第五章金属材料铸铁及有色金属

1、第五章金属材料铸铁及有色金属 第二节 铸铁 铸铁是含碳量大于铸铁是含碳量大于2.11%并含有较多硅、锰、并含有较多硅、锰、 硫、磷等元素的多元铁基合金。硫、磷等元素的多元铁基合金。 铸铁具有许多优良的性能及生产简便、成铸铁具有许多优良的性能及生产简便、成 本低廉等优点，因而是应用最广泛的材料本低廉等优点，因而是应用最广泛的材料 之一。之一。 第五章金属材料铸铁及有色金属 例如，机床床身、内燃例如，机床床身、内燃 机的汽缸体、缸套、活机的汽缸体、缸套、活 塞环及轴瓦、曲轴等都塞环及轴瓦、曲轴等都 是由铸铁制造的。是由铸铁制造的。 铸铁曲轴铸铁曲轴 第五章金属材料铸铁及有色金属 一、铸铁的石墨化过

2、程一、铸铁的石墨化过程 1 1、Fe-Fe3C和和Fe-G（石墨）双重相图（石墨）双重相图 铸铁中的碳除少量固溶于基体中外，主要以化合态的铸铁中的碳除少量固溶于基体中外，主要以化合态的 渗碳体（渗碳体（FeFe3 3C C）和游离态的石墨（）和游离态的石墨（G G）两种形式存在。）两种形式存在。 共晶白口铸铁共晶白口铸铁F基体球墨铸铁基体球墨铸铁 第五章金属材料铸铁及有色金属 石墨是碳的单质之一，其强度、塑性、石墨是碳的单质之一，其强度、塑性、 韧性几乎为零。韧性几乎为零。 FeFe3 3C C是亚稳相，在一定条件下将发生分是亚稳相，在一定条件下将发生分 解：解： FeFe3 3C3Fe+CC

3、3Fe+C（石墨）（石墨） 第五章金属材料铸铁及有色金属 存在两个铁碳相图：存在两个铁碳相图： Fe- FeFe- Fe3 3C C和和Fe-GFe-G双重相图双重相图 L+G L+Fe3C 第五章金属材料铸铁及有色金属 2 2、铸铁的石墨化过程、铸铁的石墨化过程 铸铁中的碳原子析出形成石铸铁中的碳原子析出形成石 墨的过程称为石墨化。墨的过程称为石墨化。 铸铁中的石墨可以在结晶过铸铁中的石墨可以在结晶过 程中直接析出，也可以由渗程中直接析出，也可以由渗 碳体加热时分解得到。碳体加热时分解得到。 台车式石墨化退火炉台车式石墨化退火炉 第五章金属材料铸铁及有色金属 3 3、影响石墨化的因素影响石墨

4、化的因素 化学成分的影响化学成分的影响 碳和硅是强烈促进石墨化的元素。碳和硅是强烈促进石墨化的元素。 碳、硅含量过低，易出现白口组织，力学性能和铸碳、硅含量过低，易出现白口组织，力学性能和铸 造性能变差。造性能变差。 碳、硅含量过高，会使石墨数量多且粗大，基体内碳、硅含量过高，会使石墨数量多且粗大，基体内 铁素体量增多，降低铸件的性能。铁素体量增多，降低铸件的性能。 第五章金属材料铸铁及有色金属 冷却速度的影响冷却速度的影响 铸件冷却缓慢，有利于碳原子的充分扩散，结铸件冷却缓慢，有利于碳原子的充分扩散，结 晶将按晶将按Fe - G相图进行，因而促进石墨化。相图进行，因而促进石墨化。 而快冷时由

5、于而快冷时由于 过冷度大，结过冷度大，结 晶将按晶将按Fe-Fe3C 相图进行，不相图进行，不 利于石墨化。利于石墨化。 铸件壁厚和碳硅含量对铸铁组织的影响铸件壁厚和碳硅含量对铸铁组织的影响 WC + Wsi (%) 第五章金属材料铸铁及有色金属 二、二、铸铁的特点及分类铸铁的特点及分类 工业上使用的铸铁主要是灰口铸铁。工业上使用的铸铁主要是灰口铸铁。 1 1、铸铁的组织特点、铸铁的组织特点 钢的基体钢的基体+G（石墨）（石墨） 基体组织有三种，即铁素体、珠光体基体组织有三种，即铁素体、珠光体 和铁素体加珠光体和铁素体加珠光体 。 第五章金属材料铸铁及有色金属 2 2、铸铁的性能特点、铸铁的性

