第五章非鐵金屬材料與粉末冶金材料

第五章非鐵金屬材料與粉末冶金材料非鐵金屬材料是指除鋼鐵材料以外的其它金屬及合金的總稱（俗稱有色金屬）。非鐵金屬材料種類繁多，應(yīng)用較廣的是Al、Cu、Ti及其合金以及滑動軸承合金?！?-1鋁及鋁合金一、工業(yè)純鋁（閱讀，回答問題）1．鋁合金為什么不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化？可通過什么手段提高其強(qiáng)度？2．為什么純鋁在大氣中有良好的耐蝕性？3．純鋁有哪些優(yōu)點和缺點？主要應(yīng)用？二、鋁合金鋁合金是向鋁中加人適量的Si、Cu、Mg、Mn等合金元素，進(jìn)行固溶強(qiáng)化和第二相強(qiáng)化而得到的。合金化可提高純鋁的強(qiáng)度并保持純鋁的特性。一些鋁合金還可經(jīng)冷變形強(qiáng)化或熱處理，進(jìn)一步提高強(qiáng)度。1．鋁合金的分類二元鋁合金一般形成固態(tài)下局部互溶的共晶相圖，如圖5-１所示。根據(jù)鋁合金的成分和工藝特點可把鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。（1）變形鋁合金由圖5-１可知，凡成分在D'點以左的合金（加熱時能形成單相固溶體組織，具有良好的塑性，適于壓力加工），均稱變形鋁合金。變形鋁合金又可分為兩類：·不能熱處理強(qiáng)化的鋁合金成分在Ｆ點以左的合金；·能熱處理強(qiáng)化的鋁合金成分在Ｆ點與D'點之間的鋁合金。圖5-1二元鋁合金相圖屠（2森）鑄朽造鋁懲合金矩成平分在滴D免'換點以獨(dú)右程鋸勁當(dāng)?shù)匿X帆合金見，具賣有共率晶組華織，丘塑性姐較差淘，但三熔點受低，剝流動源性好慨，適該于鑄滲造，短故稱壁鑄造黨鋁合受金。逃上述獨(dú)分類身并不骨是絕掠對的序。圖5-1二元鋁合金相圖厲2、臭鋁合健金的顧時效顫強(qiáng)化蠻疤（1染）概襲念拆1）五固吳溶處蘿理減將鋁出合金插加熱搶到致α脅單相帆區(qū)某鋤一溫重度，頌經(jīng)保昏溫，調(diào)使第驗二相貴溶入撤α才中，月形成斬均勻繪的單丹相賴α尾固溶逼體，鈴隨后薦迅速德水冷售，使矛第二撈相來叢不及晃從贏α抓固溶我體中緣析出泡，在斑室溫罵下得趴到過杏飽和是的廚α俗固溶防體，知這種邊處理革方法賣稱為憲固溶可熱處腰理或蠅固溶尸（俗樹稱淬趣火）桂。通2）惰固溶杠處理物的性蘋能特顏點騎①眠硬度顛、強(qiáng)曬度無退明顯熱升高版，而要塑性騎、韌終性得朽到改劇善；肅②蜻組織如不穩(wěn)澤定，隆有向諸穩(wěn)定罰組織健狀態(tài)孤過渡追的傾晶向。營3）邊時效忠強(qiáng)化浙固億溶處棚理后皆的鋁敏合金象，隨稠時間評延長貢或溫腦度升下高而諷發(fā)生搬硬化聞的現(xiàn)俗象，別稱為五時效洽（即鋒時效負(fù)強(qiáng)化匪）。掙4）濫合金稱時效否強(qiáng)化跟的前阻提條屠件遵合金扁在高乳溫能度形成漆均勻傭的固決溶體蘭，同達(dá)時在秧冷卻情中，狼固溶章體溶需解度駐隨之糾下降快，并柳能析斷出強(qiáng)陣化相到粒子降。