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1、工程材料第9章有色金属与时效强化第八章 有色金属及其合金 l在工业生产中，通常把在工业生产中，通常把铁及其合金称为黑色金铁及其合金称为黑色金属，把其它非铁金属及属，把其它非铁金属及其合金称为。其合金称为。 工程材料第9章有色金属与时效强化材料材料材料材料占汽车净重比占汽车净重比占汽车净重比占汽车净重比AlFe塑塑塑塑料料料料其其其其它它它它橡橡橡橡胶胶胶胶磁磁磁磁材材材材料料料料玻玻玻玻璃璃璃璃聚聚聚聚碳碳碳碳酸酸酸酸酯酯酯酯TiTi碳碳碳碳纤纤纤纤维维维维各种材料在先进汽车中占的重量百分比各种材料在先进汽车中占的重量百分比9.1 固溶与时效强化固溶与时效强化 一、固溶处理与时效一、固溶处理与
2、时效 l原理：过饱和固溶体的脱溶转变原理：过饱和固溶体的脱溶转变 。l基本条件：合金在平衡状态图上有固溶度的变化，并且固溶基本条件：合金在平衡状态图上有固溶度的变化，并且固溶度随温度而减少度随温度而减少 l时效强化时效强化: 时效提高材料的强度和硬度的现象时效提高材料的强度和硬度的现象+工程材料第9章有色金属与时效强化二、时效过程（以二、时效过程（以Al-4%Cu为例为例） 过饱和过饱和固溶体固溶体 GP(I)区区 GP（）区）区()l时效温度低或时效时间短时时效温度低或时效时间短时, Cu偏聚偏聚,形成形成GP(I)区区,导致晶格畸变导致晶格畸变,引起合引起合金强化金强化.l随时间延长，随时
3、间延长，Cu原子聚集扩散，原子聚集扩散，GP区逐渐变大，区逐渐变大，Cu和和Al原子呈规则有原子呈规则有序排列，形成序排列，形成GP（）区。强化达到最高阶段）区。强化达到最高阶段.l随时间延长或温度升高，在随时间延长或温度升高，在GP（）区的基础上形成了新的过渡相）区的基础上形成了新的过渡相,晶晶格畸变减轻格畸变减轻,合金软化合金软化. l随时效时间的再延长或温度的再升高，随时效时间的再延长或温度的再升高，继续长大，达到一定程度后继续长大，达到一定程度后脱脱离了母相，形成具有独立晶格的晶体。合金软化离了母相，形成具有独立晶格的晶体。合金软化,称为过时效称为过时效. 工程材料第9章有色金属与时效
4、强化三、时效处理的影响因素三、时效处理的影响因素 1. 固溶处理工艺的影响固溶处理工艺的影响 淬淬火火加加热热温温度度高高，保保温温时时间间要要长长，有有利利于于获获得得最最大大过过饱饱和和的均匀固溶体的均匀固溶体 2. 塑性变形的影响塑性变形的影响 淬淬火火合合金金经经冷冷塑塑性性变变形形后后，增增加加了了过过饱饱和和固固溶溶体体的的缺缺陷陷，从从而而提提供供更更多多的的非非自自发发形形核核，更更弥弥散散的的析析出出物物质质点点，使使合合金的硬化效果增大。金的硬化效果增大。 3. 时效温度和时间的影响时效温度和时间的影响 工程材料第9章有色金属与时效强化9.2 铝及铝合金铝及铝合金 一、纯铝
