第3章有色金属及合金1

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1、汽车材料与金属加工第第3章章 有色金属及合金有色金属及合金掌握铝及其合金的性能特点、分类、牌号和用途；掌握铝及其合金的性能特点、分类、牌号和用途；掌握铜及其合金的性能特点、分类、牌号和用途；掌握铜及其合金的性能特点、分类、牌号和用途；掌掌握握滑滑动动轴轴承承的的工工作作条条件件及及对对其其组组织织、性性能能的的要要求求，滑滑动动轴轴承承合合金金的的分类、牌号、性能及应用；分类、牌号、性能及应用；了解钛、镁及其合金的特点、分类及应用。了解钛、镁及其合金的特点、分类及应用。教学目的和要求教学目的和要求教学目的和要求教学目的和要求纯铝和铝合金的牌号、化学成分、力学性能；纯铝和铝合金的牌号、化学成分、

2、力学性能；铜、黄铜和青铜的分类、牌号、化学成分、力学性能和用途；铜、黄铜和青铜的分类、牌号、化学成分、力学性能和用途；滑动轴承合金材料的性能要求；滑动轴承合金材料的性能要求；常用锡基轴承合金、铅基轴承合金的牌号、成分、性能及用途举例；常用锡基轴承合金、铅基轴承合金的牌号、成分、性能及用途举例；其他新型有色金属材料在汽车上的应用。其他新型有色金属材料在汽车上的应用。教学内容摘要教学内容摘要教学内容摘要教学内容摘要3.1铝和铝合金铝和铝合金黑色金属是应用最为广泛的金属材料，有色金属的黑色金属是应用最为广泛的金属材料，有色金属的产量和用量虽不如黑色金属，但是由于它具有许多独产量和用量虽不如黑色金属，

3、但是由于它具有许多独特的性能特点，所以成为现代工业和科研活动的不可特的性能特点，所以成为现代工业和科研活动的不可缺少材料。工程上最常用的有色金属有铝、铜、锌、缺少材料。工程上最常用的有色金属有铝、铜、锌、铅、镁、钛及其合金和轴承合金等。铅、镁、钛及其合金和轴承合金等。金属金属黑色金属黑色金属：铁、锰、铬及其合金：铁、锰、铬及其合金有色金属有色金属轻有色金属轻有色金属：密度小于：密度小于4.5g/cm3重有色金属重有色金属：密度大于：密度大于4.5g/cm3熔点熔点660660，密度密度2.7g/cm2.7g/cm3 3，比强度高。，比强度高。导电导热性好，耐大气腐蚀。导电导热性好，耐大气腐蚀。

4、切削性好，塑性好、可冷成切削性好，塑性好、可冷成型型。铸铸AlAl合金的铸造性能好。合金的铸造性能好。AlAl及及AlAl合金的特点合金的特点3.1.13.1.1工业纯铝工业纯铝工业纯铝工业纯铝 工业上使用的纯铝呈银白色，铝的密度小（工业上使用的纯铝呈银白色，铝的密度小（2.7g/cm2.7g/cm2 2）熔点低（）熔点低（660)660)，导电、导热性较好（仅次于金、银和，导电、导热性较好（仅次于金、银和铜），塑性好，能通过冷、热变形制成各种型材；抗大气铜），塑性好，能通过冷、热变形制成各种型材；抗大气腐蚀性好。铝的强度低，经加工硬化后强度可提高到腐蚀性好。铝的强度低，经加工硬化后强度可提高

5、到150150250MPa250MPa，但塑性下降到，但塑性下降到=50=5060%60%。 工业纯铝的纯度一般为工业纯铝的纯度一般为98.8%99.7%98.8%99.7%，杂质一般为铁、，杂质一般为铁、硅、铜、锌等。随着杂质的增加，其力学性能逐渐下降。硅、铜、锌等。随着杂质的增加，其力学性能逐渐下降。纯铝纯铝按纯度分为高纯铝、工业高纯铝、工业纯按纯度分为高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝三类铝三类高纯铝高纯铝：99.996%99.93%用于科研，用于科研，代号代号L01L04；工业高纯铝工业高纯铝：99.9%99.85%用于作用于作Al合金原料、铝箱，代号合金原料、铝箱，代号L0、L00；工业纯

6、铝工业纯铝：99.0%98.0%作管、线、作管、线、棒，代号棒，代号L1L6。高纯铝丝高纯铝丝加入合金元素（如硅、铜、镁、锰及稀土元素等）加入合金元素（如硅、铜、镁、锰及稀土元素等），进行固溶强化和第二相强化而形成。，进行固溶强化和第二相强化而形成。 优优 点点 除了具有比重小、抗大气腐蚀、导热性好等性能除了具有比重小、抗大气腐蚀、导热性好等性能之外，其强度比纯铝高几倍。之外，其强度比纯铝高几倍。铝合金分类铝合金分类 可分为变形铝合金、铸造铝合金。可分为变形铝合金、铸造铝合金。分类示意图分类示意图 3.1.23.1.2铝合金铝合金铝合金铝合金铝合金相图 相对密度小、比强度高相对密度小、比强度高

7、 纯铝的相对密度纯铝的相对密度 2.7g/cm2.7g/cm3 3, , 仅为铁的仅为铁的1/31/3。 铝合金的铝合金的相对密度与纯铝相近相对密度与纯铝相近 , ,铝合金（强化后）的强度与低合金铝合金（强化后）的强度与低合金高强钢的强度相近，高强钢的强度相近， 铝合金比强度比一般高强钢高得多。铝合金比强度比一般高强钢高得多。 有优良的物理、化学性能有优良的物理、化学性能 铝的导电性好，仅次于银、铜和金，在室温时的导电铝的导电性好，仅次于银、铜和金，在室温时的导电率约为铜的率约为铜的64%64%。 铝及铝合金有相当好的抗大气腐蚀能力，铝及铝合金有相当好的抗大气腐蚀能力， 铝及铝合铝及铝合金磁化

8、率极低，接近于非铁磁性材料。金磁化率极低，接近于非铁磁性材料。 加工性能良好加工性能良好 铝及铝合金铝及铝合金( (退火状态退火状态) )的塑性很好，可以冷成形。切的塑性很好，可以冷成形。切削性能也很好，超高强度铝合金成形后可通过热处理，获削性能也很好，超高强度铝合金成形后可通过热处理，获得很高的强度。铸铝合金的铸造性能极好。得很高的强度。铸铝合金的铸造性能极好。 由于上述优点，铝及铝合金在电气工程、航空及宇航由于上述优点，铝及铝合金在电气工程、航空及宇航工业、一般机械和轻工业中都有广泛的用途。工业、一般机械和轻工业中都有广泛的用途。铝及铝合金的特点铝及铝合金的特点常用铝合金 （1）变形铝合金

9、变形铝合金防锈铝防锈铝合金合金硬铝合金硬铝合金超硬铝合金超硬铝合金锻铝合金锻铝合金（2 2）铸造铝合金）铸造铝合金 Al-SiAl-Si系合金系合金Al-CuAl-Cu系合金系合金Al-MgAl-Mg系合金系合金Al-ZnAl-Zn系合金系合金铝合金的热处理方法铝合金的热处理方法（1 1）时效强化）时效强化 将成分位于相图中将成分位于相图中D D- -F F之间的合金加热到之间的合金加热到 相相区区, , 经保温获得单相经保温获得单相 固溶体后迅速水冷，可在固溶体后迅速水冷，可在室温得到过饱和的室温得到过饱和的 固固溶体溶体, , 其强度、硬度没有其强度、硬度没有显著改变，塑性却得到改显著改变

