受一定沖擊載荷的形狀較為簡單的零工作的承受一定沖擊載荷的形狀較為簡單的零件，如艦船配件、氨用泵體等。件，如艦船配件、氨用泵體等。 31五、鑄造鋁合金(4 4. .Al-ZnAl-Zn系系) Al-Zn Al-Zn系鑄造鋁合金：系鑄造鋁合金：Al-ZnAl-Zn系系鑄造鋁合鑄造鋁合金鑄造性能好，強度較高，但密度大，金鑄造性能好，強度較高，但密度大，耐耐蝕性較差。常用代號有蝕性較差。常用代號有ZL401ZL401、ZL402ZL402等，等，主要用于制造受力較小、形狀復雜的汽車、主要用于制造受力較小、形狀復雜的汽車、飛機、儀器零件。飛機、儀器零件。 32五、鑄

23、造鋁合金(牌號牌號)33一、純銅（1） 純銅又稱紫銅純銅又稱紫銅，密度為，密度為8.968.96g/cmg/cm3 3，熔點為熔點為1083.41083.4，具有優(yōu)良的導電性和導熱性，其導，具有優(yōu)良的導電性和導熱性，其導電性僅次于銀。純銅在大氣、淡水中具有良好電性僅次于銀。純銅在大氣、淡水中具有良好的耐蝕性，但在海水中較差。純銅具有面心立的耐蝕性，但在海水中較差。純銅具有面心立方結構，無同素異構轉變，無磁性。方結構，無同素異構轉變，無磁性。34一、純銅（2） b b=200=200250MPa250MPa，HB:40HB:405050HBSHBS，塑性塑性45%45%50%50%； 冷變形后，

24、其強度可達冷變形后，其強度可達400400500MPa500MPa，硬度提高到硬度提高到100100200200HBSHBS，但伸長率下降到但伸長率下降到5%5%以下；以下； 退火處理可消除銅的加工硬化；純銅還具有優(yōu)良的退火處理可消除銅的加工硬化；純銅還具有優(yōu)良的焊接性能；工業(yè)純銅產品的代號為焊接性能；工業(yè)純銅產品的代號為 T1(T1(w wCuCu99.95%)99.95%)、 T2(T2(w wCuCu99.9%)99.9%)、 T3( T3(w wCuCu99.7%)99.7%)，主要用于配制銅合金，主要用于配制銅合金，制作導電、導制作導電、導熱材料及耐蝕器件等。熱材料及耐蝕器件等。 3

25、5二、黃銅（二、黃銅（1.普通黃銅）普通黃銅）普通黃銅：普通黃銅：Cu-ZnCu-Zn二元合金，產品代號二元合金，產品代號H HCuCu，如如H68H68表示含表示含Cu68%Cu68%的銅鋅合金的銅鋅合金。單相黃銅：單相黃銅：w wZnZn39%39%稱為，強度低、塑性好，冷塑性加工成板材、稱為，強度低、塑性好，冷塑性加工成板材、線材、管材等，常用線材、管材等，常用H68H68、H70H70、H80H80，主要用作彈殼和精密儀器；主要用作彈殼和精密儀器；兩相黃銅：兩相黃銅：w wZnZn393945%45%，熱塑性好，一般熱軋成棒材、板材，常用，熱塑性好，一般熱軋成棒材、板材，常用H59H5

26、9、H62H62等，主要用作水管、油管、散熱器、螺釘。普通黃銅具等，主要用作水管、油管、散熱器、螺釘。普通黃銅具有良好的耐蝕性，但冷加工后的黃銅在海水、濕氣、氨的環(huán)境中有良好的耐蝕性，但冷加工后的黃銅在海水、濕氣、氨的環(huán)境中容易產生應力腐蝕開裂，應進行去應力退火。容易產生應力腐蝕開裂，應進行去應力退火。 36二、黃銅（2.特殊黃銅 ）特殊黃銅：特殊黃銅：普通黃銅中加入普通黃銅中加入AlAl、SiSi、PbPb、SnSn、MnMn、FeFe、NiNi等，稱為等，稱為鋁黃銅、硅黃銅、鉛黃銅鋁黃銅、硅黃銅、鉛黃銅等。等。 合金元素能提高合金的強度，合金元素能提高合金的強度，AlAl、SnSn、MnM

