1、 了解鋁及鋁合金、銅及銅合金、鈦及鈦合金、軸承合金及硬質合金的牌號、性能及用途。重點掌握鋁合金、銅合金、硬質合金的牌號、性能及主要用途。第八章 非鐵金屬及硬質合金 鐵或以鐵為主而形成的合金稱為鐵金屬，也稱為黑色金屬；而把除鐵金屬以外的金屬及其合金稱為非鐵金屬，也稱為有色金屬。第八章 非鐵金屬及硬質合金第一節 鋁及鋁合金 鋁及鋁合金是非鐵金屬中應用最廣泛的一類金屬材料，其產量僅次于鋼鐵材料。表8-1 鋁及鋁合金的組別表示方法第一節 鋁及鋁合金一、鋁1.鋁的性能 純鋁是鋁的質量分數不低于99的一種銀白色的金屬。2)導電、導熱性好3)在大氣中具有良好的耐蝕性。4)塑性好(=50，=80)，強度低(b

2、=80100MPa) 1)密度小(2.7g/cm )其性能是：2.純鋁的牌號及應用表8-2 常用工業純鋁的牌號、化學成分及應用舉例二、鋁合金 鋁合金是在純鋁的基礎上，加入適量的Cu、Mg、Si、Mn、Zn等合金元素，即形成了鋁合金。第一節 鋁及鋁合金（一）鋁合金的分類 根據鋁合金的化學成分和工藝特點不同可分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。圖8-1 鋁合金相圖的一般形式第一節 鋁及鋁合金（二）鋁合金的熱處理第一節 鋁及鋁合金 圖8-2 wCu=4的鋁合金自然時效曲線退火狀態 淬火狀態 時效狀態（二）鋁合金的熱處理圖8-3 wCu=4的鋁合金在不同溫度下的時效曲線第一節 鋁及鋁合金（三）常用鋁合金

3、1.變形鋁合金（1）防銹鋁合金（2）硬鋁（3）超硬鋁 良好的耐蝕性，優良的塑性和焊接性，強度低。通過固溶處理和時效處理以獲得高強度、硬 度，但耐蝕性低于純鋁，不耐海水腐蝕。（4）鍛鋁經固溶和時效處理后，強度高于硬鋁合金，但耐蝕性較差。加熱狀態下具有良好的塑性，鍛后經熱處理，具有良好的力學性能， 由化學成分和性能特點分為防銹鋁合金(LF)、硬鋁合金(LY)、超硬鋁合金(LC)、鍛鋁合金(LD)。代號用“鋁”字和“鋁合金類別”首字漢語拼音字首(即F、Y、C、D)加順序號表示。第一節 鋁及鋁合金表8-3 常用變形鋁合金的牌號、力學性能及應用舉例第一節 鋁及鋁合金2.鑄造鋁合金 按所加入的合金元素不同

4、，可分為鋁-硅系(代號1)、鋁-銅系(代號2)、鋁-鎂系(代號3)、鋁-鋅系(代號4)等四類。代號由“鑄鋁”二字的漢語拼音字首“ZL”加三位數字表示。牌號由“鑄”字的漢語拼音字首“Z”加鋁和主要合金元素符號及其平均質量分數組成。（1）鋁硅合金（2）鋁銅合金（3）鋁鎂合金 抗拉強度低(b=130140MPa)，塑性也較差 (=12)。變質處理后力學性能提高， b=180MPa，=8。 強度較高，耐熱性高。（4）鋁鋅合金 耐蝕性好。 強度較高。第一節 鋁及鋁合金表8-4 常用鑄造鋁合金的牌號、力學性能及應用舉例第一節 鋁及鋁合金 圖8-4ZAlSi12變質前 顯微組織 圖8-5變質劑對Al-Si

5、相圖的影響 圖8-6 ZAlSi12變質后顯微組織第一節 鋁及鋁合金第二節 銅及銅合金一、銅1.純銅的性能 2）導電性和導熱性好。 3）耐大氣腐蝕性能良好。 4）具有良好的塑性(=4550)，容易進行冷、熱壓力加工，強度和硬度較低(b=230250MPa)。 1）純銅的密度為8.96g/cm ，熔點為1 083。2.純銅的代號及應用 工業純銅的代號用“銅”的漢語拼音字首“T”加順序號表示。表8-5 純銅的代號、化學成分及應用舉例第二節 銅及銅合金二、銅合金1.黃銅 以鋅為主加元素的銅合金。（1）普通黃銅（2）特殊黃銅 在普通黃銅的基礎上加入其他合金元素所組成的 多元合金，分為錫黃銅、硅黃銅、錳