10、，塑性却得到改善，这种处理方式称善，这种处理方式称固溶固溶热处理热处理。时效时效固溶处理后得到的组织是不稳定的，有分解出强化相过固溶处理后得到的组织是不稳定的，有分解出强化相过渡到稳定状态的倾向。在室温下放置或低温加热时，强度渡到稳定状态的倾向。在室温下放置或低温加热时，强度和硬度会明显升高。这种现象称为时效或时效强化。在室和硬度会明显升高。这种现象称为时效或时效强化。在室温下进行的称自然时效；在加热条件下进行的称人工时效。温下进行的称自然时效；在加热条件下进行的称人工时效。合金发生时效的条件合金发生时效的条件合金能在高温形成均匀的固溶体，并且固溶体中溶质的合金能在高温形成均匀的固溶体，并且固

11、溶体中溶质的溶解度必须随温度的降低而显著降低。溶解度必须随温度的降低而显著降低。（2 2）回归处理）回归处理 时效强化后的合金，重新加热到时效强化后的合金，重新加热到200270200270，经，经短时间保温后，在水中急冷至室温，其强度又重新降短时间保温后，在水中急冷至室温，其强度又重新降低，这种现象叫回归处理。低，这种现象叫回归处理。回归处理的意义在于能使时效强化后的铝合金回归处理的意义在于能使时效强化后的铝合金重新变软，以便加工。重新变软，以便加工。 1.1.防锈铝合金防锈铝合金 防锈铝合金中主要合金元素是锰和镁。锰提高抗蚀能防锈铝合金中主要合金元素是锰和镁。锰提高抗蚀能力，并起固溶强化作

12、用。镁固溶强化，同时降低比重。力，并起固溶强化作用。镁固溶强化，同时降低比重。 防锈铝合金锻造退火后是单相固溶体，抗蚀性能高，塑性防锈铝合金锻造退火后是单相固溶体，抗蚀性能高，塑性好。不能进行时效强化，属于不好。不能进行时效强化，属于不可热处理强化的铝合金可热处理强化的铝合金，但可冷变形，利用但可冷变形，利用加工加工硬化提高强度。硬化提高强度。 牌号：牌号： 用四位数字用四位数字33和和55表示，其中表示，其中3 3表示铝表示铝- -锰锰系合金，系合金，5 5表示铝表示铝- -镁系合金。常用的有镁系合金。常用的有3A213A21、5A025A02等。等。A A表示原始纯铝，后两位为数字序号。表

13、示原始纯铝，后两位为数字序号。变形铝合金变形铝合金变形铝合金变形铝合金应用：应用：做油箱、油管、铆钉、防锈外皮等。做油箱、油管、铆钉、防锈外皮等。 2.2.硬铝合金硬铝合金硬铝合金为硬铝合金为Al-Cu-MgAl-Cu-Mg系合金系合金, , 另含有少量锰。它们可另含有少量锰。它们可以进行时效强化，属于以进行时效强化，属于可热处理强化的铝合金可热处理强化的铝合金。其中加入。其中加入铜、镁是为了在时效过程中产生强化相。耐腐蚀性比纯铝铜、镁是为了在时效过程中产生强化相。耐腐蚀性比纯铝差。差。 牌号：牌号： 用四位数字用四位数字22。常用的有。常用的有2A022A02、2A112A11、2A122A

14、12等。等。应用：应用：做螺旋桨、飞机构架等航空工业制品。做螺旋桨、飞机构架等航空工业制品。 3.3.超硬铝合金超硬铝合金 超硬铝合金为超硬铝合金为Al-Mg-Zn-CuAl-Mg-Zn-Cu系合金系合金, , 含有少量的铬和含有少量的铬和锰。锌、铜、镁与铝形成固溶体和多种复杂的第二相锰。锌、铜、镁与铝形成固溶体和多种复杂的第二相( (例例如如MgZn2MgZn2、Al2CuMgAl2CuMg、AlMgZnCuAlMgZnCu等等) )，合金经固溶处理和人，合金经固溶处理和人工时效后，可获得很高的强度和硬度，是强度最高的一类工时效后，可获得很高的强度和硬度，是强度最高的一类铝合金。但这类合金的

15、抗蚀性较差，高温下软化快。用包铝合金。但这类合金的抗蚀性较差，高温下软化快。用包铝法可提高抗蚀性。铝法可提高抗蚀性。 超硬铝合金多用于制造受力大的重超硬铝合金多用于制造受力大的重要构件，例如飞机大梁、起落架等。要构件，例如飞机大梁、起落架等。 牌号：牌号： 用四位数字用四位数字77。常用的有。常用的有7A037A03、7A047A04、7A097A09等。等。应用：应用：飞机主起落架飞机主起落架飞机大梁飞机大梁4.4.锻造铝合金锻造铝合金 属于属于铝铝- -铜铜- -镁镁- -硅硅或或铝铝- -铜铜- -镍镍- -铁铁系合金，其中合金元系合金，其中合金元素的质量分数比较小。其力学性能与硬铝相似

16、，但耐蚀素的质量分数比较小。其力学性能与硬铝相似，但耐蚀性和热塑性比较好，适于锻造。性和热塑性比较好，适于锻造。牌号：牌号： 用四位数字用四位数字2 2。常用的有。常用的有2A502A50、2A702A70、2A802A80等。等。 锻造铝合金主要用于制造外形复杂的锻件和模锻件，锻造铝合金主要用于制造外形复杂的锻件和模锻件，如航空发动机活塞、飞机桨叶等。如航空发动机活塞、飞机桨叶等。锻铝合金锻铝合金 ( LD ) :( LD ) : Al Mg Si Cu Al Mg Si Cu 具有良好的热塑性具有良好的热塑性, , 通过固溶处理和人工时效通过固溶处理和人工时效 来提高铝合金的力学性能。来提

17、高铝合金的力学性能。 2A50,2A142A50,2A14 。压气机叶片压气机叶片铸造铝合金铸造铝合金铸造铝合金铸造铝合金 按照合金元素成分的不同可分为按照合金元素成分的不同可分为Al-SiAl-Si系合金、系合金、Al-CuAl-Cu系合金、系合金、Al-MgAl-Mg系合金、系合金、Al-ZnAl-Zn系合金。系合金。牌号：牌号： 用用“ZLZL”两个字母和三个数字表示，第一位数字表两个字母和三个数字表示，第一位数字表示铝合金的类别（示铝合金的类别（1 1表示表示Al-SiAl-Si系合金，系合金，2 2表示表示Al-CuAl-Cu系合系合金，金，3 3表示表示Al-MgAl-Mg系合金，

18、系合金，4 4表示表示Al-ZnAl-Zn系合金），后两位系合金），后两位表示合金序号。如表示合金序号。如ZL102ZL102表示表示2 2号铝号铝- -硅铸造铝合金。硅铸造铝合金。合金合金代号代号主主 要要 化化 学学 成成 分分, , %机机 械械 性性 能能SiCuMg铸造铸造方法方法热处理热处理bMPa%HB铝硅铝硅ZL1016.08.00.20.4SBT6230170ZL1021013SBJT2T2143153425050ZL1104.06.05.08.00.20.5JT117090铝铜铝铜ZL2034.05.0JT4210660铝镁铝镁ZL3019.511.5ST4280920铝锌

19、铝锌ZL4026.08.0Zn570.40.7JT1240470铸造方法：铸造方法：SBSB砂型变质；砂型变质；J金属砂；金属砂；S S砂型砂型热处理：热处理：T1T1不淬火，人工时效；不淬火，人工时效； T2T2退火；退火；T4T4淬火淬火+ +自然时效；自然时效；T6T6淬火淬火+ +人工时效人工时效1.1.铸造铝铸造铝 硅合金硅合金俗称硅铝明。俗称硅铝明。活塞活塞( (裙部为铝硅合金裙部为铝硅合金) ) ZL102合金铸造组织 ( 化染 ) 55简单硅铝明简单硅铝明 组织组织+Si+Si共晶体，它的最大优点是铸造性能好，此共晶体，它的最大优点是铸造性能好，此外，密度小，抗蚀性，耐热性，焊