27、n、NiNi能提高能提高耐蝕性和耐磨性，耐蝕性和耐磨性，MnMn提高耐熱性，提高耐熱性，SiSi改善鑄造性能，改善鑄造性能，PbPb改善切削性能。其改善切削性能。其表示方法表示方法為：為：H H主加元素符號主加元素符號銅銅及各合金元素的平均質量分數(shù)（及各合金元素的平均質量分數(shù)（w w100100），），如如HPb59-1HPb59-1表示含表示含w wCuCu59%59%、w wPbPb1%1%鉛黃銅鉛黃銅。常用代號有常用代號有HPb59-1HPb59-1、HSn90-1HSn90-1等，主要用于制造冷凝管、齒輪、螺旋槳、鐘等，主要用于制造冷凝管、齒輪、螺旋槳、鐘表零件等。表零件等。 37二、

28、黃銅（二、黃銅（3.鑄造黃銅鑄造黃銅 ）牌號表示：牌號表示：Z Z銅元素化學符號主加元素銅元素化學符號主加元素的化學符號及平均質量分數(shù)（的化學符號及平均質量分數(shù)（w w100100）其它元素的化學符號及平均質量分數(shù)其它元素的化學符號及平均質量分數(shù)（w w100100），），如如ZCuZn38ZCuZn38表示表示w wZnZn38%38%、余量余量為銅的鑄造普通黃銅。為銅的鑄造普通黃銅。 38二、黃銅（二、黃銅（相圖含相圖含Zn量與力學性能的關系量與力學性能的關系）39二、黃銅（牌號二、黃銅（牌號 ）40三、青銅青銅：青銅：除除ZnZn以外，所有以外，所有CuCu合金的總稱。合金的總稱。 根據(jù)

29、所加主要合金元素根據(jù)所加主要合金元素SnSn、AlAl、BeBe、SiSi、PbPb等，青銅等，青銅分為分為錫青銅錫青銅、鋁青銅鋁青銅、鈹青銅鈹青銅、硅青銅硅青銅、鉛青銅鉛青銅等。等。代號：代號：Q+Q+主加元素符號及平均質量分數(shù)主加元素符號及平均質量分數(shù)( (w w100100) )其它其它元素平均質量分數(shù)元素平均質量分數(shù)( (w w100100) )表示，如表示，如QSn4-3QSn4-3表示含表示含w wSnSn4%4%、w wZnZn3%3%的錫青銅的錫青銅。41三、青銅（1.錫青銅） 錫青銅的性能受錫含量的顯著影響：錫青銅的性能受錫含量的顯著影響：w wSnSn5%5%的錫青銅塑性好

30、，適于進行冷變形加工；的錫青銅塑性好，適于進行冷變形加工；w wSnSn=5%=5%7%7%的錫青銅熱塑性好，適于進行熱加工；的錫青銅熱塑性好，適于進行熱加工；w wSnSn=10%=10%14%14%的錫青銅塑性較低，適于作鑄造合金。錫的錫青銅塑性較低，適于作鑄造合金。錫青銅的鑄造流動性差，易形成分散青銅的鑄造流動性差，易形成分散縮孔，鑄件致密度低，縮孔，鑄件致密度低，但合金體積收縮率小，適于鑄造外形及尺寸要求精確的但合金體積收縮率小，適于鑄造外形及尺寸要求精確的鑄件。鑄件。42三、青銅（三、青銅（1.錫青銅性能錫青銅性能）錫青銅的性能：錫青銅的性能：良好的耐蝕性、減磨性、抗磁性和低溫良好的

