《工程材料》课件:11-第三章.ppsx
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- 工程材料 工程 材料 课件 11 第三
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1、上次课回顾上次课回顾3.3 3.3 铸钢和铸铁铸钢和铸铁1 1、铸钢、铸钢2 2、铸铁、铸铁 白口铸铁白口铸铁 麻口铸铁麻口铸铁 灰口铸铁灰口铸铁 灰铸铁灰铸铁 球墨铸铁球墨铸铁 蠕墨铸铁蠕墨铸铁 可锻铸铁可锻铸铁3.2 3.2 合金钢合金钢3 3、合金工具钢、合金工具钢4 4、特殊性能钢、特殊性能钢合金刃具钢合金刃具钢合金模具钢合金模具钢合金量具钢合金量具钢不锈钢不锈钢耐热钢耐热钢耐磨钢耐磨钢本次课内容本次课内容3.4 3.4 有色金属及其合金有色金属及其合金1 1、铝及铝合金、铝及铝合金2 2、铜及铜合金、铜及铜合金3 3、钛及钛合金、钛及钛合金4 4、镁及镁合金、镁及镁合金5 5、镍及镍
2、合金、镍及镍合金6 6、轴承、轴承合金合金3.4 3.4 有色金属及其合金有色金属及其合金3.4.1 铝及铝合金铝及铝合金1、纯铝纯铝1)高纯铝)高纯铝 99.9399.99%3)工业纯铝)工业纯铝 99.0 98.0 % 科研、电容器科研、电容器铝箔、电缆等铝箔、电缆等2、铝合金铝合金Al-MeLL+ 1 1)铝合金分类及时效强化)铝合金分类及时效强化铸造铝合金变形铝合金可热处理强化铝合金不可不可热处理强化铝合金热处理强化铝合金固溶处理固溶处理将合金加热到将合金加热到单相区,经单相区,经过保温获得过保温获得单相固溶体后单相固溶体后迅速水冷,在迅速水冷,在室温下得到过室温下得到过饱和的饱和的固
3、溶固溶体。体。时效强化时效强化过饱和的过饱和的固溶固溶体是不稳定的,体是不稳定的,在室温下或低在室温下或低温加热时分解温加热时分解出强化相出强化相( 、 ),),使材料使材料强度和硬度明强度和硬度明显升高的现象。显升高的现象。回归回归自然时效后的自然时效后的铝合金在铝合金在(230250)短短时间加热后,时间加热后,快速水冷至室快速水冷至室温,可以重新温,可以重新变软。这种现变软。这种现象叫回归。象叫回归。3.4 3.4 有色金属及其合金有色金属及其合金3.4.1 铝及铝合金铝及铝合金2、铝合金铝合金2 2)变形铝合金变形铝合金 类类别别牌号牌号成分成分热处理热处理性能不小于性能不小于应用应用
4、CuMgMnZnAlb5防防锈锈5A054.8-5.5余量余量退火退火26515中载零件、铆钉等中载零件、铆钉等3A211.0-1.6余量余量16520低载零件、容器等低载零件、容器等硬硬铝铝合合金金2A022.6-3.22.0-2.4余量余量固固+人工人工43010200-300叶片、锻件叶片、锻件2A113.8-4.8余量余量固溶固溶+自然时效自然时效3908中等强度零构件中等强度零构件2A123.8-4.91.2-1.8余量余量4408高强度零构件及高强度零构件及150以下零件以下零件超超硬硬7A041.4-2.01.8-2.85.0-7.0余量余量固溶固溶+人工时效人工时效5506飞机
5、大梁、起落架等飞机大梁、起落架等 高载荷零件高载荷零件7A091.2-2.02.0-3.05.1-6.1余量余量5506锻锻铝铝合合金金2A501.8-2.6余量余量固溶固溶+人工时效人工时效38010中等强度锻件中等强度锻件2A701.9-2.51.4-1.8余量余量3558高温下的锻件高温下的锻件2A143.9-4.8余量余量4608高载荷锻件高载荷锻件3.4 3.4 有色金属及其合金有色金属及其合金3.4.1 铝及铝合金铝及铝合金组组别别牌号牌号代号代号成分成分铸造铸造方法方法热处理热处理应用应用SiCuMgZn铝铝硅硅合合金金ZAlSi12ZL10212000金属模金属模铸造铸造不能热
6、处理不能热处理不受力的仪表盘不受力的仪表盘壳体壳体ZAlSi7MgZL1016.57.5退火,退火,淬火与淬火与自然时效、自然时效、不完全时效、不完全时效、人工时效、人工时效、稳定回火、稳定回火、软化回火的软化回火的组合组合铸造性能很好,适于铸造性能很好,适于制造形状复杂但强度制造形状复杂但强度要求不高的铸件,用要求不高的铸件,用于制造仪表、水泵及于制造仪表、水泵及电动机壳体电动机壳体、气缸体、气缸体、活塞等活塞等ZAlSi9MgZL104810.5ZAlSi5Cu1MgZL1054.55.5ZAlSi7Cu4ZL1076.57.5ZAlSi12Cu1Mg1Ni1ZL1091113ZAlSi5
7、Cu6MgZL1104.06.02、铝合金铝合金3 3)铸造铝合金铸造铝合金 577 +Si11.7铸造铝硅合金又叫硅铝明。仅含有铸造铝硅合金又叫硅铝明。仅含有Si和和Al合金的铸造铝合金叫简单硅铝明。合金的铸造铝合金叫简单硅铝明。简单硅铝明(简单硅铝明(ZL102)的铸态组织为)的铸态组织为固溶体和粗针状固溶体和粗针状Si,需要变质处理,需要变质处理 。特殊硅铝明为加入特殊硅铝明为加入Cu、Mg等元素的硅铝明,形成等元素的硅铝明,形成CuAl2 、Mg2 Si 等强化相,等强化相,提高材料的强度,其既需要变质处理,也可进行热处理。提高材料的强度,其既需要变质处理,也可进行热处理。3.4 3.