20、接性也相当好，但强外，密度小，抗蚀性，耐热性，焊接性也相当好，但强度低，这类合金只适用于制造形状复杂但对强度要求不度低，这类合金只适用于制造形状复杂但对强度要求不高的铸件，如仪表壳体等。高的铸件，如仪表壳体等。特殊硅铝明特殊硅铝明 在该合金的基础上加入适当合金元素在该合金的基础上加入适当合金元素CuCu、MnMn、MgMg、NiNi等元素，发展成能时效强化的铝合金，称为特殊硅铝等元素，发展成能时效强化的铝合金，称为特殊硅铝明，具有良好的铸造性和较高的抗蚀性及足够的强度，明，具有良好的铸造性和较高的抗蚀性及足够的强度，如如ZL108ZL108、ZL109ZL109是我国目前常用的铸造铝活塞的材料

21、。是我国目前常用的铸造铝活塞的材料。 2.2.铸造铝铸造铝 铜合金铜合金 有较高的强度、塑性及耐热性有较高的强度、塑性及耐热性, ,但铸造性能和耐蚀性较差。但铸造性能和耐蚀性较差。制造汽缸头制造汽缸头, ,活塞等活塞等 铝铜合金铸造组织 ( 化染 ) 210汽缸头汽缸头3.3.铸造铝铸造铝 镁合金镁合金 有较高的强度、韧性及有较高的强度、韧性及耐蚀性耐蚀性, ,但铸造性能和耐但铸造性能和耐热性较差。热性较差。 铝镁合金铸造组织铝镁合金铸造组织 ( (化染化染) 150) 150鼓风机用密封件鼓风机用密封件(ZL102)(ZL102)及抗空架件及抗空架件(ZL301)(ZL301)4.4.铸造铝

22、铸造铝 锌合金锌合金 具有良好的铸造性具有良好的铸造性, ,经变质处理和时效处理后经变质处理和时效处理后, ,强度强度高高, ,但耐蚀性差。主要用于制造形状复杂的汽车、飞但耐蚀性差。主要用于制造形状复杂的汽车、飞机零件及仪表零件等。机零件及仪表零件等。大型空压机活塞大型空压机活塞(ZL401)(ZL401)性能特点：性能特点：(1) (1) 优异的物理、化学性能。优异的物理、化学性能。纯铜导电性、导热性极纯铜导电性、导热性极佳，铜合金的导电、导热性也很好。铜及铜合金对大气和佳，铜合金的导电、导热性也很好。铜及铜合金对大气和水的抗蚀能力很高。铜是抗磁性物质。水的抗蚀能力很高。铜是抗磁性物质。 (

23、2) (2) 良好的加工性能良好的加工性能。塑性很好，容易冷、热成形；。塑性很好，容易冷、热成形；铸造铜合金有很好的铸造性能。铸造铜合金有很好的铸造性能。 (3) (3) 某些特殊机械性能。某些特殊机械性能。例如优良的减摩性和耐磨性例如优良的减摩性和耐磨性( (如青铜及部分黄铜如青铜及部分黄铜) )，高的弹性极限和疲劳极限，高的弹性极限和疲劳极限( (如铍青如铍青铜等铜等) )。 (4) (4) 色泽美观。色泽美观。 3.2铜及铜合金铜及铜合金铜及铜合金的分类及用途铜及铜合金的分类及用途纯铜纯铜铜合金铜合金黄铜黄铜青铜青铜白铜白铜3.2.1 3.2.1 纯铜纯铜( (紫铜紫铜) )纯铜纯铜:

24、:呈紫红色，常称紫铜，工业纯铜分为四种：呈紫红色，常称紫铜，工业纯铜分为四种：T1T1、T2T2、T3T3。编号越大，纯度越低。除工业纯铜外，。编号越大，纯度越低。除工业纯铜外，还有无氧铜还有无氧铜 用途：用途：用于制作电导体及配制合金。纯铜的强度低用于制作电导体及配制合金。纯铜的强度低, , 不宜作结构材料不宜作结构材料. .铜钢管我国工业有三个牌号：即我国工业有三个牌号：即一号铜一号铜（99.95%Cu99.95%Cu）、）、二二号铜号铜（99.90%Cu99.90%Cu），），三号铜三号铜（99.7%Cu99.7%Cu），），其代号分别其代号分别为为T1T1、T2T2、T3T3。 此外，

25、纯铜除工业纯铜外，还有一类叫无氧铜，其此外，纯铜除工业纯铜外，还有一类叫无氧铜，其含氧量极低，不大于含氧量极低，不大于0.003%0.003%，其代号有，其代号有TU1TU1，TU2TU2。 纯铜退火状态，强度低，塑性好（纯铜退火状态，强度低，塑性好（b b=250=250270Mpa270Mpa，=35=3545%45%），），经冷加工变形后强度升高，而塑性急经冷加工变形后强度升高，而塑性急剧降低（剧降低（b=400b=400500Mpa500Mpa，=1=13%3%）。）。不能用作受不能用作受力的结构材料，工业纯铜主要用导电、导热，兼有抗力的结构材料，工业纯铜主要用导电、导热，兼有抗腐蚀性

26、的器材，如电线、电缆、电器开关等，无氧铜腐蚀性的器材，如电线、电缆、电器开关等，无氧铜主要作真空器件。主要作真空器件。 铜接头压力开关铜接头压力开关铜芯电线铜芯电线3.2.2 3.2.2 铜合金铜合金纯铜强度低，虽然冷加工变形可提高其强度，纯铜强度低，虽然冷加工变形可提高其强度，但塑性显著降低，不能制作受力的结构件。为但塑性显著降低，不能制作受力的结构件。为了满足制作结构件的要求，在铜中加入合金元了满足制作结构件的要求，在铜中加入合金元素，通过固溶强化，时效强化及过剩相强化等素，通过固溶强化，时效强化及过剩相强化等途径提高合金的强度，获得高强度的铜合金。途径提高合金的强度，获得高强度的铜合金。

27、常用的合金元素：常用的合金元素：ZnZn、AlAl、SnSn、MnMn、NiNi、FeFe、BeBe、TiTi、CrCr、ZrZr等。等。铜合金按其化学成分可分为铜合金按其化学成分可分为黄铜、青铜、白铜黄铜、青铜、白铜三大类三大类。1.1.黄铜黄铜黄铜是以黄铜是以ZnZn为主要合金元素为主要合金元素的铜合金，具有的铜合金，具有良好的机械性能，易加工成型，对大气、海水有良好的机械性能，易加工成型，对大气、海水有相当好的抗蚀能力，是应用最广的重要有色金属相当好的抗蚀能力，是应用最广的重要有色金属材料。材料。黄铜按其所含合金元素的种类可分为黄铜按其所含合金元素的种类可分为普通黄普通黄铜和特殊黄铜铜和

28、特殊黄铜两类；按生产方式可分为两类；按生产方式可分为压力加工压力加工黄铜和铸造黄铜黄铜和铸造黄铜两类。两类。o普通黄铜普通黄铜，就是，就是Cu-ZnCu-Zn二元合金。二元合金。o单相黄铜单相黄铜：当：当ZnZn含量含量39%39%时，锌在铜里完全溶解，室时，锌在铜里完全溶解，室温组织为单相温组织为单相的黄铜又称单相黄铜，强度较低、塑的黄铜又称单相黄铜，强度较低、塑性特别好，适于压力加工，常用代号有性特别好，适于压力加工，常用代号有H80H80、H70H70、H68H68，其中其中H70H70、H68H68强度较高，大量用作枪弹壳和炮弹筒，强度较高，大量用作枪弹壳和炮弹筒，故有故有“弹壳黄铜弹

