有色金屬及其合金課件

1、第八章有色金屬及其合金第一節(jié)鋁及鋁合金第二節(jié)銅及銅合金第三節(jié)軸承合金第四節(jié)粉末冶金與硬質(zhì)合金返回第一節(jié)鋁及鋁合金一、純鋁鋁在地殼中儲(chǔ)量豐富. 占地殼總質(zhì)量的. 居所有金屬元素之首.純鋁的主要用途是: 代替較貴重的銅. 制作導(dǎo)線(xiàn). 配制各種鋁合金以及制作要求質(zhì)輕、導(dǎo)熱或耐大氣腐蝕的器皿等.工業(yè)上使用的純鋁. 其純度為. . 牌號(hào)有、 和.后面的數(shù)字表示純度. 數(shù)字越大. 純度越低.二、鋁合金通過(guò)向鋁中加入一定量的合金元素(如硅、銅、錳等). 并進(jìn)行冷變形加工或熱處理下一頁(yè)返回第一節(jié)鋁及鋁合金可大大提高其力學(xué)性能. 其強(qiáng)度甚至可達(dá)到鋼的強(qiáng)度指標(biāo). 可達(dá) . 可用于制造承受較大載荷的機(jī)器零件和構(gòu)件.

2、 因此. 鋁合金廣泛應(yīng)用于民用與航空工業(yè). 鋁合金的分類(lèi)根據(jù)鋁合金的成分及生產(chǎn)工藝特點(diǎn). 可將鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類(lèi). 鋁合金的時(shí)效強(qiáng)化鋁合金的熱處理與鋼的不同. 鋼主要是通過(guò)控制同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變來(lái)改變性能. 如淬火后由奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體. 從而使鋼的強(qiáng)度和硬度提高. 而塑性下降. 通過(guò)回火. 又使強(qiáng)度和硬度下降而塑性上升. 鋁合金則不同. 從相圖可以看出. 上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)鋁及鋁合金它是通過(guò)固溶 時(shí)效處理來(lái)改變性能的.鋁合金的熱處理主要應(yīng)用于可以熱處理強(qiáng)化的變形鋁合金. 將鋁合金加熱到稍稍超過(guò)固溶線(xiàn). 保溫適當(dāng)時(shí)間. 可得到均勻的單相 固溶體. 然后在水中快速冷卻. 使第二

3、相來(lái)不及析出. 結(jié)果在室溫下獲得過(guò)飽和 固溶體組織. 這就是固溶處理. 是熱處理的第一步.在室溫下. 這種 固溶體是過(guò)飽和的、不穩(wěn)定的組織. 有分解出第二相過(guò)渡到穩(wěn)定狀態(tài)的傾向. 所以接著進(jìn)行熱處理的第二步.上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)鋁及鋁合金如果合金在室溫下放置很長(zhǎng)時(shí)間. 或在一定溫度下保持足夠時(shí)間. 由于不穩(wěn)定固溶體在析出第二相過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致晶格畸變. 從而使合金的強(qiáng)度和硬度得到顯著提高. 而塑性則明顯下降. 鋁合金固溶處理后的性能隨時(shí)間延長(zhǎng)而發(fā)生強(qiáng)化的現(xiàn)象. 稱(chēng)為時(shí)效或時(shí)效強(qiáng)化.合金在室溫下擱置所產(chǎn)生的時(shí)效稱(chēng)自然時(shí)效. 在高于室溫的某一溫度范圍( ) 發(fā)生的時(shí)效稱(chēng)為人工時(shí)效. 時(shí)效溫度越高.

4、則時(shí)效的過(guò)程越快. 但強(qiáng)化的效果越小. 固溶時(shí)效處理是鋁合金的主要強(qiáng)化手段. 也是一種重要的熱處理方法. 在其他有色金屬和高溫合金中都有很廣泛的應(yīng)用. 是金屬中的重要強(qiáng)化手段之一.上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)鋁及鋁合金三、變形鋁合金不可熱處理強(qiáng)化的變形鋁合金主要有防銹鋁合金. 可熱處理強(qiáng)化的變形鋁合金主要有硬鋁、超硬鋁和鍛鋁合金. 防銹鋁合金()防銹鋁合金用“鋁防” 漢語(yǔ)拼音字首“” 加順序號(hào)表示. 屬 系合金及 系合金. 加入錳主要用于提高合金的耐蝕能力和產(chǎn)生固溶強(qiáng)化. 加入鎂起固溶強(qiáng)化作用和降低密度. 防銹鋁合金強(qiáng)度比純鋁的高. 并有良好的耐蝕性、塑性和焊接性. 但切削加工性較差. 這類(lèi)合金不能