6、能特点 力学性能低。由于石墨相当于钢基体中的裂纹或空力学性能低。由于石墨相当于钢基体中的裂纹或空 洞，破坏了基体的连续性。洞，破坏了基体的连续性。 耐磨性能好。由于石墨本身有润滑作用。耐磨性能好。由于石墨本身有润滑作用。 消振性能好。由于石墨可以吸收振动能量。消振性能好。由于石墨可以吸收振动能量。 铸造性能好。由于铸铁碳含量高，成分接近于共晶。铸造性能好。由于铸铁碳含量高，成分接近于共晶。 切削性能好。由于石墨使车屑容易脆断，不粘刀。切削性能好。由于石墨使车屑容易脆断，不粘刀。 第五章金属材料铸铁及有色金属 3、铸铁的分类与牌号表示方法、铸铁的分类与牌号表示方法 铸铁铸铁 名称名称 石墨石墨

7、形态形态 基体基体 组织组织 编编 号号 方方 法法 牌号实例牌号实例 灰灰 铸铸 铁铁 片片 状状 FHT + 一组数字一组数字 数字表示最低抗拉强度值，数字表示最低抗拉强度值， 单位单位MPa。 “HT”表示灰铸铁代号。表示灰铸铁代号。 HT100 F+P HT150 P HT200 可可 锻锻 铸铸 铁铁 团团 絮絮 状状 F KTH + 两组数字两组数字 KTB + 两组数字两组数字 KTZ + 两组数字两组数字 KTH300- 06 表表F 心心P KTB350- 04 P KTZ450- 06 KTH、KTB、KTZ 分别为黑心、白心、分别为黑心、白心、 珠光体可锻铸铁代号；珠光体

8、可锻铸铁代号； 第一组数字表示最低第一组数字表示最低 抗拉强度值，抗拉强度值，MPa； 第二组数字表示最低第二组数字表示最低 延伸率值，延伸率值，% 第五章金属材料铸铁及有色金属 铸铁铸铁 名称名称 石墨石墨 形态形态 基体基体 组织组织 编编 号号 方方 法法 牌号实例牌号实例 球球 墨墨 铸铸 铁铁 球球 状状 FQT + 两组数字两组数字 第一组数字表示最低抗第一组数字表示最低抗 拉强度值，拉强度值，MPa； 第二组数字表示最低延伸第二组数字表示最低延伸 率值，率值，%。 “QT”表示表示 球墨铸铁代球墨铸铁代 号号 QT400-15 F+PQT600-3 PQT700-2 蠕蠕 墨墨

9、铸铸 铁铁 蠕蠕 虫虫 状状 FRuT + 一组数字一组数字 数字表示最低抗拉强度值数字表示最低抗拉强度值, MPa。 “RuT”表示蠕墨铸铁代表示蠕墨铸铁代 号号 RuT260 F+PRuT300 PRuT420 第五章金属材料铸铁及有色金属 三、常用铸铁 （一）灰铸铁（一）灰铸铁 灰铸铁是指石墨呈片状分布的灰口铸铁。其产量约占灰铸铁是指石墨呈片状分布的灰口铸铁。其产量约占 铸铁总产量的铸铁总产量的80%以上。以上。 1 1、组织、组织 灰铸铁的组织是由液态铁水缓慢冷却时通过石墨化过灰铸铁的组织是由液态铁水缓慢冷却时通过石墨化过 程形成的，其基体组织有铁素体、珠光体和铁素体加程形成的，其基体