29、壳黄铜”之称。之称。o双相黄铜双相黄铜：当：当ZnZn含量含量39%39%时，形成时，形成+两相的黄两相的黄铜又称双相黄铜，强度高，塑性差、常用铜又称双相黄铜，强度高，塑性差、常用H59H59、H62H62用用作水管、油管、散热器等。作水管、油管、散热器等。普通黄铜普通黄铜普通黄铜的组织特征图普通黄铜的组织特征图单相黄铜H68双相黄铜H59 黄铜的力学性能与含锌量的关系图黄铜的力学性能与含锌量的关系图50030405060700400300200100010205040302010506070809010011040HB + b b(Mpa) (%)HB普通黄铜的牌号普通黄铜的牌号由由“H H

30、”后面附加数字表示，数字为铜的的质后面附加数字表示，数字为铜的的质量分数，余量为锌。如量分数，余量为锌。如 H70 H70 表示含铜表示含铜70%70%，含，含锌锌30%30%。铸造黄铜则在。铸造黄铜则在“H H”前加字母前加字母“Z Z”，如如 ZH62.ZH62.常用的黄铜应用常用的黄铜应用v金奖黄铜金奖黄铜 - H90- H90v弹壳黄铜弹壳黄铜 - H70 ( H68 )- H70 ( H68 )v日用黄铜日用黄铜 - H62 ( H59- H62 ( H59 ) )法兰阀法兰阀闸阀闸阀冷凝器管冷凝器管特殊黄铜特殊黄铜在普通黄铜的基础上加入在普通黄铜的基础上加入Al、Fe、Si、Mn、

31、Pb、Sn、Ni等元素，形成特殊黄铜，等元素，形成特殊黄铜，它们比普通黄铜具有更高的强度、硬度、它们比普通黄铜具有更高的强度、硬度、抗腐蚀性能。抗腐蚀性能。黄铜的黄铜的“季裂季裂”虽然黄铜具有优良抗蚀性，但当零件以冷虽然黄铜具有优良抗蚀性，但当零件以冷压力加工（挤压、冲压、弯曲等）成形时，压力加工（挤压、冲压、弯曲等）成形时，由于其中有由于其中有残余内应力残余内应力存在，在氨、湿气、存在，在氨、湿气、海水作用下，极易出现海水作用下，极易出现应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂现象现象称为称为季裂季裂。为了防止这种现象，冷压。为了防止这种现象，冷压力加工后的黄铜零件（如弹壳等）必须进力加工后的黄铜零件（如弹

32、壳等）必须进行消除内应力的退火（行消除内应力的退火（250250300300保温保温1h1h以上以上）黄铜制品黄铜制品2.2.青铜青铜 黄铜和白铜（铜镍合金）以外的所有铜基合金统称为黄铜和白铜（铜镍合金）以外的所有铜基合金统称为青青铜铜。青铜分为。青铜分为锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜等。等。也可以分为也可以分为压力加工青铜压力加工青铜和和铸造青铜铸造青铜两类。两类。牌号：牌号： 由由“Q+Q+主加元素的元素符号主加元素的元素符号+ +主加元素的质量分数主加元素的质量分数+ +其其他元素的质量分数他元素的质量分数”表示。表示。如如QSn4QSn43 3表示含锡表示

33、含锡4%4%，含锌，含锌3%3%，其余为铜的锡青铜。，其余为铜的锡青铜。铸造青铜牌号的表示方法与铸造黄铜基本相同。铸造青铜牌号的表示方法与铸造黄铜基本相同。锡青铜锡青铜 以锡为主加元素的铜合金。具有良好的硬度、以锡为主加元素的铜合金。具有良好的硬度、强度、耐蚀性和铸造性。工业用锡青铜含锡量一强度、耐蚀性和铸造性。工业用锡青铜含锡量一般在般在3 314%14%之间之间, ,主要用于制作弹性元件和耐磨主要用于制作弹性元件和耐磨零零件件。 锡青铜的组织、力学性能与含锡量有关。含锡青铜的组织、力学性能与含锡量有关。含锡量小于锡量小于8%8%时的锡青铜塑性好，适于压力加工，时的锡青铜塑性好，适于压力加工

34、，称为称为压力加工锡青铜压力加工锡青铜。而含锡量为。而含锡量为10%14%10%14%的锡的锡青铜适于铸造，称为青铜适于铸造，称为铸造锡青铜铸造锡青铜。常用锡青铜常用锡青铜 常用常用压力加工锡青铜压力加工锡青铜有有QSn4QSn43 3、QSn3QSn33 3等，适于制等，适于制造轴承、耐蚀、抗磁零件和弹簧等零件。造轴承、耐蚀、抗磁零件和弹簧等零件。 铸造锡青铜铸造锡青铜有有ZQSn10ZQSn101 1、ZQSn10ZQSn102 2等，适于制造泵等，适于制造泵体、轴瓦、齿轮等受中等载荷的零件。体、轴瓦、齿轮等受中等载荷的零件。铝青铜铝青铜 以铝为主加元素的铜合金。铝青铜比黄铜和锡以铝为主加

35、元素的铜合金。铝青铜比黄铜和锡青铜有更好的耐蚀性，较高的强度、硬度。青铜有更好的耐蚀性，较高的强度、硬度。 铝青铜常用来制造在海水和较高温度下工作铝青铜常用来制造在海水和较高温度下工作的高强度耐磨零件，如齿轮、轴承、涡轮等。的高强度耐磨零件，如齿轮、轴承、涡轮等。铝铝青青铜铜涡涡轮轮铍青铜铍青铜 以铍为主加元素的铜合金，含铍量为以铍为主加元素的铜合金，含铍量为1.7%2.5%1.7%2.5%。有很好的固溶时效强化效果，有很高。有很好的固溶时效强化效果，有很高的强度，而且耐蚀、耐磨、抗疲劳，有良好的导的强度，而且耐蚀、耐磨、抗疲劳，有良好的导电性、导热性、耐寒性，适合于冷热压力加工和电性、导热性

36、、耐寒性，适合于冷热压力加工和铸造加工，是一种综合性能较好的材料。铸造加工，是一种综合性能较好的材料。 用于制造精密仪器、耐蚀、耐腐零件，如钟用于制造精密仪器、耐蚀、耐腐零件，如钟表齿轮、航海罗盘、防爆工具等。表齿轮、航海罗盘、防爆工具等。钟表齿轮钟表齿轮3.3.白铜白铜以镍为主加元素的铜合金。工业白铜为单相固溶体，有以镍为主加元素的铜合金。工业白铜为单相固溶体，有较好的强度和塑形，能进行冷热变形加工。白铜的抗蚀性较好的强度和塑形，能进行冷热变形加工。白铜的抗蚀性好，电阻率较高。用于制造船舶仪器零件、化工机械零件好，电阻率较高。用于制造船舶仪器零件、化工机械零件及医疗器械等，及医疗器械等，牌号

37、：牌号：普通白铜仅含铜和镍，用普通白铜仅含铜和镍，用“B+镍的平均质量分数镍的平均质量分数”表示，表示，如如B19表示含镍表示含镍19%的普通白铜。的普通白铜。普通白铜加入锌、锰、铁等元素后分别叫做锌白铜、锰普通白铜加入锌、锰、铁等元素后分别叫做锌白铜、锰白铜、铁白铜。用白铜、铁白铜。用“B+其他元素的符号其他元素的符号+镍的平均质量分数镍的平均质量分数+其他元素的平均质量分数其他元素的平均质量分数”表示。如表示。如BZn1520表示含镍表示含镍15%、含锌、含锌20%的锌白铜。的锌白铜。白铜印章白铜印章白铜焊丝白铜焊丝3.3滑动轴承合金滑动轴承合金 轴承是在机械传动过程中起固定和减小载荷摩擦