5、進(jìn)行熱處理強(qiáng)化. 而只能進(jìn)行冷塑性變形強(qiáng)化. 防銹鋁合金主要用于制造構(gòu)件、容器、管道、蒙皮及需要拉伸、彎曲的零件和制品.上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)鋁及鋁合金.硬鋁合金()硬鋁合金用“鋁硬” 的漢語(yǔ)拼音字首“” 加順序號(hào)表示. 屬 系合金.加入銅和鎂是為了在時(shí)效過(guò)程中產(chǎn)生強(qiáng)化相. 這類(lèi)合金既可通過(guò)熱處理(時(shí)效處理) 強(qiáng)化來(lái)獲得較高的強(qiáng)度和硬度. 還可以進(jìn)行變形強(qiáng)化. 硬鋁在航空工業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用. 如用做飛機(jī)構(gòu)架、螺旋槳、葉片等. 但其抗蝕性較差.上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)鋁及鋁合金. 超硬鋁合金()超硬鋁代號(hào)用“鋁超” 的漢語(yǔ)拼音字首“” 加順序號(hào)表示. 屬 系合金.這類(lèi)合金經(jīng)淬火加人工時(shí)效后.

6、可產(chǎn)生多種復(fù)雜的第二相. 具有很高的強(qiáng)度和硬度. 切削性能良好. 但耐腐蝕性較差. 常用做飛機(jī)上的主要受力部件. 如大梁桁架、加強(qiáng)框和起落架等.鍛鋁合金()鍛鋁合金用“鋁鍛” 的漢語(yǔ)拼音字首“” 加順序號(hào)表示. 屬 系合金.元素種類(lèi)多. 但含量少. 因而合金的熱塑性好. 適于鍛造. 故稱(chēng)鍛鋁. 鍛鋁通過(guò)固溶處理和人工時(shí)效來(lái)強(qiáng)化. 主要用于制造外形復(fù)雜的鍛件和模鍛件.上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)鋁及鋁合金四、鑄造鋁含金鑄造鋁合金可分為四大類(lèi): 系、 系、 系和 系. 其中 系合金具有良好的力學(xué)性能和鑄造性能. 應(yīng)用最廣.上一頁(yè)返回第二節(jié)銅及銅合金一、純銅純銅又稱(chēng)紫銅. 因純銅是用電解法獲得的. 故又稱(chēng)

7、電解銅. 其密度為. / . 熔點(diǎn)為 . 固態(tài)時(shí)晶體結(jié)構(gòu)為面心立方晶格. 無(wú)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變.純銅的強(qiáng)度低. 為 . 塑性高. 為 . 便于承受冷、熱鍛壓加工.純銅的化學(xué)穩(wěn)定性較高. 在大氣、水蒸氣、水和熱水中基本不受腐蝕. 在海水中易受腐蝕.純銅具有很高的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性. 其導(dǎo)電性?xún)H次于銀. 居第二位. 故在電器工業(yè)和動(dòng)力機(jī)械中得到廣泛的應(yīng)用.下一頁(yè)返回第二節(jié)銅及銅合金 如用來(lái)制造電導(dǎo)線(xiàn)、散熱器、冷凝器等.工業(yè)純銅一般被加工成棒、線(xiàn)、板、管等型材. 用于制造電線(xiàn)、電纜、電器零件及熔制銅合金等. 根據(jù)雜質(zhì)的含量. 工業(yè)純銅可分為四種: 、. “” 為銅的漢語(yǔ)拼音字首. 數(shù)字序號(hào)越大. 銅的純度越低.

8、二、銅合金純銅的強(qiáng)度低. 不適于制作結(jié)構(gòu)件. 為此常加入適量的合金元素制成銅合金. 銅合金是工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的有色金屬材料. 按化學(xué)成分的不同. 銅合金可分為黃銅、青銅和白銅. 一般機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用較多的是黃銅、青銅. 而白銅主要是制造精密機(jī)械與儀表的耐蝕件及電阻器、熱電偶等.上一頁(yè)返回第三節(jié)軸承合金一、對(duì)軸承合金的性能要求有足夠的強(qiáng)度和硬度. 以便承受軸頸施加的較大壓力. 有足夠的塑性和韌性. 以抵抗沖擊和振動(dòng).具有良好的減磨性. 摩擦系數(shù)小. 耐磨性好. 蓄油性好. 以保證軸承在較好的潤(rùn)滑條件和低的摩擦系數(shù)下工作.有良好的耐蝕性、導(dǎo)熱性和較小的膨脹系數(shù). 以防與軸發(fā)生咬合.加工工藝性好.