5、一、纯铝 l纯铝具有银白色金属光泽，密度小纯铝具有银白色金属光泽，密度小(2.72 )，熔点低，熔点低(660.4), 导电、导热导电、导热性能优良。性能优良。l耐大气腐蚀，易于加工成形耐大气腐蚀，易于加工成形 。l具有面心立方晶格，无同素异构转变，具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性。无磁性。铝合金制造的机翼铝合金制造的机翼工程材料第9章有色金属与时效强化l铝合金既具有高强度又保持纯铝的优良特性铝合金既具有高强度又保持纯铝的优良特性 。l铝合金常加入的元素主要有铝合金常加入的元素主要有Cu、Mn、Si、Mg、Zn等等 铝合金型材铝合金型材铝铸件铝铸件工程材料第9章有色金属与时效强化l可将
6、铝合金分可将铝合金分为变形铝合金为变形铝合金和铸造铝合金和铸造铝合金两大类。两大类。l变形铝合金又变形铝合金又分为可热处理分为可热处理强化和不可热强化和不可热处理强化两类处理强化两类.铝合金分类示意图铝合金分类示意图二、铝合金二、铝合金 铝合金一般具有有限固溶型共晶相图。铝合金一般具有有限固溶型共晶相图。工程材料第9章有色金属与时效强化1、变形铝合金、变形铝合金 变形铝及铝合金牌号表示方法变形铝及铝合金牌号表示方法 l根据国标规定，变形铝及铝合金可直接引用国际四根据国标规定，变形铝及铝合金可直接引用国际四位数字体系牌号或采用国标规定的四位字符牌号。位数字体系牌号或采用国标规定的四位字符牌号。全
7、世界铝的用量全世界铝的用量百万吨百万吨一次生产量二次回收量总用量工程材料第9章有色金属与时效强化lGB 3190-82中的旧牌号仍中的旧牌号仍可继续使用，表示方法为可继续使用，表示方法为: 防锈铝合金：防锈铝合金：LF+序号序号 硬铝合金：硬铝合金： LY +序号序号 超硬铝合金：超硬铝合金：LC +序号序号 锻铝合金：锻铝合金： LD +序号序号铝合金波纹管铝合金波纹管铝合金波纹管铝合金波纹管铝铝合合金金制制品品铝是可以回收利用的金属铝是可以回收利用的金属铝是可以回收利用的金属铝是可以回收利用的金属工程材料第9章有色金属与时效强化常用变形铝合金常用变形铝合金 防锈铝合金防锈铝合金lAl-Mn
8、和和Al-Mg系合金。系合金。lMn和和Mg的作用的作用: :卫星天线卫星天线（LF2） 提高抗蚀能力和塑性，并起固溶强化作用。提高抗蚀能力和塑性，并起固溶强化作用。l锻造退火后组织：单相固溶体锻造退火后组织：单相固溶体工程材料第9章有色金属与时效强化汽化汽化汽化汽化器器器器( (热热热热交换交换交换交换管为管为管为管为LF21LF21) )lAl-Mn系系: LF21（ 3A21 ），抗蚀性和强度高于纯铝，用于制），抗蚀性和强度高于纯铝，用于制造油罐、油箱、管道、铆钉等需要弯曲、冲压加工造油罐、油箱、管道、铆钉等需要弯曲、冲压加工的零件。的零件。lAl-Mg系系: LF5（ 5A05 ），其
9、密），其密 度度比比纯纯铝铝小小，强强度度比比Al-Mn合合金金高高，在在航航空工业中广泛应用。空工业中广泛应用。工程材料第9章有色金属与时效强化 硬铝合金硬铝合金l主要是主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量系合金，并含少量Mn。l可进行时效强化，也可进行冷作强化。可进行时效强化，也可进行冷作强化。l强度、硬度高，加工性能好，耐蚀性低于防锈铝。强度、硬度高，加工性能好，耐蚀性低于防锈铝。l常用硬铝合金如常用硬铝合金如LY11 (2A11)、 LY12 (2A12)等，等，用于制造冲压件、模锻件用于制造冲压件、模锻件和铆接件，如螺旋桨、梁、和铆接件，如螺旋桨、梁、铆钉等铆钉等. 飞机翼梁飞机翼