6、黃銅、鉛黃 銅和鋁黃銅。牌號是在“H”后面加除鋅以外的主要 合金元素的符號及銅和主要合金元素的質量分數 百分數。 鑄造黃銅具有良好的鑄造性，牌號是在“ZCu”后面 加主要合金元素符號及其平均質量分數百分數。 由銅和鋅組成的二元合金，分為單相黃銅和雙相 黃銅兩類。牌號用“黃”字漢語拼音字首“H”加一組 數字表示。第二節 銅及銅合金表8-6 常用黃銅的牌號、力學性能及應用舉例第二節 銅及銅合金2.青銅 除黃銅、白銅(以鎳為主加元素的銅合金)以外的銅合金，分為錫青銅、鋁青銅、鈹青銅和鉛青銅等。牌號用“青”字漢語拼音字首“Q”加主要合金元素符號及其質量分數和其他合金元素的質量分數百分數。（1）錫青銅（

7、2）鋁青銅（3）鈹青銅 以錫為主加合金元素的銅合金。耐磨性好，對大 氣、海水的耐蝕性比黃銅好；流動性差，鑄件的致 密度不高。 以鋁為主加合金元素的銅合金。具有比黃銅和錫青 銅更好的耐蝕性、耐磨性、耐疲勞性和強度等。 以鈹為主加合金元素的銅合金。強度和硬度高、耐 磨性、耐蝕性、導電性和導熱性好，有很高的彈性 極限和疲勞強度，是綜合性能較高的結構材料。第二節 銅及銅合金表8-7 常用青銅的牌號、力學性能及應用舉例第二節 銅及銅合金第三節 鈦及鈦合金一、鈦表8-8 工業純鈦的牌號、力學性能及應用 銀白色的金屬，密度為4.508g/cm ，熔點為1 677，熱膨脹系數小，耐蝕性好。有兩種同素異晶體，密

8、排六方晶格和體心立方晶格。二、鈦合金 以鈦為基體，主要加入鋁、錫、鉻、鉬、釩、鐵等合金元素而形成的合金。牌號用“鈦”字的漢語拼音字首“T”加合金類別代號加順序號表示。1.型鈦合金 主要加入合金元素鋁和錫，500600下，強度高，塑性及焊接性良好，并且組織穩定。2.型鈦合金 主要加入鉻、鉬、釩等合金元素，抗拉強度較高，塑性和焊接性良好，但生產工藝復雜。3.+型鈦合金 含有鋁、錫、鉻、鉬、釩等合金元素，400下，強度較高、塑性和焊接性良好，且組織穩定。第三節 鈦及鈦合金表8-9 常用鈦合金的牌號、力學性能及應用舉例第三節 鈦及鈦合金第四節 軸 承 合 金一、對軸承合金的性能要求 1) 足夠的抗壓強

9、度和疲勞強度。 2) 足夠的塑性和韌性。 3) 較小的摩擦系數，高的耐磨性。 4) 較好的磨合性能。 5) 良好的導熱性。 6) 良好的耐蝕性。 7) 良好的鑄造性能。第四節 軸 承 合 金二、軸承合金的組織特征 有兩種組織類型：一是在軟基體上均勻分布著硬質點；二是在硬基體上均勻分布著軟質點。圖8-11 軸承合金理想組織示意圖1軸瓦 2軸 3硬顆粒物 4軟基體三、常用軸承合金 鑄造軸承合金的牌號用“鑄”字漢語拼音字首“Z”加基體元素的化學符號加主要合金元素的化學符號及其質量分數百分數。1.錫基軸承合金(錫基巴氏合金) 以錫為基礎，加入合金元素銻、銅等組成的合金。 性能特點是具有良好的塑性、韌性

10、和導電、導熱性，適當的硬度和較小的摩擦系數。圖8-12 軸承合金的顯微組織第四節 軸 承 合 金2.鉛基軸承合金(鉛基巴氏合金) 以鉛銻為基礎，加入合金元素錫、銅等組成的合金。性能是強度、硬度、韌性均低于錫基軸承合金，摩擦系數大。3.鋁基軸承合金 以鋁為基礎，加入錫、銻、銅等元素形成的合金，有鋁銻鎂軸承合金和高錫鋁軸承合金兩種。資源豐富，價格低，耐磨性、疲勞強度和高溫強度良好。但線脹系數較大，抗咬合性較差。表8-10 常用錫基軸承合金與鉛基軸承合金的牌號、力學性能及應用舉例第四節 軸 承 合 金第五節 硬 質 合 金 硬質合金是以一種或多種難熔的金屬碳化物(如碳化鎢WC、碳化鈦TiC等)粉末與起粘結作用的金屬(鈷Co)粉末混合，采用粉末冶金工藝制成的粉末冶金合金。一、硬質合金的性能特點 1)硬度高(8693HRA)、熱硬性高(可達9001000)、耐磨性好。 2)抗壓強度高(6000MPa)，但抗彎強度低，韌性較差。二、常用硬質合金1.鎢鈷類硬質