第08章 有色金屬及其合金

第八章有色金屬及其合金8.1鋁及鋁合金8.2銅及銅合金8.3鈦及鈦合金8.4軸承合金第八章有色金屬及其合金熔點(diǎn)660℃，密度2.7g/cm3，比強(qiáng)度高。導(dǎo)電導(dǎo)熱性好，耐大氣腐蝕。切削性好，塑性好、可冷成型。鑄Al合金的鑄造性能好。Al及Al合金的特點(diǎn)工業(yè)純鋁——

L1～L5，做散熱器、器皿等。力學(xué)性能

σb

=80~100MPa

δ=30~50%1．純鋁2．鋁合金（1）分類(lèi)和強(qiáng)化分類(lèi)——變形鋁合金、鑄造鋁合金強(qiáng)化方法固溶、冷變形、時(shí)效強(qiáng)化-CuAl2時(shí)效強(qiáng)化——淬火后合金強(qiáng)硬度隨時(shí)間延長(zhǎng)而顯著升高時(shí)效工藝

固溶處理（水冷淬火）→過(guò)飽和固溶體時(shí)效過(guò)程——過(guò)飽和固溶體分解，析出強(qiáng)化相。

自然時(shí)效——在室溫長(zhǎng)時(shí)間停留，如，數(shù)天。

人工時(shí)效——加熱至100~200℃，保溫一定時(shí)間。時(shí)效效果——時(shí)效溫度高，則速度快，但強(qiáng)化效果小。合金類(lèi)別代號(hào)主要化學(xué)成分,%熱處理機(jī)械性能CuMgMn其它σb

MPa

%HB防銹鋁LF54.5~5.50.3~0.6退火2702370LF114.8~5.50.3~0.6V0.02~0.22702370LF211.0~1.61302330硬鋁LY12.2~3.00.2~0.5固溶處理+自然時(shí)效3002470LY113.8~4.80.4~0.80.4~0.842018100LY123.8~4.91.2~1.80.3~0.948011131超硬鋁LC41.4~2.01.8~2.80.2~0.6Zn5.0~7.0固溶處理+人工時(shí)效60012150LC62.2~2.82.5~3.20.2~.5Zn7.6~8.66807190鍛鋁LD51.8~2.60.4~0.80.4~0.8Si0.7~1.242013105LD71.9~2.51.4~1.8Ni1~1.5Fe1.0~1.544013120LD103.9~4.80.4~0..80.4~1.0Si0.5~1.248010135（２）變形鋁合金

防銹鋁——LF，不可熱處理強(qiáng)化，做油箱、油管、鉚釘。

硬鋁——LY，做螺旋槳葉片、支柱。

超硬鋁——LC，做飛機(jī)大梁、起落架。

鍛鋁——LD，做鍛件、模鍛件。合金代號(hào)主

要化學(xué)成分,%機(jī)

械性能SiCuMg鑄造方法熱處理bMPa%HB鋁硅ZL1016.0~8.00.2~0.4SBT6230170ZL10210~13SBJT2T2143153425050ZL1104.0~6.05.0~8.00.2~0.5JT1170－90鋁銅ZL2034.0~5.0JT4210660鋁鎂ZL3019.5~11.5ST4280920鋁鋅ZL4026.0~8.0Zn5~70.4~0.7JT1240470鑄造方法：SB——砂型變質(zhì)；J——金屬砂；S——砂型熱處理：T1——不淬火，人工時(shí)效；T2——退火；T4——淬火+自然時(shí)效；T6——淬火+人工時(shí)效（3）鑄造鋁合金Al-Si合金（硅鋁明）——鑄造性好（熔點(diǎn)低、流動(dòng)性好、收縮?。ｈT造鋁合金的應(yīng)用

8.2銅及銅合金1．純銅2．銅合金熔點(diǎn)1083℃，密度8.9g/cm3。導(dǎo)電導(dǎo)熱性?xún)H次于Ag。耐大氣、水腐蝕。切削性好，塑性好，可冷、熱成形。鑄Cu合金的鑄造性能好。Cu及Cu合金的特點(diǎn)1．純銅——紫銅（紫紅色）工業(yè)純銅——T1~T4，做電導(dǎo)體。力學(xué)性能