31、耐蝕性、減磨性、抗磁性和低溫韌性，在大氣、海水、蒸氣、淡水及無機鹽溶液中的耐韌性，在大氣、海水、蒸氣、淡水及無機鹽溶液中的耐蝕性比純銅和黃銅好，但在亞硫酸鈉、酸和氨水中的耐蝕性比純銅和黃銅好，但在亞硫酸鈉、酸和氨水中的耐蝕性較差。蝕性較差。常用錫青銅：常用錫青銅：QSn4-3QSn4-3、QSn6.5-0.4QSn6.5-0.4、 ZCuSn10Pb1 ZCuSn10Pb1等，等，主要用于制造彈性元件、耐磨零件、抗磁及耐蝕零件，主要用于制造彈性元件、耐磨零件、抗磁及耐蝕零件，如彈簧、軸承、齒輪、蝸輪、墊圈等。如彈簧、軸承、齒輪、蝸輪、墊圈等。43三、青銅（三、青銅（Cu-SnCu-Sn合金相圖

32、合金相圖）力學性能的關系力學性能的關系44三、青銅（2.鋁青銅）鋁青銅的性能：鋁青銅的性能：強度、硬度、耐磨性、耐熱性、耐蝕性強度、硬度、耐磨性、耐熱性、耐蝕性都高于黃銅和錫青銅，是無錫青銅中應用最廣的一種。都高于黃銅和錫青銅，是無錫青銅中應用最廣的一種。常用鋁青銅：常用鋁青銅：低鋁和高鋁兩種。低鋁青銅如低鋁和高鋁兩種。低鋁青銅如QAl5、QAl7等，具有一定的強度，較高的塑性和耐蝕性，一等，具有一定的強度，較高的塑性和耐蝕性，一般在壓力加工狀態(tài)使用，主要用于制造高耐蝕彈性元件；般在壓力加工狀態(tài)使用，主要用于制造高耐蝕彈性元件；高鋁青銅如高鋁青銅如QAl9-4、QAl10-4-4等，具有較高的

33、強度、等，具有較高的強度、耐磨性、耐蝕性，主要用于制造齒輪、軸承、摩擦片、耐磨性、耐蝕性，主要用于制造齒輪、軸承、摩擦片、蝸輪、螺旋槳等。蝸輪、螺旋槳等。45三、青銅（三、青銅（2.鋁青銅相圖鋁青銅相圖）力學性能的影響力學性能的影響46三、青銅（三、青銅（3.鈹青銅）鈹青銅）銅合金銅合金性能最好性能最好的一種銅合金，唯一可固溶強化的銅的一種銅合金，唯一可固溶強化的銅合金；具有很高的強度、彈性、耐磨性、耐蝕性及耐合金；具有很高的強度、彈性、耐磨性、耐蝕性及耐低溫性，良好的導電、導熱性，無磁性、受沖擊時不低溫性，良好的導電、導熱性，無磁性、受沖擊時不產生火花，還具有良好的冷、熱加工和鑄造性能；產生

34、火花，還具有良好的冷、熱加工和鑄造性能；常用代號常用代號QBe2QBe2、QBe1.9QBe1.9等；等；用于用于制造重要的精密彈簧、膜片等彈性元件，高速、制造重要的精密彈簧、膜片等彈性元件，高速、高溫、高壓下工作的軸承等耐磨零件，防爆工具等。高溫、高壓下工作的軸承等耐磨零件，防爆工具等。 47三、青銅（牌號）三、青銅（牌號）48一、純鈦（性能） TiTi：4.507 g/cm4.507 g/cm3 3，TmTm：16881688。具有同素異構轉。具有同素異構轉變，變，882.5882.5為密排六方結構的為密排六方結構的相，相，882.5882.5體體心立方結構的心立方結構的相。相。 純鈦的強

35、度低，但比強度高，塑性好，低溫韌性好，純鈦的強度低，但比強度高，塑性好，低溫韌性好，耐蝕性很高。鈦具有良好的壓力加工工藝性能，切削耐蝕性很高。鈦具有良好的壓力加工工藝性能，切削性能較差。鈦在氮氣中加熱可發(fā)生燃燒，因此鈦在加性能較差。鈦在氮氣中加熱可發(fā)生燃燒，因此鈦在加熱和焊接時應采用氬氣保護。熱和焊接時應采用氬氣保護。 49一、純鈦（分類用途一、純鈦（分類用途）根據(jù)根據(jù)雜質含量雜質含量，鈦分為高純鈦（純度達，鈦分為高純鈦（純度達99.9%99.9%）和工業(yè)）和工業(yè)純鈦（純度達純鈦（純度達99.5%99.5%）。工業(yè)純鈦有三個牌號，分別用）。工業(yè)純鈦有三個牌號，分別用TATA順序號數(shù)字順序號數(shù)字

