非鐵金屬及其合金第1頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享第七章非鐵金屬及其合金概述鋁及鋁合金銅及銅合金滑動軸承合金第2頁/共52頁

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第一節概述1.定義:

除黑色金屬(鋼、鐵)以外的所有金屬。

2.性能特點:具有獨特的性能。3.分類重金屬(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3頁/共52頁

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第二節鋁及鋁合金一.鋁的性能特點:密度小;導電及導熱性能好;抗大氣腐蝕性好;塑性高;強度低;無磁性;無打擊火花;加工工藝性好等。二.純鋁的分類高純鋁L01～04工業高純鋁L0、L00工業純鋁L1～5第4頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享三.鋁合金的分類第5頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享鋁合金的分類形變鋁合金鑄造鋁合金不能熱處理強化鋁合金

能熱處理強化鋁合金第6頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享四.鋁合金的熱處理退火(anneal)時效強化(ageingstrengthening)回歸(regression)第7頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享一)退火1.形變鋁合金的退火:*消除應力,硬度不變。

*消除加工硬化,

降低硬度,便于冷塑性加工。2.鑄造鋁合金的退火:消除應力;

均勻成分;第8頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享二)時效強化1.定義:在固溶處理后的合金隨時間延續而發生進一步強化的現象。2.背景資料:

1906年德國Duralumin首次發現。

1910年德國A·Welmer發明并獲專利。

1916年用于制造飛機。

1938年Guinier–Preston建立學說。3.種類自然時效人工時效第9頁/共52頁

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含4%Cu的鋁合金自然時效曲線第10頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享含4%Cu的鋁合金在不同溫度下的人工時效曲線第11頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享Al–Cu合金部分相圖第12頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享三)回歸(regression)時間溫度

加熱200～270℃水淬時效組織原淬火組織人工時效后的鋁合金沒有回歸現象。第13頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享五.常用的鋁合金形變鋁合金鑄造鋁合金第14頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享一)形變鋁合金

(deformationaluminumalloy)1.防銹鋁合金(

LF

):

Al–Mn

通過固溶強化提高鋁合金的強度和抗蝕性(

比純鋁好

)。例如:LF21。

Al–Mg

通過固溶強化提高鋁合金的強度和抗蝕性(

比純鋁輕

)。例如:LF2、LF6等。第15頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享飛機翼梁(腹板為硬鋁合金)2.硬鋁合金(

LY

):

Al–Cu–Mg通過時效強化提鋁合金強度,但耐蝕性不高。LY1、LY11、LY12。3.超硬鋁合金(

LC):

Al–Zn–Mg–Cu通過時效強化和形成的強化相,使鋁合金達到最高的硬度和強度。但耐蝕性較差。LC4、LC9。飛機主起落架第16頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享4.鍛鋁合金

(

LD

):

Al–Mg–Si–Cu

具有良好的熱塑性,

通過固溶處理和人工時效來提高鋁合金的力學性能。

LD5、LD6、LD10。壓氣機葉片第17頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享二)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18頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享1.鑄造鋁

–

硅合金(

ZL101～ZL111):活塞(裙部為鋁硅合金)ZL102合金鑄造組織(化染)55×第19頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享2.鑄造鋁

–銅合金

(

ZL201～ZL203):

有較高的強度、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20頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享3.鑄造鋁

–

鎂合金

(

ZL301、ZL302):

有較高的強度、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×鼓風機用密封件(ZL102)及抗空架件(ZL301)第21頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享4.鑄造鋁

–

鋅合金(

ZL401、ZL402):

具有良好的鑄造性,經變質處理和時效處理后,強度高,但耐蝕性差。大型空壓機活塞(ZL401)第22頁/共52頁

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第三節銅及銅合金一.銅的性能特點:密度大;導電及導熱性能好;抗大氣腐蝕性好;塑性高;強度低;無磁性;無打擊火花;加工工藝性好等。二.純銅的分類工業純銅T1～T4無氧銅TU2第23頁/共52頁

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純銅組織金相圖第24頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享三.銅合金的分類黃銅

:Cu–Zn

白銅

:Cu–Ni

青銅:除黃銅和白銅外的所有銅合金。第25頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享一.黃銅(brass)普通黃銅(commonbrass)特殊黃銅(specialbrass)第26頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享一)普通黃銅(commonbrass)第27頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享1.黃銅的牌號(Z)

H

90含銅量WCu=90%黃銅鑄造第28頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享2.常用的黃銅金獎黃銅---H90彈殼黃銅---H70(H68)日用黃銅---H62(H59)法蘭閥閘閥冷凝器管第29頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享二)特殊黃銅(specialbrass)1.定義:在黃銅中加入Al、Fe、Si、Cr、

Ni、Sn、Mn

等元素所形成的合金。2.牌號:H

Al

59-3含鋁量WAl=3%含銅量WCu=59%第30頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享3.常用的特殊黃銅海軍黃銅---HSn62-1易切削黃銅---HPb59-1第31頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享H62–1海軍黃銅金相組織圖62Cu–37Zn–Sn海軍黃銅鑄造組織(化染)600

第32頁/共52頁

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硅黃銅鑄造組織金相圖

硅黃銅鑄造組織(化染)50×第33頁/共52頁

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鉛黃銅退火組織金相圖

鉛黃銅鑄造組織(化染)70×第34頁/共52頁

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錳黃銅鑄造組織金相圖

錳黃銅鑄造組織(化染)25×第35頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享4.黃銅的自裂與脫鋅:自裂---應力腐蝕:黃銅在塑性變形后產生較大應力,在潮濕空氣中或在微量氨的氣份中發生應力腐蝕。含鋅量越高,應力腐蝕傾向越大。脫鋅---鋅的電極電位遠低于銅,所以在鹽水中黃銅極易發生電化學腐蝕。第36頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享5.黃銅的熱處理:去應力退火:在200～300℃左右退火,提高塑性和彈性極限,消除應力腐蝕。再結晶退火:在500～700℃左右退火,消除加工硬化,恢復塑性。第37頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享二.青銅(bronze)普通青銅(錫青銅)(tinbronze)特殊青銅(無錫青銅)(tin–freebronze)第38頁/共52頁

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青銅牌號的表示方法Z

Q

Sn10–1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39頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享一)錫青銅(tinbronze)371014壓力加工鑄造成形σbα+δδαδ第40頁/共52頁

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錫青銅鑄造組織金相圖

錫青銅鑄造組織(真空鍍膜)53×第41頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享二)特殊青銅(無錫青銅)(tin–freebronze)1.硅青銅:QSi3–1

2.鋁青銅:QAl73.鈹青銅:QBe2;具有非常好的力學性能。用于制造重要、精密、高溫、高速下工作的零件。第42頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享第四節滑動軸承合金(bearingalloy)一.定義:工件體軸軸瓦第43頁/共52頁

牛牛文庫文檔分享二.性能要求:1.在工作溫度下,應具有足夠的抗壓強度、疲勞強度和高的耐磨性。2.具有足夠的塑性與韌性。3.具有較小的摩擦系數。4.具有良好的磨合性。5.具有良好的抗蝕性。6.具有良好的導熱性。7.具有較小的膨脹系數。8.具有良好的抗咬合性。各類型軸瓦第44頁/共52頁

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