σb=230~250MPa

δ=40~50%純銅管2．銅合金（１）黃銅——Cu-Zn系合金普通黃銅——Cu-Zn合金

單相黃銅——如H80，含80%Cu，單相α，塑性好，可冷成型。

雙相黃銅——如H62，α+β，可熱變形。

鑄造黃銅——如ZCuZn38，含38%Zn。組織代號(hào)化學(xué)成分,%機(jī)械性能CuZn加工

狀態(tài)bMPa%HBH9695~97余量退火25035－H8079~81余量退火27050－H6867~70余量退火30040－H5957~60余量退火變形300420255－103牌號(hào)、性能

(a)單相黃銅α

Cu-Zn合金的顯微組織(b)雙相黃銅α+β’復(fù)雜黃銅——改善Cu-Zn合金的耐蝕性、機(jī)械性能。組

別代

號(hào)主要化學(xué)成分,%機(jī)械性能(變形)Cu其它bMPa%HBPb黃銅HPb63-3HPb60-162.0~65.059.0~61.0Pb2.4~3.0Pb0.6~1.060061054－－Sn黃銅HSn90-1HSn62-188.0~91.061.0~63.0Sn0.25~0.75Sn0.7~1.152070054148－Al黃銅HAl77-276.0~79.0Al1.8~2.665012170Si黃銅HSi65-1.5-363.5~66.5Si1.0~2.0Pb2.5~3.56008160Mn黃銅Fe黃銅HMn58-2HFe59-1-157.0~60.057.0~60.0Mn1.0~1.2Fe0.6~1.27007001010175160Ni黃銅HNi65-564.0~67.0Ni5.0~6.57004－黃銅制品（2）青銅——Cu-Sn、Cu-Al、Cu-Be系等合金。壓力加工青銅

Sn青銅——如QSn4-3，含4%Sn、3%Zn，其余為Cu。做軸承、彈簧等。

Al青銅——如QAl10-3-1.5，做耐蝕、抗磨的齒輪、軸套等。

Be青銅——如QBe2，做彈簧，高速軸承等。鑄造青銅——如Sn青銅，ZCuSn10Zn2。（3）白銅——Cu-Ni系合金如，B19，含19%Ni的普通白銅，做船舶儀器零件等。8.3鈦及鈦合金特性——強(qiáng)度、塑性、比強(qiáng)度高，耐蝕、耐熱、耐低溫。１．純鈦銀白色，熔點(diǎn)1680℃，密度4.54g/cm3。

同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變——882℃時(shí)，密排六方α-Ti←→β-Ti（體心立方）。牌號(hào)——工業(yè)純鈦TA1～TA3鈦飛船2．鈦合金TC4時(shí)效后的組織：

塊狀α＋β基體＋針狀αα-Ti合金可變形強(qiáng)化，如TA7（Ti-5Al-2.5Sn）β–Ti合金可時(shí)效強(qiáng)化，TB1（Ti-3Al-13V-11Cr）（α+β）-Ti合金可時(shí)效強(qiáng)化，TC4（Ti-6Al-4V）熱處理退火——650～850℃（再結(jié)晶）

450～650℃（去應(yīng)力）淬火+時(shí)效處理8.4軸承合金滑動(dòng)軸承中的軸瓦及內(nèi)襯的材料

工作條件——沖擊、交變載荷，軸頸壓力、摩擦。性能

強(qiáng)硬度、塑韌性好，與軸的磨合能力、減摩性好。導(dǎo)熱、抗蝕性好。軸瓦Sn基軸承合金

ZChSnSb11-6（含11%Sb，6%Cu）。

α軟基體+硬質(zhì)點(diǎn)（白方塊是β-SnSb

＋白針狀Cu6Sn5

）Pb基軸承合金

ZChPbSb16-16-2

(α＋β)共晶軟基體+硬質(zhì)點(diǎn)ZChSnSb11-6的組織，×100Cu基軸承合金——做大載荷、高速軸承。

Pb青銅，ZQPb30，Cu硬