38、系数轴承是在机械传动过程中起固定和减小载荷摩擦系数的部件。按轴承工作时摩擦性质不同，可分为的部件。按轴承工作时摩擦性质不同，可分为滚动轴承滚动轴承和和滑动轴承滑动轴承。 滑动滑动轴承轴承，在滑动摩擦下工，在滑动摩擦下工作的轴承。滑动轴承工作平稳、作的轴承。滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声可靠、无噪声。 轴承合金是指滑动轴承中的轴轴承合金是指滑动轴承中的轴瓦及内衬的材料。瓦及内衬的材料。轴瓦轴瓦滑动轴承合金应满足以下性能要求滑动轴承合金应满足以下性能要求： （1 1）在工作温度下具有足够的强度、硬度和疲劳强度，）在工作温度下具有足够的强度、硬度和疲劳强度，以承受交变载荷的能力。以承受交变载荷的能力

39、。 （2 2）具有足够的塑性和韧性，保证与轴的良好配合以抵）具有足够的塑性和韧性，保证与轴的良好配合以抵抗冲击和震动。抗冲击和震动。 （3 3）有高的耐磨性，良好的磨合性和较小的摩擦系数，）有高的耐磨性，良好的磨合性和较小的摩擦系数，与轴之间有良好的磨合能力和较少的摩擦系数，并能储存与轴之间有良好的磨合能力和较少的摩擦系数，并能储存润滑油，以减轻轴承的磨损。润滑油，以减轻轴承的磨损。 （4 4）具有良好的耐蚀性和导热性，较小的膨胀系数。）具有良好的耐蚀性和导热性，较小的膨胀系数。 （5 5）有良好的工艺性和铸造性能。）有良好的工艺性和铸造性能。 （6 6）容易制造，价格低廉。）容易制造，价格低

40、廉。滑动轴承合金的牌号滑动轴承合金的牌号 编号方法是编号方法是“Z+Z+基本元素基本元素+ +主加元素主加元素+ +主加元素含量主加元素含量+ +辅辅助加入元素符号及含量助加入元素符号及含量”，其中，其中Z Z是是“铸铸”字汉语拼音字字汉语拼音字首首 轴承合金既要求有较高的强度，又要求有较好的减轴承合金既要求有较高的强度，又要求有较好的减摩性，针对这两个对立的性能要求，合金组织应同时存摩性，针对这两个对立的性能要求，合金组织应同时存在在两类两类不同的组织组成物。不同的组织组成物。1.1.软基体上分布着硬质点的轴承合金软基体上分布着硬质点的轴承合金 由由塑性好的软基体塑性好的软基体和均匀分布在软

41、基体上的和均匀分布在软基体上的硬质点硬质点组成。组成。 轴承开始工作时，软的基体被磨损而压凹，可以储轴承开始工作时，软的基体被磨损而压凹，可以储存润滑油，以便能形成连续的油膜，同时，软的基体还存润滑油，以便能形成连续的油膜，同时，软的基体还能承受冲击和震动，并使轴和轴承能很好的磨合。软的能承受冲击和震动，并使轴和轴承能很好的磨合。软的基体还能起嵌藏外来硬质点的作用，以保证轴颈不被擦基体还能起嵌藏外来硬质点的作用，以保证轴颈不被擦伤。这类组织承受高负荷能力差；属于这类组织的有锡伤。这类组织承受高负荷能力差；属于这类组织的有锡基和铅基轴承合金，又称为巴氏合金。基和铅基轴承合金，又称为巴氏合金。轴承

42、合金的分类：轴承合金的分类：2.2.硬基体上分布着软质点的轴承合金硬基体上分布着软质点的轴承合金这也是一种理想组织。这类轴承具有低的摩擦系数，这也是一种理想组织。这类轴承具有低的摩擦系数，能承受较大载荷，但是磨合性较差。能承受较大载荷，但是磨合性较差。常用的轴承合金：常用的轴承合金：( (一一) )锡基和铅基轴承合金锡基和铅基轴承合金 以锡或铅为基体的轴承合金，一般称为以锡或铅为基体的轴承合金，一般称为“巴比特合金巴比特合金”或或“巴氏合金巴氏合金”。由美国人巴比特发明而得名。因其呈。由美国人巴比特发明而得名。因其呈白色，又称白色，又称白合金白合金，乌金。是一种，乌金。是一种软基体软基体上分布

43、着上分布着硬颗粒硬颗粒相相的低的低熔点熔点轴承合金。轴承合金。 这类合金的这类合金的牌号牌号以以“Z Z”，加基体元素和主加元素的化，加基体元素和主加元素的化学符号，加主加元素和辅加元素的百分含量表示。学符号，加主加元素和辅加元素的百分含量表示。1 1、锡基轴承合金、锡基轴承合金 这种合金除含锡外，还含有锑约这种合金除含锡外，还含有锑约1111，铜约，铜约6 6。最。最常用的锡基轴承合金是常用的锡基轴承合金是ZSnSbllCu6ZSnSbllCu6合金。合金。 含含1111SbSb的锡锑合金的锡锑合金的组织是由初生相的组织是由初生相的的硬质点和硬质点和相相( (SbSb在在SnSn中的中的固溶

44、体固溶体) )软基体所组成。由软基体所组成。由于于相比重小，在铸造相比重小，在铸造时容易上浮，而造成时容易上浮，而造成“比比重偏析重偏析”，故合金中加入，故合金中加入6 6CuCu，使在结晶时首先形，使在结晶时首先形成成相相，它能在高温合金，它能在高温合金溶液中形成格架，以防止溶液中形成格架，以防止相上浮，使相上浮，使ZSnSbllCu6ZSnSbllCu6合金不产生比合金不产生比重偏析。重偏析。其中其中相的晶体相的晶体呈白亮的方块形及呈白亮的方块形及三角形，而三角形，而相则相则呈白色针状，暗色呈白色针状，暗色基体则为极易被腐基体则为极易被腐蚀的、质软的蚀的、质软的相。相。 ZSnSbllCu

45、6锡基轴承合金的显微组织锡基轴承合金的显微组织 锡基轴承合金锡基轴承合金与其它轴承材料相比与其它轴承材料相比，膨胀系数较小，膨胀系数较小，嵌藏性和减摩性较好，还具有优良的韧性、导热性和耐蚀嵌藏性和减摩性较好，还具有优良的韧性、导热性和耐蚀性。锡基轴承合金的疲劳强度比较低，同时由于锡的熔点性。锡基轴承合金的疲劳强度比较低，同时由于锡的熔点较低，其工作温度也较低，一般不大于较低，其工作温度也较低，一般不大于150150。 为了提高锡基轴承合金的疲劳强度、承压能力和使用为了提高锡基轴承合金的疲劳强度、承压能力和使用寿命，可以把它用离心浇注法镶铸在钢质轴瓦上，形成薄寿命，可以把它用离心浇注法镶铸在钢质

46、轴瓦上，形成薄而均匀的一层内衬，这步工艺称为而均匀的一层内衬，这步工艺称为“挂衬挂衬”。这种轴承称。这种轴承称为为“双金属双金属”轴承轴承。 ZSnSbllCu6ZSnSbllCu6轴承合金用于浇注巨型机器轴瓦，如汽轮轴承合金用于浇注巨型机器轴瓦，如汽轮机、发动机主轴、连杆的轴瓦等。机、发动机主轴、连杆的轴瓦等。汽轮机轴瓦汽轮机轴瓦连杆轴瓦连杆轴瓦2 2、铅基轴承合金、铅基轴承合金以铅为基础，加入以铅为基础，加入SbSb、CuCu或或SbSb、SnSn、CuCu的轴承合金。的轴承合金。常用的铅基轴承合金是常用的铅基轴承合金是ZChPbSnl6-16-1.8ZChPbSnl6-16-1.8，含有

47、约，含有约1616SnSn，1616SbSb和和2 2CuCu。其基本成分是。其基本成分是PbPb和和SbSb，空冷下的组，空冷下的组织是由织是由和和两相组成，两相组成，相是锑溶于铅中的固溶体，相是锑溶于铅中的固溶体，很软，很软，相是铅溶于锑中的固溶体，较硬，所以相是铅溶于锑中的固溶体，较硬，所以Pb-SbPb-Sb合合金亦可用于制造轴承。金亦可用于制造轴承。 由于由于相的比重大于相的比重大于相，容易造成比重偏析，所以相，容易造成比重偏析，所以有时还加入有时还加入1 12 2CuCu，以防止比重偏析，同时有硬的，以防止比重偏析，同时有硬的Cu2SbCu2Sb相形成，还能提高合金的耐磨性。相形成