10、组织有铁素体、珠光体和铁素体加 珠光体三种。珠光体三种。 第五章金属材料铸铁及有色金属 灰铸铁的显微组织灰铸铁的显微组织 铁素体灰铸铁铁素体灰铸铁 珠光体灰铸铁珠光体灰铸铁 铁素体加珠光体灰铸铁铁素体加珠光体灰铸铁 第五章金属材料铸铁及有色金属 常对灰铸铁进行孕育处理，以细化片状石墨。常对灰铸铁进行孕育处理，以细化片状石墨。 常用的孕育剂有硅铁和硅钙合金。常用的孕育剂有硅铁和硅钙合金。 经孕育处理的灰铸铁称为孕育铸铁。经孕育处理的灰铸铁称为孕育铸铁。 孕育处理前孕育处理前孕育处理后孕育处理后 硅铁硅铁 硅钙硅钙 第五章金属材料铸铁及有色金属 2 2、热处理、热处理 热处理只改变基体组织，不改变

11、石墨形态。热处理只改变基体组织，不改变石墨形态。 灰铸铁强度只有碳钢的灰铸铁强度只有碳钢的3050%，热处理强化效果，热处理强化效果 不大。不大。 灰铸铁常用的热处理有：灰铸铁常用的热处理有： 消除内应力退火消除内应力退火( (又称人工时效又称人工时效) ) 消除白口组织退火消除白口组织退火 表面淬火表面淬火 立式加工中心立式加工中心 第五章金属材料铸铁及有色金属 3 3、用途、用途 制造承受压力和震动的零件，如机床制造承受压力和震动的零件，如机床 床身、各种箱体、壳体、泵体、缸体。床身、各种箱体、壳体、泵体、缸体。 大型船用柴油机汽缸体大型船用柴油机汽缸体(HT-300)重型机床床身重型机床

12、床身(HT-250) 变速箱体变速箱体 第五章金属材料铸铁及有色金属 可锻铸铁石墨化退火工艺曲线可锻铸铁石墨化退火工艺曲线 石墨呈团絮状的灰口石墨呈团絮状的灰口 铸铁，是由白口铸铁铸铁，是由白口铸铁 经石墨化退火获得的。经石墨化退火获得的。 1 1、组织：基体、组织：基体（F、P）团絮状团絮状G 铁素体基体可锻铸铁又称黑心可锻铸铁。铁素体基体可锻铸铁又称黑心可锻铸铁。 2 2、性能：强度为碳钢的、性能：强度为碳钢的00%，接近于铸钢。，接近于铸钢。 名为可锻，实不可锻。名为可锻，实不可锻。 第五章金属材料铸铁及有色金属 可锻铸铁的显微组织可锻铸铁的显微组织 黑心可锻铸铁黑心可锻铸铁 珠光体可锻

13、铸铁珠光体可锻铸铁 第五章金属材料铸铁及有色金属 3 3、用途、用途 用于制造形状复杂且承受振动载荷的薄壁小型件，如用于制造形状复杂且承受振动载荷的薄壁小型件，如 汽车、拖拉机的前后轮壳、管接头、低压阀门等汽车、拖拉机的前后轮壳、管接头、低压阀门等 可锻铸铁管件可锻铸铁管件 第五章金属材料铸铁及有色金属 （三）（三） 球墨铸铁球墨铸铁 石墨呈球形的灰口铸铁。由液态铁水经石墨化得到。石墨呈球形的灰口铸铁。由液态铁水经石墨化得到。 1 1、组织：基体、组织：基体（F、F+P、P）+ 球状球状G 球状石墨是液态铁水经球化处理得到的。球状石墨是液态铁水经球化处理得到的。 球化剂为镁、稀土和稀土镁。球化

14、剂为镁、稀土和稀土镁。 为避免白口，并使石墨细小均匀，为避免白口，并使石墨细小均匀， 在球化处理同时还进行孕育处理。在球化处理同时还进行孕育处理。 常用孕育剂为硅铁和硅钙合金。常用孕育剂为硅铁和硅钙合金。 硅铁硅铁 硅硅 钙钙 稀土镁稀土镁 第五章金属材料铸铁及有色金属 球墨铸铁的显微组织球墨铸铁的显微组织 铁素体加珠光体球墨铸铁素体加珠光体球墨铸 铁铁 铁素体球墨铸铁铁素体球墨铸铁 珠光体球墨铸铁珠光体球墨铸铁 球墨铸铁中的石墨球墨铸铁中的石墨 球球 第五章金属材料铸铁及有色金属 2 2、性能与热处理、性能与热处理 强度是碳钢的强度是碳钢的7090%。球墨铸铁的突出特点是屈强。球墨铸铁的突出