私5）蹄合金驅(qū)時效醉各階愚段的追性能耳特點降區(qū)①儉孕育基期屆即在圈自然儀時效蹈初始赤階段難，鋁投合金樓的強(qiáng)觸度不逐高，柳塑性嗎好，貓此時窩可進(jìn)甜行各梁種冷唉變形購加工荷（如發(fā)鉚接夸、彎宰曲等思）。崖②起超過東孕育泰期后末，強(qiáng)隱度、憶硬度能迅速議增高皮。如隊圖5戒-云2所善示。謠（2新）華時效田規(guī)律煙鋁合膝金時其效強(qiáng)知化效縱果與叮加熱窗溫度洽有關(guān)少，如鞏圖5剪-3涼所示狀：園①虹時效滴溫度孩越高筆，強(qiáng)拼度峰來值越越低，俱強(qiáng)化檔效果藍(lán)越小像。斃②嘩時效勝溫度評越高券，時狹效速脊度越狐快，甚強(qiáng)度末峰值友出現(xiàn)鐵所需躺時間碼越短征；活溫度忠過高戶或時券間過勺長，蟲合金捷反而競變軟句，這老種現(xiàn)嗚象稱現(xiàn)為戲“名過時錄效像”寒。準(zhǔn)③餃低溫頓使固負(fù)溶處申理獲四得的羊過飽購和固缺溶體型保持冰相對呀的穩(wěn)婆定性煮，抑摧制時越效的揮進(jìn)行雅。（嫌生產(chǎn)蟻中有省實用滋意義幟）椅（3融）回脾歸處稍理雞將已限時效形強(qiáng)化搶的鋁吐合金犬重新醉加熱猶，經(jīng)焦短時棄保溫滋后在勾水中挽急冷鮮，使淋合金荒恢復(fù)恐到固饅溶后負(fù)的狀棋態(tài)的叨處理任方法逗。（就之后緞還可鏈時效耗）稼一切矮能時山效強(qiáng)辣化的浮合金害都有如回歸登現(xiàn)象三。仙（4叼）退伏火的騾目的書盛鑄造上鋁合炸金蛛—磚是消習(xí)除內(nèi)縣應(yīng)力構(gòu)及成漿分偏賊析，經(jīng)穩(wěn)定春組織浪。腿變形糠鋁合透金兇—鹿是消度除變蜻形加龜工中嘴出現(xiàn)遮的加另工硬填化現(xiàn)份象，倡改善膠其加宵工工洲藝性糞。訴3．妄變形麻鋁合執(zhí)金放（1肢）變?nèi)夹武X末合金丘的分捉類、秤代號患與牌原號皇變形耳鋁合盞金根壘據(jù)其玩性能聾特點壘和用悶途可條分為至防銹哲鋁合誤金（漢LF雁）、右硬鋁分合金習(xí)（L橫Y）騾、超測硬鋁庭合金猶（L泄C）縫及鍛盼鋁合炎金（陣LD哨），糾其代推號后伙的數(shù)威字為銜順序丈號。材如L躁F5抱、L組Y1遲2、轟LC冰4、楊LD燒5等再。標(biāo)牌號魄（祝見P再14都3莊）治（2叔）常炒用的旁變形笨鋁合依金（鴿見P怎14摔4恐表5碰-2骨）天①毀不色能熱濾處理括強(qiáng)化蜘的鋁狀合金臥②聚能仙熱處順理強(qiáng)斤化的濕鋁合泳金墨4．刺鑄造搜鋁合冷金臭鑄造跡鋁合差金鑄呆造性盲能良狀好，尺可獲羽得各憂種近曲乎最躺終使識用形慕狀和撈尺寸塑的毛定坯鑄只件，皺但塑前性較裳低，樣不能礎(chǔ)承受仙壓力炕加工筑。授（1偵）鑄罷造鋁拾合金歲的分露類、鈔代號和及牌挺號捏按主罪加合捕金元驕素的示不同甜，鑄舊造鋁丹合金超可分共為A媽1-樸Si徹系、怨A1賄-C喉u系突、A例1-帝Mg槍系、培A1拆-Z趟n系配。沃代號嗚由陪“宜ZL燦+三棉位阿忘拉伯捐數(shù)字撐”埋組成泰。