8、4 有色金属及其合金有色金属及其合金3.4.1 铝及铝合金铝及铝合金组组别别牌号牌号代号代号成分成分铸造铸造方法方法热处理热处理应用应用SiCuMgZn铝铝铜铜ZAlCu5MnZL2014.55.3金属金属模铸模铸造造砂模砂模铸造铸造变质变质处理处理退火,退火,淬火与淬火与自然时效、自然时效、不完全时不完全时效、效、人工时效、人工时效、稳定回火、稳定回火、软化回火软化回火的的组合组合强度高,耐热,铸造性差,密强度高,耐热,铸造性差,密度大,耐蚀性较差。用于制造度大,耐蚀性较差。用于制造内燃机气缸头、汽车活塞内燃机气缸头、汽车活塞ZAlCu4ZL2034.05.0铝铝镁镁ZAlMg10ZL301
9、9.511强度高,密度小,耐蚀性好,强度高,密度小,耐蚀性好,铸造性差,耐热性低,用于制铸造性差,耐热性低,用于制造舰船配件、氨用泵体等造舰船配件、氨用泵体等ZAlMg5Si1ZL3034.55.5铝铝锌锌ZAlZn11Si7ZL401913价廉,铸造性好,抗蚀性差,价廉,铸造性好,抗蚀性差,热裂倾向大,用于制造车辆发热裂倾向大,用于制造车辆发动机零件及仪器元件和日用品动机零件及仪器元件和日用品ZAlZn11Si7ZL40256.52、铝合金铝合金3 3)铸造铝合金铸造铝合金 代号代号铸造性能密度强度耐蚀性耐热性价格铝铜合金ZL20X不好高高不好好-铝镁合金ZL30X不好低高好不好-铝锌合金Z
10、L40X好高高不好不好便宜3.4 3.4 有色金属及其合金有色金属及其合金3.4.2 铜及铜合金铜及铜合金1、纯铜(紫铜)纯铜(紫铜)1)工业纯铜)工业纯铜 99.599.95%2)无氧铜)无氧铜 w(o)% 0.003%T4T1四种四种TU2、TU12、铜合金铜合金种种类类牌号牌号成分成分用途用途CuZn普普通通黄黄铜铜H9090余余量量冷凝管、热交换器、冷凝管、热交换器、机械零件、电器零机械零件、电器零件、螺帽、冲压件件、螺帽、冲压件H7070ZH6262热交换器热交换器1 1)黄铜)黄铜 以以锌锌为主要合金元素的铜基合金为主要合金元素的铜基合金固溶体,面心立方晶格以化合物CuZn为基体的
11、固溶体, ()塑性好, ( )塑性差以CuZn3为基体的固溶体,塑性与强度均差+ 3247单相单相双相双相铸造黄铜铸造黄铜季裂3.4 3.4 有色金属及其合金有色金属及其合金3.4.2 铜及铜合金铜及铜合金种种类类组别组别牌号牌号成分成分用途用途CuZnPbSnAlSiMnFeNi复复杂杂黄黄铜铜铅黄铜铅黄铜HPb63-363余余量量3钟表零件钟表零件、一般机器零件、一般机器零件锡黄铜锡黄铜HSn90-1901船舶船舶零件、车辆弹性套管零件、车辆弹性套管铝黄铜铝黄铜HAl77-2772船舶船舶冷凝器管、耐蚀零件冷凝器管、耐蚀零件硅黄铜硅黄铜HSi80-3803耐磨零件、耐磨零件、船舶船舶及化工
12、零件及化工零件锰黄铜锰黄铜HMn58-2582船舶船舶零件、轴承、耐蚀零件零件、轴承、耐蚀零件铁黄铜铁黄铜HFe59-1-1590.40.61海水海水腐蚀工况下的零件腐蚀工况下的零件镍黄铜镍黄铜HNi65-5655船舶船舶冷凝器管、电机零件冷凝器管、电机零件1 1)黄铜)黄铜 在铜、锌合金中加入铅、锡、铝、硅、锰、铁、镍等合金元素形成在铜、锌合金中加入铅、锡、铝、硅、锰、铁、镍等合金元素形成复复杂黄铜杂黄铜,以提高强度和耐蚀性。,以提高强度和耐蚀性。 铅黄铜铅黄铜切削加工性能好,主要用作钟表零件。其余复杂黄铜对空气和切削加工性能好,主要用作钟表零件。其余复杂黄铜对空气和海水的耐蚀性好,主要在船