36、1 1、2 2、3 3表示，數(shù)字越大，純度越低。表示，數(shù)字越大，純度越低。雜質含量對鈦的性能影響很大，少量雜質可顯著提高雜質含量對鈦的性能影響很大，少量雜質可顯著提高鈦的強度，故工業(yè)純鈦強度較高，接近高強鋁合金的鈦的強度，故工業(yè)純鈦強度較高，接近高強鋁合金的水平，主要用于制造水平，主要用于制造350350以下溫度工作的石油化工用以下溫度工作的石油化工用熱交換器、反應器、船艦零件、飛機蒙皮等。熱交換器、反應器、船艦零件、飛機蒙皮等。 50一、純鈦（雜質對性能的影響一、純鈦（雜質對性能的影響）51二、鈦合金 在純鈦中加入在純鈦中加入AlAl、MoMo、CrCr、SnSn、MnMn、V V等合金元素

37、等合金元素形成鈦合金，按退火組織可分為：形成鈦合金，按退火組織可分為： 型型 型型 （）型型鈦合金鈦合金 分別用分別用TATA、TBTB、TCTC加順序號表示。工業(yè)純鈦的室溫加順序號表示。工業(yè)純鈦的室溫組織為組織為相，因此牌號劃入相，因此牌號劃入型型鈦合金的鈦合金的TATA序列。序列。 52二、鈦合金（ 1.1.型型鈦合金鈦合金 ）性能：性能：室溫強度低，高溫強度高；具有良好的抗氧化性、室溫強度低，高溫強度高；具有良好的抗氧化性、焊接性和耐蝕性，不可熱處理強化，退火態(tài)使用；焊接性和耐蝕性，不可熱處理強化，退火態(tài)使用；牌號：牌號：TA4TA4、TA5TA5、TA6TA6、TA7TA7、TA8TA

38、8等，常用的有等，常用的有TA5TA5、TA7TA7等，以等，以TA7TA7最常用。最常用。TA7TA7還具有優(yōu)良的低溫性能；還具有優(yōu)良的低溫性能；用途：用途：用于制造用于制造500500以下溫度工作的火箭、飛船的低以下溫度工作的火箭、飛船的低溫高壓容器，航空發(fā)動機壓氣機葉片和管道、導彈燃料溫高壓容器，航空發(fā)動機壓氣機葉片和管道、導彈燃料缸等。缸等。TA5TA5主要用于制造船艦零件。主要用于制造船艦零件。53二、鈦合金（二、鈦合金（ 2.2.型鈦合金型鈦合金 ）牌號：牌號：有有TB21TB21、TB2TB2兩個，可熱處理強化，實際兩個，可熱處理強化，實際 應用的為應用的為TB2TB2。性能：性

39、能：合金的強度高、焊接性好。熱穩(wěn)定性差。合金的強度高、焊接性好。熱穩(wěn)定性差。用途：用途：用于制造用于制造350350以下溫度工作的飛機壓氣以下溫度工作的飛機壓氣 機葉片、彈簧、緊固件等。機葉片、彈簧、緊固件等。 54二、鈦合金【3.3.()型鈦合金】型鈦合金】性能：性能：具有具有型和型和型鈦合金的優(yōu)點，但焊接性能不如型鈦合金的優(yōu)點，但焊接性能不如型鈦合金，可通過熱處理來強化。型鈦合金，可通過熱處理來強化。牌號：牌號：TC1TC1TC11TC11，常用的有常用的有TC3TC3、TC4TC4、TC6TC6、TC10TC10等，等，以以TC4TC4最常用。最常用。用途：用途：制造制造400400以下