剝“鼠ZL石”橫是接“討鑄鋁辭”鄭二字峰漢語渴拼音券字首捧，其爸后第闊一位租數(shù)字蠶表示箭合金芒系列睜，如伐1亦、2找、3拼、4縮分別記表示科鋁硅煌、鋁丙銅、抗鋁鎂漿、鋁雷鋅系靜列合英金；劈第二尋、三第位數(shù)懼字表正示順豐序號擴(kuò)。例綱如：腥ZL制10鳥2表杜示鋁鳴硅系兆02武號鑄昌造鋁萬合金歌。若赴為優(yōu)搖質(zhì)合謹(jǐn)金在濟(jì)代號賴后加啊“臘A也”晚，壓蘇鑄合尋金在究牌號薪前面瘦冠以皺字母什“眉YZ劣”懂。容牌號絞是鳥由造“瓜Z+宗基體他金屬碎的化艦學(xué)元冊素符膝號+帳合金惱元素項符號磁+數(shù)籃字妙”椅組成愈。其粥中，賞“接Z癢”職是繭“妄鑄發(fā)”始字漢略語拼澤音字披首，棋合金理元素娃符號彈后的索數(shù)字秧是以突名義絨百分齡數(shù)表伏示的銹該元悲素的湯質(zhì)量奧分?jǐn)?shù)匹。例少如：盆ZA涉1S哥i1購2表頭示并W頭si醬≈詢12回%的銅鑄造朱鋁合消金。攝（2飾）常扭用的置鑄造醉鋁合散金（券見表承5-喪3）嚷（僅攔簡介奔）鋁意硅合厚金（侄A1抹-經(jīng)Si落系）摸這疫類合部金密滑度小娛，有探優(yōu)良分的鑄梳造性犯能（虎如流小動性鋼好，肅收縮榮及熱云裂傾傘向小配），富一定禾的強(qiáng)戚度和板良好窩的耐廚蝕性克，但傅塑性限較差義。在拔生產(chǎn)祥中對席它采醫(yī)用變聯(lián)質(zhì)處燃理，紡可顯之著改寧善其故塑性再和強(qiáng)恥度。遣ZA袖lS疑i1嗽2（蝦ZL勺10沈2）信是一層種典亦型的權(quán)鋁硅賊合金叔，屬她于共膨晶成塊分，抵通常袍稱為桶簡單闊硅鋁芬明。職鑄造筋后（炕組織酷是硅份溶于蟻鋁中票形成綱的夏α殃固溶織體和鄭硅晶川體組寶成的腸共晶蹦體艱—若α勿+S煤i，墨且硅恩本身圍脆性魔，又布呈粗賺大針鍛狀分鉤布在誤組織賽中愈。牢）合持金力忠學(xué)性災(zāi)能很熄低，蠅需采虜用變智質(zhì)處隊理（江變質(zhì)樹處理粱后，屈合金朽為亞理共晶迎組織場，硅輕晶體搜變?yōu)樯砑?xì)小賀粒狀辮，均坐布在根鋁基澡體上寇，并招生成腸塑性燕好的恢初晶籌α揭固溶種體。腰），驕提高甲合金悶的力室學(xué)性族能（綠強(qiáng)度械和塑鼠性都毛有所似提高神）。桃較ZL遷10維2的掙致密雄性較辰差，非且不屆能熱墓處理牛強(qiáng)化肯。朗§虜5-世2館銅及蔽銅合線金派銅在帶自然哥界中禍既可忙以以瞧礦石融的形縣式存慌在，雅又可跪以以剩純金嗎屬的眨形式壤存在堆，是點我國瀉歷史短上使宋用較沒早、際用途最較廣悟的一址種非究鐵金提屬材讓料。筋一、筒工業(yè)涌純銅均（閱堤讀，貧回答梁）匯1．辛鋁合老金為伐什么旦不能籃進(jìn)行所熱處姓理強(qiáng)巴化？頁可通賀過什時么手萍段提請高其侄強(qiáng)度華？雷2．稀什么安雜質(zhì)仁使銅辟出現(xiàn)覺“提熱脆奔”節(jié)？柿什么漢雜質(zhì)棒使銅而出現(xiàn)該“餅冷脆況”攜？蔽3．訊純銅序有哪誦些優(yōu)并點和同缺點斯？主駁要應(yīng)產(chǎn)用？董二、銹銅合柔金騎工業(yè)餅純銅種的強(qiáng)遞度低繪，盡嫩管通劍過冷膀變形儉強(qiáng)化啞可使冤其強(qiáng)員度提場高，艙但塑平性卻昌急劇六下降絡(luò)，因域此不訴適合扭作結(jié)拋構(gòu)材紛料。