15、特点是屈强 比比( 0.2 / b)高高, , 约为约为0.70.8, , 而钢一般只而钢一般只0.30.5。 球墨铸铁可进行各种热处理，热处理特点是：球墨铸铁可进行各种热处理，热处理特点是： 奥氏体化温度比碳钢高，由于硅含量高。奥氏体化温度比碳钢高，由于硅含量高。 淬透性比碳钢高淬透性比碳钢高 奥氏体中碳含量可控奥氏体中碳含量可控 热处理有退火、正火、淬火加回火、等温淬火等。热处理有退火、正火、淬火加回火、等温淬火等。 第五章金属材料铸铁及有色金属 3 3、用途、用途 承受震动、载荷大承受震动、载荷大 的零件，如曲轴、传的零件，如曲轴、传 动齿轮等。动齿轮等。 核燃料贮存运输容器核燃料贮存运

16、输容器(QT350-22) 铸铁曲轴铸铁曲轴 第五章金属材料铸铁及有色金属 （四）蠕墨铸铁（四）蠕墨铸铁 蠕墨铸铁是蠕墨铸铁是2020世纪世纪6060年代发展起来的一种新型铸铁。年代发展起来的一种新型铸铁。 蠕墨铸铁是液态铁水经蠕化处理和孕育处理得到的。蠕墨铸铁是液态铁水经蠕化处理和孕育处理得到的。 常用蠕化剂有稀土硅铁镁合金、稀土硅铁合金、稀土常用蠕化剂有稀土硅铁镁合金、稀土硅铁合金、稀土 硅铁钙合金等。硅铁钙合金等。 蠕墨铸铁的组织：蠕墨铸铁的组织： 基体（基体（F F、F+PF+P、P P）+ + 蠕虫状蠕虫状G G 第五章金属材料铸铁及有色金属 蠕墨铸铁的显微组织蠕墨铸铁的显微组织 （

17、铁素体基体）（铁素体基体） 蠕墨铸铁中的石墨蠕墨铸铁中的石墨 第五章金属材料铸铁及有色金属 蠕墨铸铁的强度、塑性和抗疲劳蠕墨铸铁的强度、塑性和抗疲劳 性能优于灰铸铁，其力学性能介性能优于灰铸铁，其力学性能介 于灰铸铁与球墨铸铁之间。于灰铸铁与球墨铸铁之间。 常用于制造承受热循环载荷的零常用于制造承受热循环载荷的零 件和结构复杂、强度要求高的铸件和结构复杂、强度要求高的铸 件。如钢锭模、玻璃模具、柴油件。如钢锭模、玻璃模具、柴油 机汽缸、汽缸盖、排气阀、液压机汽缸、汽缸盖、排气阀、液压 阀的阀体、耐压泵的泵体等。阀的阀体、耐压泵的泵体等。 玻璃模具玻璃模具 制动盘制动盘 阀芯阀芯 第五章金属材料

18、铸铁及有色金属 第三节 有色金属及其合金 在工业生产中，通常在工业生产中，通常 把铁及其合金称为黑把铁及其合金称为黑 色金属，把其他非铁色金属，把其他非铁 金属及其合金称为有金属及其合金称为有 色金属。色金属。 第五章金属材料铸铁及有色金属 有色金属的产量和用量不如黑色金属多，但由于有色金属的产量和用量不如黑色金属多，但由于 其具有许多优良的特性，如特殊的电、磁、热性其具有许多优良的特性，如特殊的电、磁、热性 能，耐蚀性能及高的能，耐蚀性能及高的 比强度（强度与密度比强度（强度与密度 之比）等，已成为现之比）等，已成为现 代工业中不可缺少的代工业中不可缺少的 金属材料。金属材料。 第五章金属材

19、料铸铁及有色金属 一、铝及铝合金一、铝及铝合金 （一）铝及铝合金的性能特点（一）铝及铝合金的性能特点 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 2.72 ），熔点低），熔点低 （660.4660.4），导电、导热性能优良。），导电、导热性能优良。 抗大气腐蚀性能好，易于加工成形抗大气腐蚀性能好，易于加工成形 。 具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性。具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性。 第五章金属材料铸铁及有色金属 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 。 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、M