40、工作的航空發(fā)動機壓氣機葉片，以下工作的航空發(fā)動機壓氣機葉片，火箭發(fā)動機外殼，火箭和導彈的液氫燃料箱部件，船艦火箭發(fā)動機外殼，火箭和導彈的液氫燃料箱部件，船艦耐壓殼體等。耐壓殼體等。TC10TC10是在是在TC4TC4基礎上發(fā)展起來的，具有更基礎上發(fā)展起來的，具有更高的強度和耐熱性。高的強度和耐熱性。 55二、鈦合金二、鈦合金（TiTi合金的發(fā)展）合金的發(fā)展）一般：一般：最高使用溫度為最高使用溫度為500500。中國：中國：Ti-Al-Sn-Mo-Si-NdTi-Al-Sn-Mo-Si-Nd系，使用溫度達系，使用溫度達550550。英美：英美：的的Ti-5.5Al-4Sn-4Zr-1Nb-0.3

41、Mo-0.5SiTi-5.5Al-4Sn-4Zr-1Nb-0.3Mo-0.5Si合金合金 和和Ti-6Al-2.75Sn-4Zr-0.4Nb-0.45SiTi-6Al-2.75Sn-4Zr-0.4Nb-0.45Si合金，合金， 使用溫度可達使用溫度可達600600。最高：最高：以鈦鋁金屬間化合物為基的以鈦鋁金屬間化合物為基的TiTi3 3AlAl基高溫鈦合基高溫鈦合 金和金和TiAlTiAl基高溫鈦合金，使用溫度將可達基高溫鈦合金，使用溫度將可達 700700以上。以上。 56二、鈦合金（牌號）牌號）57、鎂及其合金鎂及其合金 純鎂：純鎂：1.74 g/cm1.74 g/cm3 3，Tm651

42、651，密排六方結構。純密排六方結構。純鎂強度不高，室溫塑性較低，耐蝕性較差，易氧化。工鎂強度不高，室溫塑性較低，耐蝕性較差，易氧化。工業(yè)純鎂代號用業(yè)純鎂代號用M M順序號表示。純鎂主要用于配制鎂合順序號表示。純鎂主要用于配制鎂合金和其它合金，還可用作化工與冶金的還原劑。金和其它合金，還可用作化工與冶金的還原劑。 鎂合金：鎂合金：純鎂中加入純鎂中加入AlAl、ZnZn、MnMn、ZrZr及稀土等元素，及稀土等元素，制成鎂合金。主要有制成鎂合金。主要有Mg-MnMg-Mn系、系、Mg-Al-Zn Mg-Al-Zn 系、系、Mg-Zn-Mg-Zn-ZrZr系系 和和Mg-Re-ZrMg-Re-Zr

43、系等合金系。它們分為變形鎂合金和系等合金系。它們分為變形鎂合金和鑄造鎂合金兩大類。鑄造鎂合金兩大類。58、鎂及其合金鎂及其合金59、鎂及其合金（鎂及其合金（1.1.變形鎂合金變形鎂合金）代號：代號：MBMB順序號表示。順序號表示。MB1MB1、MB8MB8為為Mg-MnMg-Mn系合金，具系合金，具有良好的耐蝕性和焊接性，使用溫度不超過有良好的耐蝕性和焊接性，使用溫度不超過150150。主。主要用于制作飛機蒙皮、壁板及宇航結構件。要用于制作飛機蒙皮、壁板及宇航結構件。Mg-LiMg-Li系合金是一種新型的鎂合金，它密度小，強度高，系合金是一種新型的鎂合金，它密度小，強度高，塑性、韌性好，焊接性

44、好，缺口敏感性低，在航空、塑性、韌性好，焊接性好，缺口敏感性低，在航空、航天工業(yè)中具有良好的應用前景。航天工業(yè)中具有良好的應用前景。60、鎂及其合金（鎂及其合金（2.鑄造鎂合金鑄造鎂合金） 代號：代號：ZMZM順序號表示。順序號表示。Mg-Al-ZnMg-Al-Zn系的系的ZM5ZM5和和Mg-Zn-Mg-Zn-ZrZr系的系的ZM1ZM1、ZM2ZM2、ZM7ZM7、ZM8ZM8具有較高的強度，良好的塑具有較高的強度，良好的塑性和鑄造工藝性能，但耐熱性較差，主要用于制造性和鑄造工藝性能，但耐熱性較差，主要用于制造150150以下溫度工作的飛機、導彈、發(fā)動機中承受較高以下溫度工作的飛機、導彈、