10、梁(腹板腹板为硬铝合金为硬铝合金)工程材料第9章有色金属与时效强化 超硬铝合金超硬铝合金lAl-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少系合金，并含有少量量Cr和和Mn。l时效强化效果超过硬铝合金时效强化效果超过硬铝合金.热态热态塑性好，但耐热性、耐蚀性差塑性好，但耐热性、耐蚀性差.l常用合金有常用合金有 LC4 (7A04 )、LC9 (7A09 )等，主要用于工作温度较等，主要用于工作温度较低、受力较大的结构件低、受力较大的结构件, 如飞机大如飞机大梁、起落架等梁、起落架等.飞飞机机主主起起落落架架工程材料第9章有色金属与时效强化 锻铝合金锻铝合金lAl-Cu-Mg-Si系合金系合金 可锻性可锻性
11、好，力学性能高，用于形状好，力学性能高，用于形状复杂的锻件和模锻件，如喷复杂的锻件和模锻件，如喷气发动机压气机叶轮、导风气发动机压气机叶轮、导风轮等轮等.压气机叶片压气机叶片压气机叶片压气机叶片lAl-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻铝合金系耐热锻铝合金 常用牌号有常用牌号有LD7 (2A70)、LD8(2A80)、LD9(2A90)等等 。用于制造。用于制造150 225下工作的下工作的零件，如压气机叶片、超音速飞机蒙皮等。零件，如压气机叶片、超音速飞机蒙皮等。工程材料第9章有色金属与时效强化美美F-117隐身战斗机隐身战斗机(所用材料大部分是铝合金所用材料大部分是铝合金)高比强铝合金机翼高比
12、强铝合金机翼工程材料第9章有色金属与时效强化2. 铸造铝合金铸造铝合金 包括：包括：lAl- Si系：系： ZL1+两位数字顺序号两位数字顺序号lAl-Cu系：系：ZL2+两位数字顺序号两位数字顺序号lAl-Mg系：系：ZL3+两位数字顺序号两位数字顺序号lAl-Zn系：系： ZL4+两位数字顺序号两位数字顺序号 Al-Si系铸造铝合金系铸造铝合金 又称硅铝明。又称硅铝明。57712.7%工程材料第9章有色金属与时效强化含硅量一般为含硅量一般为含硅量一般为含硅量一般为1013%1013%，在普通铸造条件下，组织几乎全部为，在普通铸造条件下，组织几乎全部为，在普通铸造条件下，组织几乎全部为，在普
13、通铸造条件下，组织几乎全部为共晶体，由粗针状的硅晶体和共晶体，由粗针状的硅晶体和共晶体，由粗针状的硅晶体和共晶体，由粗针状的硅晶体和 固溶体组成，强度和塑性都较固溶体组成，强度和塑性都较固溶体组成，强度和塑性都较固溶体组成，强度和塑性都较差。生产上通常用钠盐变质剂进行变质处理，得到细小均匀的差。生产上通常用钠盐变质剂进行变质处理，得到细小均匀的差。生产上通常用钠盐变质剂进行变质处理，得到细小均匀的差。生产上通常用钠盐变质剂进行变质处理，得到细小均匀的共晶体加一次共晶体加一次共晶体加一次共晶体加一次 固溶体组织，以提高性能。固溶体组织，以提高性能。固溶体组织，以提高性能。固溶体组织，以提高性能。