48、，还能提高合金的耐磨性。 铅基轴承合金又称铅基轴承合金又称铅基巴氏合金铅基巴氏合金，虽然性能比锡基，虽然性能比锡基巴氏合金低，但由于它价格便宜，故在工业中常用来代巴氏合金低，但由于它价格便宜，故在工业中常用来代替锡基巴氏合金制作低速、低负荷或静载下工作的中负替锡基巴氏合金制作低速、低负荷或静载下工作的中负荷机器的轴瓦，如荷机器的轴瓦，如汽车、拖拉机的曲柄轴承，电动机、汽车、拖拉机的曲柄轴承，电动机、破碎机、压缩机及真空泵的轴承破碎机、压缩机及真空泵的轴承等，而不适于制作在剧等，而不适于制作在剧烈振动或冲击条件下工作的轴承。轴承温度不能超过烈振动或冲击条件下工作的轴承。轴承温度不能超过12012

49、0。小型电动机轴承小型电动机轴承大型电动机轴承大型电动机轴承压缩机轴承压缩机轴承常用轴承合金的牌号、成分、硬度及用途（GB/T1174-1992GB/T1174-1992）类别牌号牌号化学成分化学成分W()硬度硬度HBS(不不低于低于)用用途途SbCuSnPb锡基基轴承承合合金金ZSnSbl2Pbl0Cu411.013.02.53.0余量余量9.011.029适于一般中速、中适于一般中速、中载发动机机轴承，但不适承，但不适用于高温部分用于高温部分ZSnSbllCu610.012.05.56.5余量余量27适于重适于重载、高速的蒸汽机、高速的蒸汽机、涡轮机、柴油机、柴油机、机、电动机、透平机、透

50、平压缩机的机的轴承及承及轴瓦瓦ZSnSb4Cu44.05.04.05.0余量余量20韧性要求性要求较高、高、浇注注层较薄的重薄的重载、高速、高速轴承，如承，如涡轮机航空机航空发动机机轴承承铅基基轴承承合合金金ZPbSbl6Snl6Cu215.017.01.52.015.017.0余量余量30小冲小冲击载荷、高速荷、高速轴承、承、轴衬，如汽，如汽车、轮船船轴承、承、轴衬ZPbSbl5SnlO14.016.09.011.0余量余量24中中载中速中冲中速中冲击载荷机械的荷机械的轴承，如汽承，如汽车、拖拉机拖拉机发动机曲机曲轴、连杆杆轴承承ZPbSbl5Sn514.015.00.51.04.O5.0余

51、量余量20低速、低速、轻载机械机械轴承，如水承，如水泵、空、空压机机轴承、承、轴衬（二）铜基轴承合金（二）铜基轴承合金铅青铜铅青铜以铅为主加合金元素的铜基合金称为铅青铜，它适以铅为主加合金元素的铜基合金称为铅青铜，它适于制造轴承，所以又称于制造轴承，所以又称铜基轴承合金铜基轴承合金。 铅是不溶于铜中的，所以常用的含铅是不溶于铜中的，所以常用的含3030PbPb的合金的的合金的室温组织是室温组织是PbPb( (颗粒颗粒)+Cu()+Cu(基体基体) )，形成了软的独立的铅颗，形成了软的独立的铅颗粒均匀分布在硬基体铜上的轴承组织，故有优越的保持粒均匀分布在硬基体铜上的轴承组织，故有优越的保持住润滑

52、油膜和降低摩擦系数的作用，使合金具有优良的住润滑油膜和降低摩擦系数的作用，使合金具有优良的耐磨性。耐磨性。 铅青铜广泛用于制造高速高压下工作的轴承，如航铅青铜广泛用于制造高速高压下工作的轴承，如航空发动机、高速柴油机轴承等。空发动机、高速柴油机轴承等。 铅青铜本身强度很低，因此常浇铸在钢管或者簿钢铅青铜本身强度很低，因此常浇铸在钢管或者簿钢板上制作所谓板上制作所谓双金属轴承双金属轴承。航空发动机航空发动机船用高速柴油机船用高速柴油机（三）铝基轴承合金（三）铝基轴承合金 铝基轴承合金的基本元素为铝，主加元素有锑或锡铝基轴承合金的基本元素为铝，主加元素有锑或锡两类。两类。 优点优点：原料丰富，价格

53、低廉、比重小、导热性好，：原料丰富，价格低廉、比重小、导热性好，疲劳强度和抗蚀性能及化学稳定性高等；疲劳强度和抗蚀性能及化学稳定性高等； 缺点缺点：线膨胀系数大，运转时容易与轴咬合。铝基：线膨胀系数大，运转时容易与轴咬合。铝基轴承本身硬度高，容易损伤轴，因此要相应提高轴的硬轴承本身硬度高，容易损伤轴，因此要相应提高轴的硬度。主要用于高温、高负荷下工作的轴承度。主要用于高温、高负荷下工作的轴承。轴承合金应用轴承合金应用内燃机轴瓦内燃机轴瓦巴氏合金轴瓦巴氏合金轴瓦钛及合金是一种新型结构及功能材料，具有优异的钛及合金是一种新型结构及功能材料，具有优异的综合性能。是汽车轻量化的材料。综合性能。是汽车轻

54、量化的材料。 当前汽车市场上，随着豪华汽车、跑车和赛车需求的当前汽车市场上，随着豪华汽车、跑车和赛车需求的逐年增加，钛制零部件亦逐年增加。逐年增加，钛制零部件亦逐年增加。1990 1990 年全球汽车用年全球汽车用钛仅为约钛仅为约50 50 吨吨/ / 年，年，1997 1997 年为年为500 500 吨吨/ / 年，年，2002 2002 年为年为1100 1100 吨吨/ / 年，年，2009 2009 年为年为30003000吨吨/ / 年。由此可见，汽车行年。由此可见，汽车行业钛材的需求量进入加速阶段。业钛材的需求量进入加速阶段。3.4其它有色金属与合金其它有色金属与合金一一. .钛

55、及钛合金钛及钛合金（一）工业纯钛（一）工业纯钛 纯钛密度为纯钛密度为4.507 g/cm4.507 g/cm3 3，熔点为，熔点为16881688。纯钛具有同。纯钛具有同素异构转变，在素异构转变，在882.5882.5以下为密排六方结构的以下为密排六方结构的相，在相，在882.5882.5以上为体心立方结构的以上为体心立方结构的相。相。特性特性 强度、塑性、比强度高，强度、塑性、比强度高，耐蚀耐蚀、耐热、耐低温。、耐热、耐低温。 钛具有良好的压力加工工艺性能，切削性能较差。钛在氮钛具有良好的压力加工工艺性能，切削性能较差。钛在氮气中加热可发生燃烧，因此钛在加热和焊接时应采用氩气气中加热可发生燃

56、烧，因此钛在加热和焊接时应采用氩气保护。保护。 根据根据杂质杂质含量，钛分为含量，钛分为高纯钛高纯钛( (纯度达纯度达99.999.9) )和和工业纯钛工业纯钛( (纯度达纯度达99.5%)99.5%)。 工业纯钛工业纯钛有三个牌号，分别用有三个牌号，分别用“TATA十顺序号十顺序号数字数字1 1、2 2、3 3”表示，数字越大，纯度越低。杂质表示，数字越大，纯度越低。杂质含量对钛的性能影响很大，少量杂质可显著提高含量对钛的性能影响很大，少量杂质可显著提高钛的强度，故工业纯钛强度较高，接近高强铝合钛的强度，故工业纯钛强度较高，接近高强铝合金的水平，主要用于制造金的水平，主要用于制造350350