20、n、Si、Mg、Zn 等，此外还有等，此外还有Cr、Ni、Ti、Zr 等辅加元素。等辅加元素。 铝合金型材铝合金型材 铝铸件铝铸件 第五章金属材料铸铁及有色金属 （二）铝合金的分类（二）铝合金的分类 根据铝合金的成分和生根据铝合金的成分和生 产加工方法可将铝合金产加工方法可将铝合金 分为变形铝合金和铸造分为变形铝合金和铸造 铝合金两大类。铝合金两大类。 铝合金分类示意图铝合金分类示意图 变形铝合金又分为可热处理强变形铝合金又分为可热处理强 化和不可热处理强化两类。化和不可热处理强化两类。 第五章金属材料铸铁及有色金属 （三）变形铝合金（三）变形铝合金 1.变形铝合金牌号表示方法变形铝合金牌号表

21、示方法 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 铝合金制品铝合金制品 第五章金属材料铸铁及有色金属 2.2.常用变形铝合金常用变形铝合金 防锈铝合金防锈铝合金 主要是主要是Al-MnAl-Mn和和Al-MgAl-Mg系合金。系合金。 MnMn和和MgMg的主要作用是提高抗的主要作用是提高抗 蚀能力和塑性，并起固溶强化作用。蚀能力和塑性，并起固溶强化作用。 防锈铝合金锻造退火后组织为单相固溶体，抗蚀性、防锈铝合金锻造退火后组织为单相固溶体，抗蚀性、

22、焊接性能好，易于变形加工，但切削性能差。焊接性能好，易于变形加工，但切削性能差。 不能进行热处理强化，常利用加工硬化提高其强度。不能进行热处理强化，常利用加工硬化提高其强度。 卫星天线卫星天线 （LF2） 第五章金属材料铸铁及有色金属汽化器（热交换管为汽化器（热交换管为LF21） 常用的常用的Al-MnAl-Mn系合金有系合金有 LF21LF21（ 3A21 3A21 ），其抗蚀性），其抗蚀性 和强度高于纯铝，用于制造油罐、油箱、管道、铆和强度高于纯铝，用于制造油罐、油箱、管道、铆 钉等需要弯曲、冲压加工的零件。钉等需要弯曲、冲压加工的零件。 常用的常用的Al-MgAl-Mg系合金有系合金有

23、LF5LF5（ 5A05 5A05 ），其密度比纯），其密度比纯 铝小，强度比铝小，强度比Al-MnAl-Mn合金高，合金高， 在航空工业中得到广泛应用，在航空工业中得到广泛应用， 如制造管道、容器、铆钉及承如制造管道、容器、铆钉及承 受中等载荷的零件。受中等载荷的零件。 第五章金属材料铸铁及有色金属 硬铝合金硬铝合金 主要是主要是Al-Cu-MgAl-Cu-Mg系合金，并含少量系合金，并含少量MnMn。 可进行时效强化，也可进行变形强化。可进行时效强化，也可进行变形强化。 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。 常用硬铝合金如常用硬铝合金如L

24、Y11 (2A11)、 LY12 (2A12)等，用于制造冲压等，用于制造冲压 件、模锻件和铆接件，如螺旋件、模锻件和铆接件，如螺旋 桨、梁、铆钉等。桨、梁、铆钉等。 飞机翼梁飞机翼梁(腹板腹板 为硬铝合金为硬铝合金) 第五章金属材料铸铁及有色金属 超硬铝合金超硬铝合金 属属Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量系合金，并含有少量Cr和和Mn。 时效强化效果超过硬铝合金时效强化效果超过硬铝合金 。 热态塑性好，但耐蚀性差。热态塑性好，但耐蚀性差。 飞机主起落架飞机主起落架 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、

25、受力较大的结构件，如飞机低、受力较大的结构件，如飞机 的大梁、起落架等。的大梁、起落架等。 第五章金属材料铸铁及有色金属 锻造铝合金锻造铝合金 Al-Cu-Mg-Si系合金系合金 可锻性好，力学性能高；可锻性好，力学性能高； 用于形状复杂的锻件和模锻件，如喷气发动机压气机用于形状复杂的锻件和模锻件，如喷气发动机压气机 叶轮、导风轮等。叶轮、导风轮等。 Al-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150225下工作的零件，如下工作的零件，如 压气机叶片、超