13、舶上使用。海水的耐蚀性好,主要在船舶上使用。 2、铜合金铜合金3.4 3.4 有色金属及其合金有色金属及其合金3.4.2 铜及铜合金铜及铜合金2 2)青铜)青铜 除了黄铜、白铜之外的铜基合金除了黄铜、白铜之外的铜基合金2、铜合金铜合金铜合金铜合金组别组别牌号牌号成分成分应用应用CuSnAlBeSiPbNi青铜青铜锡青铜锡青铜QSn4-3934弹簧弹簧、抗磁零件、抗磁零件ZQSn109010水管附件、水管附件、轴承,工艺品轴承,工艺品铝青铜铝青铜QAl9-4879耐磨零件耐磨零件ZQAl9-4879轴承、轴套轴承、轴套铍青铜铍青铜QBe2982重要的弹性元件、电极重要的弹性元件、电极硅青铜硅青铜
14、QSi3-1943弹簧、弹簧、涡轮、涡杆涡轮、涡杆铅青铜铅青铜ZQPb307030高速发动机的高速发动机的轴承轴承锡青铜:锡青铜:W(Sn)=(35),(57),(1014)%分别适应于冷、热加工和铸造生产。分别适应于冷、热加工和铸造生产。铝青铜:铝青铜:W(Al)=(57), (812)%分别适应于冷加工和铸造生产。分别适应于冷加工和铸造生产。铍青铜:铍青铜:W(Be)=(1.72.5) %。高弹性。高弹性,抗疲劳抗疲劳,电阻小电阻小,无磁性无磁性,受冲击无火花。受冲击无火花。硅青铜:硅青铜:W(Si)=(13.5) %。较高强度和弹性,耐热性好,耐磨性好。较高强度和弹性,耐热性好,耐磨性好
15、。龟鹤青铜器明皇室吉祥物3.4 3.4 有色金属及其合金有色金属及其合金3.4.2 铜及铜合金铜及铜合金2、铜合金铜合金铜合金铜合金组别组别牌号牌号成分成分应用应用CuSnAlBeSiPbNi白铜白铜普通白铜普通白铜B2525船舶、化工仪器零件船舶、化工仪器零件锌白铜锌白铜BZn15-2015抗腐蚀仪表零件抗腐蚀仪表零件锰白铜锰白铜BMn3-123弹簧,热电偶丝弹簧,热电偶丝v二者无限互溶二者无限互溶,形成单向固溶体形成单向固溶体,抗蚀性及塑性好抗蚀性及塑性好v普通普通白铜含镍量越高,颜色越白白铜含镍量越高,颜色越白, W(Ni) 16%时接近银的颜色。时接近银的颜色。v 锌白铜锌白铜15世纪
16、已世纪已在中国在中国使用。使用。以以镍镍为主要合金的铜合金为主要合金的铜合金3 3)白铜)白铜150014001300120011001000Cu 20 40 60 80 Ni温度温度/W(Ni)/%4003002001000-100-200-273368铁磁性顺磁性L+L老白铜酒壶民国时期3.4 3.4 有色金属及其合金有色金属及其合金3.4.3 钛及钛合金钛及钛合金组别组别牌号牌号成分成分室温机械性能室温机械性能应用应用热处理热处理b工业纯钛工业纯钛TA1Ti(杂质极微)(杂质极微)退火退火24024在在350以下工以下工作,强度要求作,强度要求不高的零件不高的零件TA2Ti(杂质微)(杂
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