金属材料及热处理知识第8章课件.ppt

1、 了解工业中常用的非铁金属铝、铜、钛及其合金，轴承合金的性能及用途。目目 录录一、工业纯铝二、铝合金的分类和热处理三、变形铝合金四、铸造铝合金一、工业纯铜二、铜合金的分类三、黄铜四、青铜一、纯钛二、钛合金一、滑动轴承的性能和组织二、常用滑动轴承合金1.铝合金的分类3 铝合金一般都具有图8-1所示相图类型。按其化学成分和工艺性能，可将铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。图8-1 铝合金相图的一般类型 纯铝是银白色的低熔点轻金属，密度为2.7g/cm，熔点约为660，具有面心立方晶格，无同素异晶转变，导电、导热性好，耐蚀性好。纯铝的导电、导热性随其纯度的降低而变差，所以纯度是纯铝的重要指标。2

2、.铝合金的热处理铝合金的热处理方法主要是固溶热处理和时效。固溶热处理是将铝合金加热至单相区恒温保持，形成单相固溶体，然后快速冷却，使过饱和固溶体来不及分解，室温下获得过饱和固溶体的工艺。图8-2 w(Cu)=4%的铝合金自然时效曲线 合金的性能随时间而变化的现象称为时效。在室温进行的时效处理称为自然时效。在室温以上的温度进行的时效处理称为人工时效。固溶热处理和时效是铝合金强化的常用手段。图8-3 人工时效温度 对强度的影响1.防锈铝（LF）防锈铝主要有Al-Mg或Al-Mn系，这类铝合金不能热处理强化，只能通过冷变形强化。常用的牌号有LF5、LF11、LF21等。2.硬铝（LY）硬铝主要为Al

3、-Cu-Mg系合金。这类合金可以通过固溶热处理和时效处理来获得高强度，抗拉强度b可达450MPa。常用牌号有LY1、LY2、LY12等。3.超硬铝（LC）超硬铝为Al-Cu-Mg-Zn系合金，它是在硬铝合金的基础上加入锌元素而制成的。常用的牌号有LC4、LC6等。4.锻铝（LD）锻铝大多为Al-Cu-Mg-Si系合金。常用变形铝合金新旧牌号、力学性能及用途见表8-1。表8-1 常用变形铝合金的新旧、牌号、力学性能及用途（摘自GB/T164751996）表8-1 常用变形铝合金的新旧、牌号、力学性能及用途（续）1.铸造铝合金 主要有Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系、Al-Zn系四个系列。

4、2.铸造铝硅合金 Al-Si系合金是最常用的铸造铝合金，俗称硅铝明，特点是铸造性能优良，具有一定的强度和良好的耐蚀性。表8-2为部分铸造铝合金的牌号、代号、主要特点及用途。表8-2 部分铸造铝合金的牌号、代号、主要特点及用途（摘自GB/T11731995、GB/T151151994）表8-2 部分铸造铝合金的牌号、代号、主要特点及用途（续）纯铜具有面心立方晶格，无同素异晶转变，密度为8.96g/cm，熔点为1 083，导电性、导热性优良，抗大气腐蚀性能良好，塑性好，容易进行冷、热塑性加工，强度和硬度较低（b=230250MPa，3040HBS），通过冷变形可使之强化。工业纯铜有T1、T2、T3

5、三个代号。铜合金是以铜为基体，加入合金元素形成的合金。黄铜：是指以铜为基体，以锌为主加元素的铜合金。白铜：是指以铜为基体，以镍为主加元素的铜合金。青铜：是指除黄铜和白铜以外的铜合金，主要有锡青铜、铝青铜、铍 青铜等。31.普通黄铜 普通黄铜是铜锌二元合金，具有优良的耐蚀性能，其力学性能与含锌量有关。如图8-6所示。图8-6 黄铜的组织和力学性能与含锌量的关系2.特殊黄铜 在普通黄铜的基础上再加入其他合金元素，可以改善黄铜的性能，这类黄铜称为特殊黄铜。部分黄铜的牌号、化学成分、力学性能及用途见表8-3。表8-3 部分黄铜的牌号、成分、力学性能及用途（摘自GB/T 52312001和GB/T 11