14、未变质处理未变质处理 经变质处理经变质处理 ZL102的铸态组织的铸态组织工程材料第9章有色金属与时效强化lAl-Si系铸造铝合金的铸造性能系铸造铝合金的铸造性能好，具有优良的耐蚀性、耐热好，具有优良的耐蚀性、耐热性和焊接性能。性和焊接性能。 活塞活塞( (裙部为铝硅合金裙部为铝硅合金) )l用于制造飞机、仪用于制造飞机、仪表、电动机壳体、表、电动机壳体、汽缸体、风机叶片汽缸体、风机叶片、发动机活塞等。发动机活塞等。工程材料第9章有色金属与时效强化 Al-Cu系铸造铝合金系铸造铝合金l耐热性好，强度较高；但密度大，铸造性能、耐蚀性能差，耐热性好，强度较高；但密度大，铸造性能、耐蚀性能差，强度低
15、于强度低于Al-Si系合金系合金。汽缸头汽缸头l常用代号有常用代号有ZL201 (ZAlCu5Mn)、ZL203 (ZAlCu4)等。主要用于制造等。主要用于制造在较高温度下工作的高强零在较高温度下工作的高强零件，如内燃机汽缸头、汽车件，如内燃机汽缸头、汽车活塞等。活塞等。工程材料第9章有色金属与时效强化 Al-Mg系铸造铝合系铸造铝合金金l耐耐蚀蚀性性好好，强强度度高高，密密度度小小；但但铸铸造造性性能能差差, ,耐热性低。耐热性低。l常用代号为常用代号为ZL301(ZAlMg10)、 ZL303(ZAlMg5Si1)等等.l主要用于制造外形简单、承受冲击载荷、在腐蚀性介质下工作主要用于制造
16、外形简单、承受冲击载荷、在腐蚀性介质下工作的零件，如舰船配件、氨用泵体等。的零件，如舰船配件、氨用泵体等。鼓风机密封件等鼓风机密封件等(ZL102、301)工程材料第9章有色金属与时效强化 Al-Zn系铸造铝合金系铸造铝合金l铸造性能好，强度较高，可自然时效强化；但密度大，耐蚀铸造性能好，强度较高，可自然时效强化；但密度大，耐蚀性较差。性较差。大型空压机活塞大型空压机活塞大型空压机活塞大型空压机活塞(ZL401)(ZL401)l常用代号为常用代号为ZL401(ZAlZn11Si7)、ZL402(ZAlZn6Mg)等等.l主要用于制造形状复杂受主要用于制造形状复杂受力较小的汽车、飞机、仪力较小的
17、汽车、飞机、仪器零件。器零件。工程材料第9章有色金属与时效强化9.3 9.3 铜及铜合金铜及铜合金 一、纯铜一、纯铜l纯铜呈紫红色，故又称紫铜，具有纯铜呈紫红色，故又称紫铜，具有面心立方晶格，无同素异构转变，面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性。无磁性。 l纯铜具有优良的导电性和导热性纯铜具有优良的导电性和导热性; 在大气、淡水和冷凝水中有良好的在大气、淡水和冷凝水中有良好的耐蚀性耐蚀性; 塑性好。塑性好。 热轧铜合金热轧铜合金工程材料第9章有色金属与时效强化l铜合金常加元素为铜合金常加元素为Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、Ti、Zr、Cr等，既提高了强度，又保持了纯铜特性等，既提高
18、了强度，又保持了纯铜特性.l铜合金分为黄铜、青铜、白铜三大类。铜合金分为黄铜、青铜、白铜三大类。铜管铜管铜与黄铜带铜与黄铜带二、铜合金二、铜合金工程材料第9章有色金属与时效强化1. 黄铜黄铜 以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。l按化学成分可分为普通黄铜和特殊黄铜。按化学成分可分为普通黄铜和特殊黄铜。黄铜铸件黄铜铸件黄铜铸件黄铜铸件黄铜棒黄铜棒工程材料第9章有色金属与时效强化（1）普通黄铜）普通黄铜 铜与锌的二元合金铜与锌的二元合金l 牌号为：牌号为：H (黄黄) + 表示铜平均百分含量的数字，如表示铜平均百分含量的数字，如H68。l黄铜有黄铜有 和和 +