9、容易制造. 價(jià)格低二、軸承合金的組織為保證上述性能要求. 軸承合金應(yīng)具理想的組織. 即在軟的基體上分布著硬質(zhì)點(diǎn).下一頁(yè)返回第三節(jié)軸承合金軸承工作時(shí). 軟基體很快磨損而凹下. 以便儲(chǔ)存潤(rùn)滑油. 使軸與軸瓦間形成連續(xù)油膜.硬質(zhì)點(diǎn)突出于表面以承受載荷. 并抵抗自身的磨損. 屬于這類(lèi)組織的有錫基、鉛基軸承合金. 但這種組織難以承受高的載荷.還有一類(lèi)軸承合金的組織. 是在硬的基體上分布著軟的質(zhì)點(diǎn). 也具有低的摩擦系數(shù). 而且能承受較高的載荷. 但其磨合性較差. 屬于這類(lèi)組織的軸承合金有銅基、鋁基等軸承合金.三、常用軸承合金常用的軸承合金有錫基與鉛基軸承合金、銅基軸承合金、鋁基軸承合金等.上一頁(yè)返回第四節(jié)

10、粉末冶金與硬質(zhì)合金一、粉末冶金簡(jiǎn)介粉末冶金是利用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物) 作原料. 將幾種粉末混勻壓制成型. 并經(jīng)過(guò)燒結(jié)而獲得材料或零件的加工方法. 近二三十年來(lái). 粉末冶金得到迅速的發(fā)展. 粉末冶金法在機(jī)械、冶金、化工、交通運(yùn)輸、輕工、原子能、電子、遙控、火箭、宇航等部門(mén)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用.粉末冶金法和金屬熔煉法與鑄造方法有根本的不同. 其生產(chǎn)過(guò)程包括粉末的生產(chǎn)、混料、壓制成型、燒結(jié)及燒結(jié)后的處理等工序. 用粉末冶金方法不但可以生產(chǎn)多種具有特殊性能的金屬材料.下一頁(yè)返回第四節(jié)粉末冶金與硬質(zhì)合金 如硬質(zhì)合金、難熔金屬材料、無(wú)偏析高速鋼、耐熱材料、減磨材料、熱交換材料、摩擦材

11、料、磁性材料及核燃料元件等. 而且還可以制造很多機(jī)械零件. 如齒輪、凸輪、軸套、襯套、摩擦片、含油軸承等. 與一般零件的生產(chǎn)方法相比. 它具有少切削或無(wú)切削、生產(chǎn)率高、材料利用率高、節(jié)省生產(chǎn)設(shè)備和占地面積小等優(yōu)點(diǎn).由于壓制設(shè)備噸位及模具制造的限制. 目前粉末冶金法還只能生產(chǎn)尺寸有限和形狀不很復(fù)雜的工件.上一頁(yè)下一頁(yè)返回第四節(jié)粉末冶金與硬質(zhì)合金二、硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是以碳化鎢()、碳化鈦() 等高熔點(diǎn)、高硬度的碳化物的粉末和起黏結(jié)作用的金屬鈷粉末經(jīng)混合、加壓成型、再燒結(jié)而制成的一種粉末冶金制品. 因其工藝與陶瓷燒結(jié)相似. 所以也稱(chēng)金屬陶瓷硬質(zhì)合金或燒結(jié)硬質(zhì)合金. 硬質(zhì)合金具有高硬度( )、高熱硬性(可達(dá) )、高耐磨性和較高抗壓強(qiáng)度. 用它制造刀具. 其切削速度、耐磨性與壽命都比高速鋼的高. 硬質(zhì)合金通常制成一定規(guī)格的刀片. 裝夾或鑲焊在刀體上使用. 它還用于制造某些冷作模具、量具及不受沖擊、振動(dòng)的高耐磨零件.目前. 常用的硬質(zhì)合金有金屬陶瓷硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金.(一) 金屬陶瓷硬質(zhì)合金上一頁(yè)下一頁(yè)返回第四節(jié)粉末冶金與硬質(zhì)合金. 鎢鈷類(lèi)硬質(zhì)合金.鎢、鈷、鈦類(lèi)硬質(zhì)合金. 通用硬質(zhì)合金(二) 鋼結(jié)硬質(zhì)合金鋼結(jié)硬質(zhì)合金是以一種或幾種碳化物(如、) 為強(qiáng)化