57、以下温度工作的石以下温度工作的石油化工用热交换器、反应器、船舰零件、飞机蒙油化工用热交换器、反应器、船舰零件、飞机蒙皮等。皮等。 （2 2）钛合金）钛合金 在纯钛中加入在纯钛中加入A1A1、MoMo、CrCr、SnSn、MnMn、V V等元素等元素形成钛合金，按退火组织可分为形成钛合金，按退火组织可分为型、型、型、型、(+)(+)型钛合金，分别用型钛合金，分别用TATA、TBTB、TCTC加顺序号表加顺序号表示。示。 工业纯钛的室温组织为工业纯钛的室温组织为相，因此牌号划入相，因此牌号划入型钛合金的型钛合金的TATA序列。序列。常用钛合金的牌号及力学性能常用钛合金的牌号及力学性能(GBT362

58、0.1-1994)类别牌号牌号名名义化学成分化学成分()材料状材料状态室温力学性能室温力学性能高温力学性能高温力学性能bMPa(%)aK(Jcm-2)试验温温度度bMPabMPa工工业纯钛TAlTA2TA3工工业纯钛(0.1%O，0.03%N，0.05%C)工工业纯钛(0.15%O，O05%N，0.05%C)工工业纯钛(O.15%O，003%N，O.10%C)板材，退火板材，退火板材，退火板材，退火板材，退火板材，退火350450550252015807050型型钛合金合金TA5TA7Ti-4Al-0.005BTi-5A1-2.5Sn棒材，退火棒材，退火棒材，退火棒材，退火7008001510

59、6030350500450型型钛合金合金TB2Ti-3A1-5Mo-5V-8Cr板材板材固溶固溶+时效效1400715+型型钛合金合金TC4TCl0T16A1-4VTi-6A1-6V-2Sn-0.5Cu-0.5Fe棒材，退火棒材，退火棒材，退火棒材，退火9201050101240354004006308505808001.1.型钛合金型钛合金 钛中加入钛中加入铝、硼铝、硼等等稳定化元素获得稳定化元素获得型钛合金型钛合金。 与与型和型和(+)(+)型钛合金相比，型钛合金相比，型钛合金的室温型钛合金的室温强度低，但高温强度高。强度低，但高温强度高。型钛合金具有良好的抗氧化性、型钛合金具有良好的抗氧

60、化性、焊接性和耐蚀性，不可热处理强化，一般在退火态使用。焊接性和耐蚀性，不可热处理强化，一般在退火态使用。 牌号：牌号： 有有TA4TA4、TA5TA5、TA6TA6、TA7TA7、TA8TA8等，常用的有等，常用的有TA5TA5、TA7TA7等，以等，以TA7TA7最常用。最常用。TA7TA7还具有优良的低温性能，主要用于还具有优良的低温性能，主要用于制造制造500500以下温度工作的火箭、飞船的低温高压容器，以下温度工作的火箭、飞船的低温高压容器，航空发动机压气机叶片和管道、导弹燃料罐等。航空发动机压气机叶片和管道、导弹燃料罐等。TA5TA5主要主要用于制造船舰零件。用于制造船舰零件。 2

61、.2.型钛合金型钛合金 钛合金加入钛合金加入钼、铬、钒钼、铬、钒等等稳定化元素获得稳定化元素获得型钛合金。型钛合金。 它有它有TBlTBl、TB2TB2两个牌号，可热处理强化，实际两个牌号，可热处理强化，实际应用的为应用的为TB2TB2，用于制造，用于制造350350以下温度工作的飞机以下温度工作的飞机压气机叶片、弹簧、紧固件等。压气机叶片、弹簧、紧固件等。 3.(+)3.(+)型钛合金型钛合金(+)(+)型钛合金具有型钛合金具有型钛合金和型钛合金和型钛合金的优型钛合金的优点，但焊接性能不如点，但焊接性能不如型钛合金，可通过热处理来强化。型钛合金，可通过热处理来强化。 (+)(+)型钛合金牌号

62、有型钛合金牌号有TClTClTCllTCll，常用牌号有，常用牌号有TC3TC3、TC4TC4、TC6TC6、TCl0TCl0等，以等，以TC4TC4最常用。最常用。TC4TC4也是钛合金中用也是钛合金中用量最大的合金，主要用于制造量最大的合金，主要用于制造400400以下温度工作的航空以下温度工作的航空发动机压气机叶片，火箭发动机外壳及冷却喷管，火箭发动机压气机叶片，火箭发动机外壳及冷却喷管，火箭和导弹的液氢燃料箱部件，船舰耐压壳体等。和导弹的液氢燃料箱部件，船舰耐压壳体等。TCl0TCl0是在是在TC4TC4基础上发展起来的，具有更高的强度和耐热性。基础上发展起来的，具有更高的强度和耐热性

63、。 目前钛合金最高使用温度为目前钛合金最高使用温度为500500，为了能在更，为了能在更高的温度使用，世界各国研制了许多新型钛合金。高的温度使用，世界各国研制了许多新型钛合金。我国研制的我国研制的Ti-A1-Sn-Mo-Si-NdTi-A1-Sn-Mo-Si-Nd系合金，使用温度可系合金，使用温度可达达550550。英国的。英国的Ti-5.5Al-4Sn-4Zr-1Nb-0.3Mo-Ti-5.5Al-4Sn-4Zr-1Nb-0.3Mo-0.5Si0.5Si合金和美国的合金和美国的Ti-6Al-2.75Sn-4Zr-0.4Nb-Ti-6Al-2.75Sn-4Zr-0.4Nb-0.45Si0.45

64、Si合金，使用温度可达合金，使用温度可达600600。而以钛铝金属间。而以钛铝金属间化合物为基的化合物为基的TiAlTiAl基高温钛合金，使用温度将可达基高温钛合金，使用温度将可达700700以上。以上。钛飞船钛飞船TC4TC4 时效后的组织：时效后的组织：块状块状基体针状基体针状二、镁及其合金二、镁及其合金( (一一) )纯镁纯镁 镁是银白色金属，它比铝轻，其密度为镁是银白色金属，它比铝轻，其密度为1.74g/cm1.74g/cm3 3，只，只有铝的有铝的2/32/3，熔点为，熔点为651651，强度和塑性均不高，有很好的，强度和塑性均不高，有很好的减震性能和导热性，易于加工成型，由于受价格

65、昂贵和技减震性能和导热性，易于加工成型，由于受价格昂贵和技术方面的限制，镁及镁合金只少量应用于航空、航天及军术方面的限制，镁及镁合金只少量应用于航空、航天及军事工业。事工业。 纯镁主要用于配制镁合金和其它合金，还可用作化工纯镁主要用于配制镁合金和其它合金，还可用作化工与冶金的还原剂。与冶金的还原剂。工业纯镁的牌号工业纯镁的牌号 用用“Mg+Mg+序列号序列号”表示。例如表示。例如Mg1Mg1称为一号纯镁，称为一号纯镁，Mg2Mg2称为二号纯镁。称为二号纯镁。( (二二) )镁合金镁合金 在纯镁中加入在纯镁中加入A1A1、ZnZn、MnMn、ZrZr及稀土等元素，制成及稀土等元素，制成镁合金。目

66、前应用的镁合金主要有镁合金。目前应用的镁合金主要有Mg-Mg-MnMn系、系、Mg-A1-ZnMg-A1-Zn系、系、Mg-Zn-Mg-Zn-ZrZr系和系和Mg-Re-Mg-Re-ZrZr系等合金系。它们分为系等合金系。它们分为变形镁合金变形镁合金和和铸造镁合金铸造镁合金两大类。两大类。牌号：牌号： 铸造镁合金的牌号用铸造镁合金的牌号用“ZMZM”加顺序号表示，如加顺序号表示，如ZM1ZM1、ZM3ZM3、ZM5ZM5等；变形镁合金的牌号用等；变形镁合金的牌号用“MBMB” 加顺序号表示，如加顺序号表示，如MB1MB1、MB5MB5、MB7MB7等。等。几种镁合金几种镁合金主加元素是锰，用以