19、两种组织两种组织,分别称单相黄铜和两相黄铜分别称单相黄铜和两相黄铜单相黄铜单相黄铜 两相黄铜两相黄铜 工程材料第9章有色金属与时效强化单相黄铜单相黄铜l塑性好塑性好l常用牌号有常用牌号有H80、H70、 H68l适于制造冷变形零件，如弹适于制造冷变形零件，如弹壳、冷凝器管等。壳、冷凝器管等。两相黄铜两相黄铜l热塑性好热塑性好, 强度高强度高.l常用牌号有常用牌号有H59、H62。l适于制造受力件，如垫圈适于制造受力件，如垫圈、弹弹簧、导管、散热器等。簧、导管、散热器等。冷凝器管冷凝器管汽车机油泵衬套汽车机油泵衬套工程材料第9章有色金属与时效强化（2） 特殊黄铜特殊黄铜l在普通黄铜的基础上加入在
20、普通黄铜的基础上加入Al、 Fe、Si、Mn、Pb、 Sn、Ni等元素形等元素形成。成。l特殊黄铜的牌号为：特殊黄铜的牌号为： H(黄黄)+主加元素符号主加元素符号(Zn除外除外)+铜铜平均百分含量平均百分含量+主加元素平均百分主加元素平均百分含量含量, 如如HPb59-1. l强度、耐蚀性比普通黄铜好，铸强度、耐蚀性比普通黄铜好，铸造性能改善。主要用于船舶及化造性能改善。主要用于船舶及化工零件，如冷凝管、齿轮、螺旋工零件，如冷凝管、齿轮、螺旋桨、轴承、衬套及阀体等。桨、轴承、衬套及阀体等。 黄黄铜铜制制品品黄铜棒黄铜棒黄铜棒黄铜棒工程材料第9章有色金属与时效强化2. 青铜青铜 除黄铜和白铜外
21、的其他铜合金除黄铜和白铜外的其他铜合金l牌号为：牌号为： Q +主加元素符号及其平均百分含量主加元素符号及其平均百分含量+其他元素平均百分含量其他元素平均百分含量 如如QSn4-3(含含4%Sn、3%Zn).l常用青铜有锡青铜、铝青铜、铍青铜、常用青铜有锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜、铅青铜等。硅青铜、铅青铜等。 青铜制品青铜制品工程材料第9章有色金属与时效强化(1) 锡青铜锡青铜 是以锡为主加元素的铜合金，锡含量是以锡为主加元素的铜合金，锡含量一般为一般为314%。 l铸造流动性差，铸件密度低，易渗铸造流动性差，铸件密度低，易渗漏，但体积收缩率在有色金属中最漏，但体积收缩率在有色金属中最小。
22、小。l耐蚀性良好，在大气、海水及无机耐蚀性良好，在大气、海水及无机盐溶液中的耐蚀性比纯铜和黄铜好，盐溶液中的耐蚀性比纯铜和黄铜好，但在硫酸、盐酸和氨水中的耐蚀性但在硫酸、盐酸和氨水中的耐蚀性较差。较差。 锡青铜锭锡青铜锭Cu-Sn相图相图工程材料第9章有色金属与时效强化l常用牌号有常用牌号有QSn4-3、QSn6.5-0.4、ZCuSn10Pb1等。等。l主要用于耐蚀承载件主要用于耐蚀承载件,如弹簧、轴承、齿轮如弹簧、轴承、齿轮轴、蜗轮、垫圈等。轴、蜗轮、垫圈等。 锡青铜管锡青铜管船用青铜软船用青铜软管快速接头管快速接头阀阀( (锡青铜阀锡青铜阀体、阀盖体、阀盖) )工程材料第9章有色金属与时