45、發(fā)動機中承受較高載荷的結構件或殼體。載荷的結構件或殼體。Mg-Re-ZrMg-Re-Zr的的ZM3ZM3、ZM4ZM4和和ZM6ZM6具有具有良好的鑄造性能，常溫強度和塑性較低，但耐熱性較高，良好的鑄造性能，常溫強度和塑性較低，但耐熱性較高，主要用于主要用于制造制造250250以下溫度工作的高氣密零件。以下溫度工作的高氣密零件。61、鋅及其合金鋅及其合金純鋅：純鋅：密度密度7.17.1g/cmg/cm3 3，熔點熔點419419，具有一定的強度和，具有一定的強度和較好的耐蝕性，用于配制各種合金和鋼板表面鍍鋅。較好的耐蝕性，用于配制各種合金和鋼板表面鍍鋅。鋅合金：鋅合金：1 1變形鋅合金變形鋅合

46、金Zn-AlZn-Al合金（如合金（如ZnAl4-1ZnAl4-1、ZnAl10-5ZnAl10-5）和和Zn-CuZn-Cu合金（如合金（如ZnCu1ZnCu1、ZnCu1.5ZnCu1.5）兩類。常用于制造各兩類。常用于制造各類擠壓件、軸承和日用五金等。類擠壓件、軸承和日用五金等。2鑄造鋅合金鑄造鋅合金鑄造鋅合金可分為壓鑄鋅合金、高強度鑄造鋅合金可分為壓鑄鋅合金、高強度鋅合金、模具用鋅合金等。鋅合金、模具用鋅合金等。62軸承合金軸承合金軸承合金軸承合金：制造滑動軸承中軸瓦及內襯。按主要化學成制造滑動軸承中軸瓦及內襯。按主要化學成分可分為分可分為錫基錫基、鉛基鉛基、鋁基鋁基、銅基銅基、鐵基鐵

47、基等軸承合金。等軸承合金。性能要求：性能要求： 1. 1.足夠的強度和硬度足夠的強度和硬度 2. 2.塑性和韌性好塑性和韌性好 3. 3.與軸之間有良好的磨合能力及較小的摩擦系數(shù)與軸之間有良好的磨合能力及較小的摩擦系數(shù) 4. 4.良好的導熱性和抗蝕性良好的導熱性和抗蝕性 5. 5.良好的工藝性、價格低廉良好的工藝性、價格低廉63軸承合金軸承合金（耐磨機理）耐磨機理）軟基體硬質點：軟基體硬質點：硬質點起支撐作用。硬質點起支撐作用。硬基體軟質點：硬基體軟質點：承載能力大、磨合能力差。承載能力大、磨合能力差。64一、錫基和鉛基軸承合金一、錫基和鉛基軸承合金(表示方法表示方法) 錫基和鉛基軸承合金又稱

48、為錫基和鉛基軸承合金又稱為巴氏合金巴氏合金，其代號用，其代號用ZChZCh基本元素符號（基本元素符號（SnSn或或PbPb）主加元素符號主加及輔主加元素符號主加及輔加元素的平均質量分數(shù)（加元素的平均質量分數(shù)（w w100100）表示。如表示。如ZChSnSb11-ZChSnSb11-6 6表示含表示含w wSbSb11%11%、w wCuCu6%6%、余量為錫的錫基軸承合金，余量為錫的錫基軸承合金，ZChPbSb16-16-2ZChPbSb16-16-2表示含表示含w wSbSb16%16%、w wSnSn16%16%、w wCuCu2%2%、余量為余量為鉛的鉛基軸承合金。鉛的鉛基軸承合金。65一、錫基和鉛基軸承合金一、錫基和鉛基軸承合金(耐磨機理耐磨機理) 錫基和鉛基軸承合金都屬于錫基和鉛基軸承合金都屬于軟基體加硬質點軟基體加硬質點型型的合金，熔點都較低。由于它們的強度都較低，的合金，熔點都較低。由于它