李工業(yè)豬上，展常對踏純銅逃作合稅金化雕處理壇，加似入一字些如服Zn網(wǎng)、A殊1、廈Sn煌、M射n、纖Ni鄰等合所金元域素，京獲得塵強(qiáng)度察和韌聚性都辛滿足殘要求澤的銅宏合金胞。診1．積銅合倚金的眾分類三按化錘學(xué)成蟻分不商同，便銅合寨金分住為黃首銅、瘋白銅組和青屢銅；予按生閥產(chǎn)方顛式不乒同，威銅合由金分纏為加技工銅時合金抱和鑄靠造銅鴨合金紐。臺黃銅桑是以障Zn楊為主瓣加元雙素的鑄銅合儉金，誕白銅測是C裁u、毛Ni兔合金績，青牛銅是鋸除黃遲銅和邊白銅敢以外粘的所佛有銅去合金球。工火業(yè)上查應(yīng)用晶較多粗的是旦黃銅尼和青之銅。袋2．溫黃銅繞汁（1寸）普沃通黃殺銅（厭銅鋅壓二元駁合金鎮(zhèn)）芽①淺Z娘n的穴質(zhì)量喇分?jǐn)?shù)南的影良響輕②記普城通黃壟銅的鹿代號粱及牌爬號蒜·親普通移黃銅秒中的鈴加工飼黃銅批，其所代號握由首“山H+辱數(shù)字脹”聾組成堂。其德中連“諒H岡”汁是原“群黃慘”臂字漢竹語拼毛音字殿首，睜數(shù)字橡是以士名義同百分扭數(shù)表蜓示的驗Cu島的質(zhì)造量分較數(shù)。頌·豆普通吩黃銅座中的如鑄造仔黃銅俊，其宏牌號踢表示落方法骨有兩缸種。淺（2吳）特光殊黃嚼銅煮特殊畫黃銅懼是在俗銅鋅造的基威礎(chǔ)上撤加入鏟Pb我、A借1、半Sn倉、M克n、飲Si容等元參素后貿(mào)形成怎的銅鹽合金芹，并俱相應(yīng)貢稱之扶為鉛宏黃銅逝、鋁疊黃銅臟、錫花黃銅挎等。末它們板具有耗比普言通黃階銅更冶高的積強(qiáng)度兄、硬徹度、殺耐蝕穗性和劈良好醫(yī)的鑄惹造性源能。稻①哥合弄金元控素的晌影響敲暮Pb蹈可改撓善切慌削加奇工性孫和耐童磨性鬼；S程i可寇改善穿鑄造等性能勺，也炮有利辭于提依高強(qiáng)蘿度和臥耐蝕謹(jǐn)性；堪A1值可提講高強(qiáng)底度、傭硬度養(yǎng)和耐疤蝕性茅；S薦n、偷A(chǔ)l拾、S輸i、宣Mn軋可以診提高企耐蝕床性，脖減少歲應(yīng)力航腐蝕什破裂聰?shù)膬A郊向。爭若特死殊黃健銅中扮加入留的合幼金元籍素較住少，泛塑性效較高享，則肯稱為柿加工燦特殊奪黃銅羊；加朝入的揭合金軍元素撕較多仰，強(qiáng)甲度和慮鑄造秘性能借好，扛則稱泄為鑄漲造特弄殊黃現(xiàn)銅。困②壘特改殊黃飯銅的瀉代號御及牌控號沒·悔加工縮特殊區(qū)黃銅飲代號原由仙“征H+隊主添允加合羞金元偏素符化號（繪Zn監(jiān)除外煙）+膜數(shù)字敲-數(shù)岔字嬸”鹽組辣成。蟻·科鑄造棒特殊地黃銅畏的牌福號表欄示方鐮法有盲兩種鈔，礎(chǔ)（3傻）黃肯銅的傻熱處艦理鄉(xiāng)①吳去誘應(yīng)力蔥退火眨目的各是專消除是應(yīng)力言，防鳴止黃央銅零拳部件栗發(fā)生稱應(yīng)力刪腐蝕霸破裂堡及切獵削加驅(qū)工后對的變占形?；@既適便用于礎(chǔ)加工盈黃銅閘，也租適用昂于鑄距造黃揚(yáng)銅。已②粱再意結(jié)晶館退火體目的英是誼消除撈加工輕黃銅侮的加矩工硬蛇化現(xiàn)旬象。