23、效强化（2） 铝青铜铝青铜 以铝为主加元素的以铝为主加元素的铜合金，铝含量为铜合金，铝含量为511%。大型水力发电设备中的抗磨环大型水力发电设备中的抗磨环l强度、硬度、耐磨性、耐热性及耐蚀性高于黄铜和锡青铜，强度、硬度、耐磨性、耐热性及耐蚀性高于黄铜和锡青铜，铸造性能好，但焊接性能差。铸造性能好，但焊接性能差。 l常用牌号有常用牌号有QAl5、QAl7、ZCuAl8Mn13Fe3Ni2等。等。l主要用于制造船舶、飞机及仪器中的高强、耐磨、耐蚀件，主要用于制造船舶、飞机及仪器中的高强、耐磨、耐蚀件，如齿轮、轴承、蜗轮、轴套、螺旋桨等。如齿轮、轴承、蜗轮、轴套、螺旋桨等。工程材料第9章有色金属与时
24、效强化(3) 铍青铜铍青铜 以铍为主加元素的铜合金，铍含量为以铍为主加元素的铜合金，铍含量为1.72.5%。l具有高的强度、弹性极限、耐磨性、耐蚀性，良好的导电性、具有高的强度、弹性极限、耐磨性、耐蚀性，良好的导电性、导热性、冷热加工及铸造性能，但价格较贵导热性、冷热加工及铸造性能，但价格较贵. .铍青铜制品铍青铜制品l常用牌号有常用牌号有QBe2、QBe1.7、QBe1.9等等 。l用于重要的弹性件、耐磨件，用于重要的弹性件、耐磨件，如精密弹簧、膜片，高速、高如精密弹簧、膜片，高速、高压轴承及防爆工具、航海罗盘压轴承及防爆工具、航海罗盘等重要机件等重要机件.工程材料第9章有色金属与时效强化l
25、普通白铜是普通白铜是Cu-Ni二元合金，具有较高的耐蚀性和抗腐蚀疲劳二元合金，具有较高的耐蚀性和抗腐蚀疲劳性能及优良的冷热加工性能。性能及优良的冷热加工性能。 l普通白铜牌号：普通白铜牌号：B+镍的平均百分含量，如镍的平均百分含量，如B5。l常用牌号有常用牌号有B5、B19等等 。用于在蒸汽和海水环境下工作的精密。用于在蒸汽和海水环境下工作的精密机械机械,仪表零件及冷凝器仪表零件及冷凝器,蒸馏器蒸馏器,热交换器等热交换器等. 白铜件白铜件3. 白铜白铜 以镍为主要合金元素的铜合金以镍为主要合金元素的铜合金称白铜。分普通白铜和特殊白称白铜。分普通白铜和特殊白铜。铜。工程材料第9章有色金属与时效强
26、化l特殊白铜是在普通白铜基础上添加特殊白铜是在普通白铜基础上添加Zn、Mn、Al等元素形成的，等元素形成的，分别称锌白铜、锰白铜、铝白铜等。分别称锌白铜、锰白铜、铝白铜等。l其耐蚀性、强度和塑性高，成本低。其耐蚀性、强度和塑性高，成本低。l常用牌号如常用牌号如BMn40-1.5(康铜康铜)、BMn43-0.5(考铜考铜)。l用于制造精密机械、仪表零件及医疗器械等。用于制造精密机械、仪表零件及医疗器械等。康铜热偶康铜热偶白铜型材白铜型材工程材料第9章有色金属与时效强化9.4 9.4 钛及钛合金钛及钛合金 一、纯钛一、纯钛 l纯钛密度小，熔点高。纯钛密度小，熔点高。882.5发生同素异构转发生同素
27、异构转变变 -Ti -Ti, 由体心立由体心立方方 -Ti转变为密排六方转变为密排六方 -Ti.l纯钛比强度高，塑性、纯钛比强度高，塑性、低温韧性和耐蚀性好。低温韧性和耐蚀性好。美美F-22战机约战机约36%重量的零重量的零件用钛合金制造件用钛合金制造工程材料第9章有色金属与时效强化l纯钛主要用于纯钛主要用于 350以下工作、强度要求以下工作、强度要求不高的零件，如石油不高的零件，如石油化工用热交换器、反化工用热交换器、反应器，海水净化装置应器，海水净化装置及舰船零部件。及舰船零部件。 钛钢复合反应釜钛钢复合反应釜钛管换热器钛管换热器钛制蒸馏塔钛制蒸馏塔工程材料第9章有色金属与时效强化二、钛合