26、音速飞机蒙皮等。压气机叶片、超音速飞机蒙皮等。 压气机叶片压气机叶片 第五章金属材料铸铁及有色金属 叶导轮叶导轮 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） 第五章金属材料铸铁及有色金属 （四）铸造铝合金（四）铸造铝合金 包括：包括： Al- Si系：系： 代号为代号为ZL1+两位数字顺序号两位数字顺序号 Al-Cu系：代号为系：代号为ZL2+两位数字顺序号两位数字顺序号 Al-Mg系：代号为系：代号为ZL3+两位数字顺序号两位数字顺序号 Al-Zn系：系： 代号为代号为ZL4+两位数字顺序号两位数字顺序号 1. Al-Si系铸造铝合金系铸造铝合金

27、又称硅铝明。其中又称硅铝明。其中ZL102（ZAlSi12）是含是含12%Si 的铝硅二元合金，称为简单硅铝明。的铝硅二元合金，称为简单硅铝明。 第五章金属材料铸铁及有色金属 Al-SiAl-Si系铸造铝合金的铸造系铸造铝合金的铸造 性能好，具有优良的耐蚀性能好，具有优良的耐蚀 性、耐热性和焊接性能。性、耐热性和焊接性能。 用于制造飞机、仪表、电用于制造飞机、仪表、电 动机壳体、汽缸体、风机动机壳体、汽缸体、风机 叶片、发动机活塞等。叶片、发动机活塞等。 活塞活塞( (裙部为铝硅合金裙部为铝硅合金) ) 第五章金属材料铸铁及有色金属 2.2.Al-Cu系铸造铝合金系铸造铝合金 这类合金的耐热性

28、好，强度较高；但密度大，铸造性这类合金的耐热性好，强度较高；但密度大，铸造性 能、耐蚀性能差，强度低于能、耐蚀性能差，强度低于Al-Si系合金。系合金。 常用代号有常用代号有ZL201(ZAlCu5Mn)、ZL203(ZAlCu4)等。等。 主要用于制造在较高温度下主要用于制造在较高温度下 工作的高强零件，如内燃机工作的高强零件，如内燃机 汽缸头、汽车活塞等。汽缸头、汽车活塞等。 汽缸头汽缸头 第五章金属材料铸铁及有色金属 3.3.Al-Mg系铸造铝合金系铸造铝合金 这类合金的耐蚀性好，强度高，密度小；但铸造性能这类合金的耐蚀性好，强度高，密度小；但铸造性能 差，耐热性低。差，耐热性低。 常用

29、代号为常用代号为ZL301(ZAlMg10)、ZL303(ZAlMg5Si1)等。等。 主要用于制造外形简单、主要用于制造外形简单、 承受冲击载荷、在腐蚀性承受冲击载荷、在腐蚀性 介质下工作的零件，如舰介质下工作的零件，如舰 船配件、氨用泵体等。船配件、氨用泵体等。 鼓风机用密封件鼓风机用密封件(ZL102)及抗及抗 空架件空架件(ZL301) 第五章金属材料铸铁及有色金属 4.4.Al-Zn系铸造铝合金系铸造铝合金 这类合金的铸造性能好，强度较高，可自然时效强化；这类合金的铸造性能好，强度较高，可自然时效强化； 但密度大，耐蚀性较差。但密度大，耐蚀性较差。 大型空压机活塞大型空压机活塞(ZL

30、401) 常用代号为常用代号为ZL401(ZAlZn11Si7)、 ZL402(ZAlZn6Mg)等。等。 主要用于制造形状复杂受力较小的主要用于制造形状复杂受力较小的 汽车、飞机、仪器零件。汽车、飞机、仪器零件。 第五章金属材料铸铁及有色金属 二 、铜及铜合金 （一）铜及铜合金的性能特点（一）铜及铜合金的性能特点 纯铜呈紫红色，故又称紫铜，具有面心立方晶格，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，无磁性。无同素异构转变，无磁性。 纯铜具有优良的导电性和导热性，在大气、淡水和纯铜具有优良的导电性和导热性，在大气、淡水和 冷凝水中有良好的耐蚀性，塑性好。冷凝水中有良好的耐蚀