67、改善镁的抗蚀性。主加元素是锰，用以改善镁的抗蚀性。1.31.32.52.5MnMn对海水的抗蚀性显著提高。镁锰合金力学性能不高，对海水的抗蚀性显著提高。镁锰合金力学性能不高，不能通过热处理强化。加入不能通过热处理强化。加入0.150.150.350.35的铈可细化晶粒，的铈可细化晶粒，提高力学性能。提高力学性能。 镁锰合金抗蚀性和焊接性优良，镁锰合金抗蚀性和焊接性优良，MB1MB1用于生产板、棒、用于生产板、棒、带半成品及锻件，制作要求高塑性、焊接性及耐蚀性的飞带半成品及锻件，制作要求高塑性、焊接性及耐蚀性的飞机零件。机零件。MB8MB8则可制作中等负荷的零件。则可制作中等负荷的零件。镁锰系合

68、金镁锰系合金合金强度高，可热处理强化，铸造性好。但抗蚀性低，合金强度高，可热处理强化，铸造性好。但抗蚀性低，屈服强度和耐热性较低。屈服强度和耐热性较低。镁铝锌系合金镁铝锌系合金 铝是主加元素，锌和锰是辅加元素。铝在镁中固溶强铝是主加元素，锌和锰是辅加元素。铝在镁中固溶强化作用显著化作用显著(Al810时，强化效果不明显时，强化效果不明显)。锌补充强。锌补充强化，改善塑性。锰提高抗蚀性。化，改善塑性。锰提高抗蚀性。MB2、MB3热塑性、焊接热塑性、焊接性好，用作复杂锻件和热挤压棒材。性好，用作复杂锻件和热挤压棒材。ZM5铸造性和力学性铸造性和力学性能优良，用作复杂大型铸件和受力的飞机及发动机零件

69、。能优良，用作复杂大型铸件和受力的飞机及发动机零件。该系合金形成组织疏松倾向很小，铸造性能较好，屈服该系合金形成组织疏松倾向很小，铸造性能较好，屈服极限较高，热塑性变形能力大。主加元素锌和锆，锌固溶强极限较高，热塑性变形能力大。主加元素锌和锆，锌固溶强化及提高合金屈服极限，化及提高合金屈服极限，Zn6Zn6。锆细化组织，提高强度。锆细化组织，提高强度和屈服极限，改善塑性和抗蚀性，提高耐热性。锆在和屈服极限，改善塑性和抗蚀性，提高耐热性。锆在0.50.50.80.8时作用效果最佳。时作用效果最佳。镁锌锆系合金镁锌锆系合金 常用合金有常用合金有ZM1ZM1、ZM2ZM2、MB15MB15等。等。

70、ZM1ZM1用于高强度、受冲用于高强度、受冲击载荷大的零件，如飞机轮毂、轮缘、支架等；击载荷大的零件，如飞机轮毂、轮缘、支架等；ZM2ZM2用于工用于工作温度较高（作温度较高（200200以下）的零件，如发动机机座、电机壳以下）的零件，如发动机机座、电机壳体等；体等；MB15MB15主要用于受力较大的零件，如机翼长桁等。主要用于受力较大的零件，如机翼长桁等。三、锌及其合金三、锌及其合金( (一一) )纯锌纯锌 是一种浅灰色的是一种浅灰色的过渡金属过渡金属。纯锌密度为纯锌密度为7.1g7.1gcmcm3 3，熔点为，熔点为419419，具有六方晶格，无同素异构转变。纯锌，具有六方晶格，无同素异构

71、转变。纯锌具有一定的强度和较好的耐蚀性，主要用于配制各种合具有一定的强度和较好的耐蚀性，主要用于配制各种合金和钢板表面镀锌。金和钢板表面镀锌。( (二二) )锌合金锌合金1 1、变形锌合金、变形锌合金 变形锌合金包括变形锌合金包括Zn-A1Zn-A1合金合金( (如如ZnAl4-1ZnAl4-1、ZnAll0-5)ZnAll0-5)和和Zn-CuZn-Cu合金合金( (如如ZnCulZnCul、ZnCul.5)ZnCul.5)两类。两类。Zn-A1Zn-A1合金常用合金常用于制造各类挤压件，于制造各类挤压件，Zn-CuZn-Cu合金常用于制造轴承和日用五合金常用于制造轴承和日用五金等。金等。

72、锌合金熔点低，流动性好，耐磨性好，价格低廉，锌合金熔点低，流动性好，耐磨性好，价格低廉，但抗蠕变性和耐蚀性较低，广泛应用于汽车、机械制造、但抗蠕变性和耐蚀性较低，广泛应用于汽车、机械制造、印刷制板、电池阴极等。印刷制板、电池阴极等。Zn-Cu-TiZn-Cu-Ti合金是新发展起来的合金是新发展起来的合金，具有较高的蠕变极限和尺寸稳定性。合金，具有较高的蠕变极限和尺寸稳定性。铜锌合金轴承铜锌合金轴承2 2、铸造锌合金、铸造锌合金铸造锌合金可分为铸造锌合金可分为压铸锌合金、高强度锌合金、模具压铸锌合金、高强度锌合金、模具用锌合金用锌合金等。等。(1)(1)压铸锌合金压铸锌合金 代号有代号有ZZnA

73、l4ZZnAl4、ZZnAl4-1ZZnAl4-1、ZZnAl4-0.5ZZnAl4-0.5。ZZnAl4ZZnAl4主要用于压铸大尺寸、中等强度和中等耐蚀性的零件。主要用于压铸大尺寸、中等强度和中等耐蚀性的零件。ZZnAl4-1ZZnAl4-1和和ZZnAl4-0.5ZZnAl4-0.5主要用于压铸小尺寸、高强度和高耐主要用于压铸小尺寸、高强度和高耐蚀性的零件。蚀性的零件。(2)(2)高强度锌合金高强度锌合金 该合金铝含量较高，具有较高的强度和该合金铝含量较高，具有较高的强度和铸造性能，常用代号有铸造性能，常用代号有ZZnAl27-1.5ZZnAl27-1.5等，主要用于制造轴承、等，主要用

74、于制造轴承、各种管接头、滑轮及各种受冲击和磨损的壳体铸件。各种管接头、滑轮及各种受冲击和磨损的壳体铸件。(3)(3)模具用锌合金模具用锌合金 代号为代号为ZZnAl4-3ZZnAl4-3，主要用于制造冲裁模、，主要用于制造冲裁模、塑料模、橡胶模等。锌合金模具成本低。塑料模、橡胶模等。锌合金模具成本低。3 3、热镀锌合金、热镀锌合金 代号有代号有RZnAl0.36RZnAl0.36，RZnAl0.15RZnAl0.15，主要用于钢材热镀锌。，主要用于钢材热镀锌。目前镁合金零件在汽车上应用存在的问题目前镁合金零件在汽车上应用存在的问题 目前镁合金零部件主要是以中小简单件为主，缺目前镁合金零部件主要是以中小简单件为主，缺少在高温和高性能要求工作的零件及大型复杂零件。少在高温和高性能要求工作的零件及大型复杂零件。存在的问题：存在的问题：（1 1）镁合金材料数据不完备，缺少设计数据；）镁合金材料数据不完备，缺少设计数据；（2 2）缺少镁合金零部件在不同工况下的失效机制及防）缺少镁合金零部件在不同工况下的失效机制及防治措施；治措施；（3 3）镁合金零部件开发、应用经验不足；）镁合金零部件开发、应用经验不足；（4 4）镁合金原材料市场的不稳定性及镁合金零部件的）镁合金原材料市场的不稳定性及镁合金零部件的成本。成本。谢谢大家！