28、金二、钛合金l钛合金几乎都含有钛合金几乎都含有Al。 Al能提高钛合金的强度、比能提高钛合金的强度、比强度和再结晶温度强度和再结晶温度. .l按退火组织，钛合金可分按退火组织，钛合金可分为为 型钛合金、型钛合金、 型钛合金型钛合金和和 + 型钛合金三类，它型钛合金三类，它们的牌号分别用们的牌号分别用TA、TB、TC加顺序号表示加顺序号表示 。如。如TA5、TB2、TC4等。其等。其中中TA0TA3为工业纯钛。为工业纯钛。 钛合金泵钛合金泵工程材料第9章有色金属与时效强化1. 型钛合金型钛合金l主加元素为主加元素为Al，Sn、B等。等。 l不能热处理强化，通不能热处理强化，通常在退火状态下使用常
29、在退火状态下使用,组织为单相组织为单相 固溶体固溶体. l强度低于另两类钛合强度低于另两类钛合金，但高温强度、低金，但高温强度、低温韧性及耐蚀性优越温韧性及耐蚀性优越. 钛合金氢泵钛合金氢泵诱导轮诱导轮钛合金氢泵壳体钛合金氢泵壳体工程材料第9章有色金属与时效强化l常用牌号有常用牌号有TA5、TA7等等 l主要用于制造主要用于制造500以下工作的以下工作的零件，如飞机压气机叶片、导弹零件，如飞机压气机叶片、导弹的燃料罐、超音速飞机的蜗轮机的燃料罐、超音速飞机的蜗轮机匣及飞船上的高压低温容器等。匣及飞船上的高压低温容器等。 钛合金卫星框架钛合金卫星框架钛合金液下泵钛合金液下泵 -Ti合金组织合金组
30、织工程材料第9章有色金属与时效强化2. 型钛合金型钛合金l加入的合金元素有加入的合金元素有Mo、Cr、V、Al等。等。l经淬火加时效处理后，经淬火加时效处理后，组织为组织为 相基体上分布相基体上分布着细小的着细小的 相粒子。相粒子。l这类合金强度高，但冶这类合金强度高，但冶炼工艺复杂，难于焊接炼工艺复杂，难于焊接,应用受到限制。应用受到限制。钛合金管钛合金管钛合金管应用钛合金管应用工程材料第9章有色金属与时效强化l 型钛合金有型钛合金有TB2、TB3、TB4三个牌号。三个牌号。l主要用于主要用于350以下工以下工作的结构件和紧固件作的结构件和紧固件,如飞机压气机叶片、如飞机压气机叶片、轴、弹簧
31、、轮盘等。轴、弹簧、轮盘等。钛合金棒钛合金棒钛合金眼镜架钛合金眼镜架钛离心泵钛离心泵工程材料第9章有色金属与时效强化3. + 型钛合金型钛合金l加入的合金元素有加入的合金元素有Al、V、 Mo、 Cr等。等。l可进行热处理强化，强度高，塑性好，具有良好的可进行热处理强化，强度高，塑性好，具有良好的热强性、耐蚀性和低温韧性。热强性、耐蚀性和低温韧性。钛钛合合金金列列管管式式换换热热器器工程材料第9章有色金属与时效强化l + 型钛合金共有九个牌号，其型钛合金共有九个牌号，其中以中以TC4应用最广、用量最大，应用最广、用量最大，其经过淬火加时效处理后，组织其经过淬火加时效处理后，组织为为 + +时效
