有色金属(工程材料).ppt

第8章 有色金属及其合金 Contents Transitional Page 8.1.1 工业纯铝 纯铝，f.c.c，熔点660℃，比重2.7g/cm3，无同素异 晶转变。其特点是密度小，导电性和导热性好、抗蚀性 好。工业纯铝具有极好的塑性，延伸率达到30—50%， 断面收缩率达到80%，可进行各种加工、制成板材、箔 材、线材、带材及型材，但是强度过低，适用于制造电 缆、电器零件、装饰件及日常生活用品。 8.1.2 铝合金分类及时效强化 凡是具有时效强化的合金均有“回归”现象，即将时 效强化后的铝合金，加热至230－250℃、短时间保温 （几秒或几分），迅速入水冷却，时效强化效果将消 除，合金又重新软化，又可继续进行加工。如再在室温 下放置，则又能发生正常的自然时效，回归现象可进行 多次。 8.1.3 形变铝合金 8.1.4 铸造铝合金 8.2 铜及其合金 8.2 .2 铜合金 2、青铜（Cu-Sn合金） Sn20％后，塑性、强度明显下降，失去应用价值。锡青铜在大气和海水中耐蚀性较好。工业用锡青铜Sn3－14％。 Sn5－7％为压力加工青铜，强度较高，塑性较好HB180，用作弹簧、轴承衬、轴瓦等。 Sn10－14％为铸造锡青铜，强度、塑性较低，HB90，用作这速中载轴承等耐磨件。 3、白铜（Cu-Ni合金） 8.3 钛合金 钛的珍贵性在于比重小，强度高。钛比铁强韧 的多，比重却仅为铁的一半多点，而且不会生锈； 钛比铝的比重大不足2倍，但是强度是铝的3倍，而 且耐热性远高于铝。 钛合金的性能更加优良，钛合金的比强度（强度/ 密度）是不锈钢的3.5倍，铝合金的1.3倍，镁合金的1.6 倍。比强度是目前工业金属中最高的。钛合金在540℃ 的比强度高于钢，这种优点首先应用于航空发动机。钛 合金又能抗住200℃低温而不破坏。钛合金是现代超音 速飞机、火箭、导弹和航天飞机等可缺少的材料。 美国F14A和F15A飞机用钛及其它材料的比 重：钛合金25％；铝合金35％37.5％；钢17％ 5.5％；复合材料1.2％；其它30.2%。 钛合金作为耐热和耐蚀材料，在许多情况 下可以替代镁合金和铝合金，也可代替不锈钢。 应用于化工、石油、发电、冶金等部门。 工业纯钛室温拉伸强度在35－70kg/mm2（Mpa） 具有很高的工艺塑性（延伸率30％），适合冷态下 加工成型为各种板材结构件和冲压件（飞机上受力 不大的部件）。焊接性能好。典型牌号是TC1。 工业上使用的钛合金大多数是 （α＋β）双相的。它们兼备二者的 优点：优良的塑性、容易锻造、压延和 冲压，并可以淬火时效强化。 最常用的是TC4（Ti－6Al－4V）等。 钛在含氧环境中生成薄而坚固的氧化物薄膜，氧化 膜与基体结合牢固，破坏后能够自愈，耐氧化溶液和氯 化物溶液的腐蚀，最突出的是耐工业腐蚀气氛及海水腐 蚀。在海洋环境中腐蚀速率9.03×10-5mm/年； 钛合金具有良好的耐应力腐蚀的能力，还具有耐淡 水和海水的腐蚀疲劳性能。在静止海水中数年仍非常光 亮。钛合金在海水中的腐蚀性能优于不锈钢。 钛及合金在工业生产和飞机业中应用有30多 年历史，目前飞机和发动机制造部门仍是使用大 户。逐渐民用化，尤其是在海洋工程中的应用。 影响钛合金使用的主要问题是价格昂贵，这是目 前研究和开发的关键。 8.4 轴承合金 灰口铸铁：硬基体（珠光体等）＋软质点（石墨）； 低速轴承 8.4.1 滑动轴承合金的性能要求与组织 滑动轴承性能要求： 在常温和工作温度下，有一定的承载能力和疲劳强度，有足够的塑、韧性，使轴与轴瓦之间配合良好，低的摩擦系数，良好的导热性，低的膨胀系数，良好的耐蚀性，以防止温升和轴咬合。 与轴配合基本原则：保轴不保瓦。 组织要求： 软基体＋硬质点 或 硬基体＋软质点； 软基体上分布硬质点，其体积约占15－30％，轴工作时，软基体凹陷贮存润滑油，提高耐磨性，而硬质点为凸出部分起支撑轴，承载的作用 铜及合金是应用广泛的有色金属之一，它具有以下特点： （1）优异的物理、化学性能（2）良好的加工性（3）某些特殊机械性能（4）色泽美观 8.2.1 纯铜（紫铜） 纯铜呈紫红色，f.c.c，熔点1083℃，无同素异晶转变，比重8.98g/cm3常用于制造导电体