6、761987）表8-3 部分黄铜的牌号、成分、力学性能及用途（续）青铜种类很多，锡青铜是最常见的青铜，此外还有铝青铜、铍青铜、铅青铜等。按工艺特点又分为加工青铜和铸造青铜两大类。常用青铜的牌号、化学成分、力学性能及用途见表8-4。1.锡青铜 以锡为主要添加元素的铜合金称为锡青铜。含锡量对青铜的组织和力学性能的影响较大，如图8-7所示。2.铝青铜 以铝为主要添加元素的铜合金称为铝青铜。常用的铝青铜w(Al)=5%11%。当w(Al)=5%7%时，有良好的塑性，适宜于冷变形加工；当w(Al)=10%时，强度高，适宜于铸造。表8-4 常用青铜的牌号、化学成分、力学性能及用途（摘自GB/T523120

7、01、GB/T 11761987、GB20482002、GB20432002）表8-4 常用青铜的牌号、化学成分、力学性能及用途（续）3.铍青铜 以铍为主要添加元素的铜合金称为铍青铜。常用的铍青铜w(Be)=1.7%2.5%，铍在铜中的最大溶解度为2.7%。图8-7 锡青铜的组织和力学性能与含锡量的关系 钛是银白色的高熔点轻金属，密度为4.51g/cm,熔点为1700，钛有两种同素异构体：温度低于882为-Ti，具有密排六方晶格;温度高于882为-Ti，具有体心立方晶格。工业纯钛的牌号有TA1、TA2、TA3 三种，顺序号越大，杂质含量越高，强度、硬度越高，塑性、韧性越差。工业纯钛的牌号、力学

8、性能及用途见表8-5。以钛为基体，加入合金元素铝、锡、铬、钼、锰等合金元素组成的合金。3表8-5 工业纯钛的牌号、力学性能及用途（摘自GB/T29651996）2.型钛合金 主要成分为钛中加入铬、钼、钒等合金元素，这类合金经淬火后得到固溶体的组织，具有较高的抗拉强度和冲击韧度，压力加工性能和焊接性能良好。缺点是组织和性能不太稳定，熔炼工艺较复杂，故应用较少。3.型钛合金 常用的钛合金牌号、化学成分、力学性能及用途见表8-6。1.型钛合金 主要成分为钛中加入铝和锡，退火状态下的组织是单相固溶体。表8-6 常用的钛合金牌号、化学成分、力学性能及用途（摘自GB/T29651996）表8-6 常用的钛

9、合金牌号、化学成分、力学性能及用途（续）1.滑动轴承的性能 滑动轴承合金应具有足够的抗压强度和抗疲劳性能，良好的减摩性，良好的储备润滑油的功能，良好的磨合性，良好的导热性和耐蚀性，良好的工艺性能。2.滑动轴承的组织 软基体和均匀分布的硬质点；硬基体上分布着软质点。1.锡基与铅基轴承合金 常用的锡基和铅基轴承合金的牌号、力学性能、特点和用途见表8-7。表8-7 常用的锡基、铅基轴承合金牌号、力学性能、特点和用途(摘自GB/T 11741992)表8-7 常用的锡基、铅基轴承合金牌号、力学性能、特点和用途（续）（1）锡基轴承合金（2）铅基轴承合金2.铜基轴承合金 铜基轴承合金通常有锡青铜与铅青铜。3.铝基轴承合金铝基轴承合金是以铝为基体，加入锡等元素组成的合金。1.铝合金采用何种热处理强化方法？变形铝合金中哪些品种可以进行热处理强化？2.什么是铸造铝合金的变质处理？试述铸造铝合金变质处理后力学性能提高的原因。3.试述轴承合金应具有哪些性能？应具备什么样的组织来保证这些性能？4.下列零件应选用何种金属材料制造较为合适：焊接油箱、气缸体、活塞、飞机蒙皮、仪表弹簧、罗盘、重型汽车轴瓦5.说明下列牌号的意义：H62、H68、HSn62-1、ZCuZn38、ZCuZn16Si4、QSn4-3、ZCuSn10P1、QBe2