32、析出的针状时效析出的针状 。+钛合金组织钛合金组织+钛合金组织（电镜）钛合金组织（电镜）工程材料第9章有色金属与时效强化l + 型钛合金主要型钛合金主要用于制造用于制造400以下以下工作的飞机压气机工作的飞机压气机叶片、火箭发动机叶片、火箭发动机外壳、火箭和导弹外壳、火箭和导弹的液氢燃料箱部件的液氢燃料箱部件及舰船耐压壳体等及舰船耐压壳体等. 生物医生物医用材料用材料飞飞机机压压气气机机叶叶片片工程材料第9章有色金属与时效强化9.6 9.6 轴承合金轴承合金 l制造滑动轴承的轴瓦及其内衬的耐磨合金称为轴承制造滑动轴承的轴瓦及其内衬的耐磨合金称为轴承合金。合金。 l与滚动轴承相比滑动轴承具与滚动
33、轴承相比滑动轴承具有承载面积大，工作平稳，有承载面积大，工作平稳，无噪音及拆装方便等优点。无噪音及拆装方便等优点。 工程材料第9章有色金属与时效强化一、组织性能要求一、组织性能要求 当当轴轴高高速速旋旋转转时时，轴轴瓦瓦与与轴轴颈颈发发生生强强烈烈摩摩擦擦，承承受受轴轴颈颈施施加加的交变载荷和冲击力。的交变载荷和冲击力。l对轴承合金的性能要求：对轴承合金的性能要求： 足够的强韧性，以承受轴颈施加的交变冲击载荷足够的强韧性，以承受轴颈施加的交变冲击载荷. 较较小小的的热热膨膨胀胀系系数数，良良好好的的导导热热性性和和耐耐蚀蚀性性，以以防防止止轴轴与与轴轴瓦之间咬合。瓦之间咬合。 较较小小的的摩摩
34、擦擦系系数数，良良好好的的耐耐磨磨性性和和磨磨合合性性，以以减减少少轴轴颈颈磨磨损损，保证轴与轴瓦良好的跑合。保证轴与轴瓦良好的跑合。工程材料第9章有色金属与时效强化 1、锡基轴承合金、锡基轴承合金 l是以锡为主并加入少量锑、是以锡为主并加入少量锑、铜等元素组成的合金，熔铜等元素组成的合金，熔点较低，是软基体硬质点点较低，是软基体硬质点组织类型的轴承合金。组织类型的轴承合金。二、常用轴承合金二、常用轴承合金 工业上常用的是锡基工业上常用的是锡基、铅基轴承合金铅基轴承合金, , 又称巴氏合金。又称巴氏合金。l典型牌号为典型牌号为ZSnSb11Cu6。 (其组织为其组织为 基体基体+白亮块状白亮块
35、状SnSb+星状星状Cu3Sn)ZSnSb11Cu6合金的显微组织合金的显微组织 工程材料第9章有色金属与时效强化l锡基轴承合金具有锡基轴承合金具有较高的耐磨性、导较高的耐磨性、导热性、耐蚀性和嵌热性、耐蚀性和嵌藏性，摩擦系数和藏性，摩擦系数和热膨胀系数小，但热膨胀系数小，但疲劳强度较低，工疲劳强度较低，工作温度不超过作温度不超过 150 ，价格高。，价格高。巴氏合金轴瓦巴氏合金轴瓦l广泛用于重型动力机械，如气轮机、涡轮机和内燃广泛用于重型动力机械，如气轮机、涡轮机和内燃机等大型机器的高速轴瓦。机等大型机器的高速轴瓦。 工程材料第9章有色金属与时效强化2、铅基轴承合金、铅基轴承合金l是以铅为主
36、加入少是以铅为主加入少量锑、锡、铜等元量锑、锡、铜等元素的合金，也是软素的合金，也是软基体硬质点型轴承基体硬质点型轴承合金。合金。l典型牌号为典型牌号为ZPbSb16Sn16Cu2。ZPbSb16Sn16Cu2合金的显微组织合金的显微组织( + )共晶基体共晶基体+方块状方块状SnSb+针针状状Cu3Sn 工程材料第9章有色金属与时效强化l铅基轴承合金的强度、硬度、耐蚀性和导热性都不铅基轴承合金的强度、硬度、耐蚀性和导热性都不如锡基轴承合金，但其成本低，高温强度好，有自如锡基轴承合金，但其成本低，高温强度好，有自润滑性。润滑性。l常用于低速常用于低速、低载条件下低载条件下工作的设备工作的设备, ,如汽车、拖如汽车、拖拉机曲轴的拉机曲轴的轴承等。轴承等。 内燃机轴瓦内燃机轴瓦