31、性，塑性好。 第五章金属材料铸铁及有色金属 铜合金常加元素为铜合金常加元素为ZnZn、SnSn、AlAl、MnMn、NiNi、FeFe、BeBe、 TiTi、ZrZr、CrCr等，既提高了强度，又保持了纯铜特性。等，既提高了强度，又保持了纯铜特性。 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。 铜管铜管铜冷却器铜冷却器 第五章金属材料铸铁及有色金属 （二）黄铜（二）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。 黄铜按化学成分可分为普通黄铜和特殊黄铜。黄铜按化学成分可分为普通黄铜和特殊黄铜。 按工艺可分为加工黄铜和铸造黄铜。按工艺可分为加

32、工黄铜和铸造黄铜。 法兰阀法兰阀 闸阀闸阀 第五章金属材料铸铁及有色金属 普通黄铜的显微组织普通黄铜的显微组织 单相黄铜单相黄铜 两相黄铜两相黄铜 1、普通黄铜、普通黄铜 铜与锌的二元合金称为普通黄铜。铜与锌的二元合金称为普通黄铜。 加工普通黄铜的牌号为：加工普通黄铜的牌号为：H H（黄）（黄）+ + 表示铜平均百表示铜平均百 分含量的数字，如分含量的数字，如H68H68。 第五章金属材料铸铁及有色金属 单相黄铜塑性好。单相黄铜塑性好。 常用牌号有常用牌号有H80H80、H70H70、H 68H 68。 适于制造冷变形零件，如弹壳、冷凝器管等。适于制造冷变形零件，如弹壳、冷凝器管等。 两相黄铜

33、热塑性好，强度高。两相黄铜热塑性好，强度高。 常用牌号有常用牌号有H59H59、H62H62。 适于制造受力件，如垫圈、弹簧、导管、散热器等。适于制造受力件，如垫圈、弹簧、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 第五章金属材料铸铁及有色金属 2 2、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、Pb、 Sn、Ni 等元素形成特殊黄铜。等元素形成特殊黄铜。 加工特殊黄铜的牌号为：加工特殊黄铜的牌号为： H H（黄）（黄）+ +主加元素符号（主加元素符号（ZnZn除外）除外）+ +铜平均百分含量铜平均百分含量+ +主主 加元素平

34、均百分含量，如加元素平均百分含量，如HPb59-1HPb59-1。 特殊黄铜强度、耐蚀性比普通黄铜好，铸造性能改善。特殊黄铜强度、耐蚀性比普通黄铜好，铸造性能改善。 黄铜制品黄铜制品 第五章金属材料铸铁及有色金属 常用牌号有常用牌号有HPb63-3、HAl60-1-1、HSn62-1、HFe95- 1-1、ZCuZn38Mn2Pb2、ZCuZn16Si4等。等。 主要用于船舶及化工零件，如冷凝管、齿轮、螺旋桨、主要用于船舶及化工零件，如冷凝管、齿轮、螺旋桨、 轴承、衬套及阀体等。轴承、衬套及阀体等。 第五章金属材料铸铁及有色金属 （三）青铜（三）青铜 除黄铜和白铜外的其他铜合金统称为青铜。除黄

35、铜和白铜外的其他铜合金统称为青铜。 加工青铜的牌号为：加工青铜的牌号为：Q +Q +主加元素符号及其平均百分主加元素符号及其平均百分 含量含量+ +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 )。 常用青铜有锡青铜、铝青铜、常用青铜有锡青铜、铝青铜、 铍青铜、硅青铜、铅青铜等。铍青铜、硅青铜、铅青铜等。 青铜制品青铜制品 第五章金属材料铸铁及有色金属 1 1、锡青铜、锡青铜 是以锡为主加元素的铜合金，是以锡为主加元素的铜合金， 锡含量一般为锡含量一般为314%。 锡青铜铸造流动性差，铸件锡青铜铸造流动性差，铸件 密度低，易渗漏，但体积收缩率在有色金属中最小密度低，易渗漏，但体积收缩率在有色金属中最小 。 锡青铜具有良好的耐蚀性，在大气、海水及无机盐溶液中锡青铜具有良