蘇（4賭）黃瞇銅的靈用途久（見馳表5重-僻4、享見表會5殖-采5）豆3．登青銅斧除黃蟻銅和孔白銅燒（銅魂-鎳題合金茂）以痰外的柜其它英銅合傾金稱妥為青控銅，下其中暖含錫個元素午的稱文為普箏通青舊銅（小錫青求銅）丘，不伯含錫查元素宇的稱蔽為特若殊青冶銅（恩也叫組無錫叔青銅桿）。集按生淚產(chǎn)方塞式，踏還可財分為爪加工惹青銅僚和鑄掛造青茅銅。暫（1潛）青象銅的哨代號玉、牌秧號及伙用途非暖·份加工仗青銅佩的代胃號由顏度“算Q牙+第摔一個輛主加鴉元素孔符號宅+數(shù)地字-襪數(shù)字棒”士組隱成。端其中期“郵Q洲”肢是德“畝青糞”潮字漢畫語拼杯音字僻首，錫第一她組數(shù)孝字是磨以名揮義百奶分?jǐn)?shù)終表示蓄的第翻一個罵主加歪元素兩的質(zhì)州量分巨數(shù)，復(fù)第二丙組數(shù)批字是群以名辛義百經(jīng)分?jǐn)?shù)糟表示羽的其蔽它合浸金元摸素的特質(zhì)量戲分?jǐn)?shù)銳。例松如：靠QS霸n4肥-3希表示冬平均湊W篇Sn協(xié)≈炊4%巨、撐W攻Zn翼≈稿3%緩，其細(xì)余為務(wù)Cu同的加哥工錫擱青銅透。馬·關(guān)鑄造受青銅立的牌睜號表裳示方謎法有鹿兩種精。舊兼牌號腰表示降法與糟加工唱錫青顫銅相狂似，沃只是堂在其收代號鼠前加干“社Z旱”隊，如沈ZQ染Sn海10樓-1問；新西牌號蟻表示各法是低由惠“托Z+晶Cu新+合懶金元頁素符假號+潮數(shù)字錦”喇組抱成。輪其中笑“迎Z頃”譜是翻“瘋鑄賤”前字漢量語拼器音字貞首，辯合金況元素央符號愉后的部數(shù)字鴿是以傾名義減百分薪數(shù)表來示的仇該元皂素的尺質(zhì)量熄分?jǐn)?shù)近。例鎖如：興ZQ鴿Sn排10鏡-1型還可坊以寫槍成Z版Cu側(cè)Sn訴10逗Zn蜓1，榆表示帶平均怕W陳Sn丹≈交10麻%、伐W殖Zn抵≈?jǐn)D1%浙，其藍(lán)余為楊Cu神的鑄接造錫贏青銅燒。畜潔晴采歉賽鳥木拍甜型舊（2稍）普肥通青口銅腎（錫測青銅守）鑼①俘S由n的懷質(zhì)量招分?jǐn)?shù)著的影械響榨Sn威在C漠u中檢可形謙成固尚溶體稀，也言可形心成金能屬化池合物道。S湊n的議質(zhì)量拼分?jǐn)?shù)盡對青曾銅的間組織渡和性晶能的治影響喝如圖臭5檢-駛5所養(yǎng)示。叮鼓②奏錫耗青銅晌的性務(wù)能及吹用途己終錫青嫁銅在朋大氣箱、海隙水、扶淡水促以及曉蒸缺汽洋中的敏耐蝕趣性比棍純銅壞和黃津銅好螺，但靠在鹽雨酸、火硫酸撞和氨冊水中野的耐姿蝕性揉較差浪；具視有良諒好的陷減摩慕性，葵無磁綁性、枝無冷經(jīng)脆現(xiàn)原象；頸錫青坐銅中排加入盜少量襖Pb底，可辭提高傷耐磨遇性和盜切削理加工脫性能古；加扭入P支可提秧高彈劃性極縫限、箱疲勞懂強(qiáng)度嶺及耐諷磨性爭；加古入Z副n可飽縮小錢結(jié)晶采溫度續(xù)范圍泄，改猶善鑄劑造性陷能。鋒加工誦錫青豬銅適夢于制欺造儀買表上礦要求歉耐磨示、耐們蝕的壩零件福及彈丙性零濤件、姥滑動虎軸承戚、軸典套及軟抗磁拿零件洽等。搜碎鑄造絕錫青洋銅適跡宜制拐造形筐狀復(fù)盟雜，存外形涌尺寸州要求沉嚴(yán)格