【大学课件】非铁金属材料与粉末冶金材料PPT

1、铝及铝合金铝及铝合金 铜及铜合金铜及铜合金 其他非铁金属材料其他非铁金属材料 滑动轴承合金滑动轴承合金 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 粉末冶金材料粉末冶金材料 通过本章的学习，通过本章的学习，了解了解 粉末冶金粉末冶金方法方法及滑动轴及滑动轴 承合金的承合金的组织特征组织特征；掌掌 握握常用铝合金、铜合金、常用铝合金、铜合金、 硬质合金硬质合金牌号、性能、牌号、性能、 用途及强化方法。用途及强化方法。 常用铝合金、铜合金、常用铝合金、铜合金、 硬质合金硬质合金牌号、性能、牌号、性能、 用途及强化方法。用途及强化方法。 5.1 铝及铝合金铝及铝合金 5.1.1

2、 工业纯铝工业纯铝 名称名称纯度纯度用途用途 高纯铝高纯铝99.93%-99.99%99.93%-99.99%科学研究、制作电器科学研究、制作电器 工业高纯铝工业高纯铝98.85%-99.9%98.85%-99.9%铝箔、铝合金原料铝箔、铝合金原料 工业纯铝工业纯铝98.0%-99.0%98.0%-99.0%电线、电缆、配置合金电线、电缆、配置合金 纯铝中含有纯铝中含有FeFe、SiSi、ZnZn等元素时，会使性能下降。等元素时，会使性能下降。 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 铝及铝合金铝及铝合金 1 第第5 章章 铝铝合金的特点铝铝合金的特点 密度低、比强度

3、高，纯铝的密度只有密度低、比强度高，纯铝的密度只有2700kg/m 仅为铁的仅为铁的1/41/4。 优良的物理、化学性能。导电性能好、磁化率低、优良的物理、化学性能。导电性能好、磁化率低、 耐腐蚀等。耐腐蚀等。 加工性能好，铸造性能好，易于塑性变形，经热处加工性能好，铸造性能好，易于塑性变形，经热处 理后还具有很高的强度。理后还具有很高的强度。 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 工业纯工业纯 铝铝 2 纯铝的强度低，不能用作结构材料纯铝的强度低，不能用作结构材料 铝合金铝合金 纯铝通常制成管、棒、箔等型材，配制合金和脱氧剂纯铝通常制成管、棒、箔等型材，配制合金和

4、脱氧剂 、 电线、电缆等。电线、电缆等。 3 第第5 章章 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 铝合金铝合金 3 5.1.2 铝合金铝合金 1.铝合金的分类铝合金的分类 根据合金元素的含量和加工工艺性能特点，根据合金元素的含量和加工工艺性能特点， 铝合金可分为铝合金可分为变形铝合金变形铝合金和和铸造铝合金铸造铝合金。请点击请点击 1 变形铝合金变形铝合金 不可热处理强化铝合金不可热处理强化铝合金防锈铝防锈铝 可热处理强化铝合金可热处理强化铝合金硬铝、超硬铝和锻铝硬铝、超硬铝和锻铝 2 变形铝合金变形铝合金 铸造铝合金铸造铝合金 具有共晶组织，塑性较差，但熔点具有共

5、晶组织，塑性较差，但熔点 低，流动性好低，流动性好 第第5 章章 (1)铝合金的时效强化铝合金的时效强化 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 铝合金铝合金 4 2.铝合金的热处理铝合金的热处理 固溶处理固溶处理+时效处理时效处理 强度不高，塑性好强度不高，塑性好 孕育期孕育期 冷变形加工冷变形加工 将铝合金加热到将铝合金加热到相区，经保温，使第二相溶入相区，经保温，使第二相溶入固溶体中，然后固溶体中，然后 水冷，得到过饱和的水冷，得到过饱和的固溶体固溶体固溶处理。固溶处理。 第第5 章章 将铝合金加热到相区，经保温， 使第二相溶入固溶体中，然后 水冷，得到过饱和的

6、固溶体 固溶处理。 将经过固溶热处理的合金，在常 温放置自然时效或在较高温 度保温人工时效，第二相从 过饱和固溶体中缓慢析出，使铝 合金的强度、硬度明显提高。这 种固溶处理后的铝合金随时间延 长而发生硬化的现象，称为时效 时效强化。 (2)回归处理回归处理 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 铝合铝合 金金 5 将已强化的铝合金重新加热，经保温后在水中急冷，将已强化的铝合金重新加热，经保温后在水中急冷， 使合金恢复到固溶后的状态，这种处理方法叫回归使合金恢复到固溶后的状态，这种处理方法叫回归 处理处理。 可在回归处理后的软化状态进行各种冷变形。可在回归处理后的软化

7、状态进行各种冷变形。 (3)退火退火 铸造铝合金退火铸造铝合金退火消除内应力及成分偏析，稳定组织。消除内应力及成分偏析，稳定组织。 变形铝合金退火变形铝合金退火消除变形加工中出现的加工硬化消除变形加工中出现的加工硬化 现象，改善其加工工艺性。现象，改善其加工工艺性。 时效规律时效规律请点击请点击 第第5 章章 (1)变形铝合金的分类、代号与牌号变形铝合金的分类、代号与牌号 3.变形铝合金变形铝合金 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 铝合金铝合金 6 分类：分类：防锈铝合金防锈铝合金(LF)、硬铝合金、硬铝合金(LY)、 超硬铝合金超硬铝合金(LC)及锻铝合金及锻

8、铝合金(LD)。 四位数字体系和四位字符体系：如四位数字体系和四位字符体系：如3A21 、2A01等等 请点击请点击 代号与牌号：代号与牌号： (2)常用的变形铝合金常用的变形铝合金 不能热处理强化的铝合金不能热处理强化的铝合金 用用“铝和铝和“防二字的汉语拼音第一个字防二字的汉语拼音第一个字 母母 “L和和“F加顺序号表示，如五号防锈铝加顺序号表示，如五号防锈铝 用用 LF5 (5A05)表示。表示。 防锈铝防锈铝 第第5 章章 Al-Mn系合金系合金 如如3A21(LF21) Al-Mg系合金系合金 如如5A05(LF5)、5A11(LF11) Al-Zn-Mg-Cu系合金系合金 能热处理

9、强化的铝合金能热处理强化的铝合金 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 铝合金铝合金 7 防锈铝防锈铝 优良的抗腐蚀，良好的塑性与焊接性，适宜压力加工和焊接。优良的抗腐蚀，良好的塑性与焊接性，适宜压力加工和焊接。 力学性能较低力学性能较低 ，可用冷加工方法使其强化。切削加工工艺性能可用冷加工方法使其强化。切削加工工艺性能 差，故适用制作焊接管道、容器、铆钉以及其它冷变形零件。差，故适用制作焊接管道、容器、铆钉以及其它冷变形零件。 硬铝硬铝 用用“铝和铝和“硬二字的汉语拼音首字母硬二字的汉语拼音首字母 “L和和“Y加顺序号表示，加顺序号表示， 如如12号硬铝号硬铝 用

10、用LY12 (2A12)表示。表示。 铝铝-铜铜-镁系合金镁系合金 第第5 章章 硬铝硬铝有强烈的时效强化作用，经时效处理后具有很高有强烈的时效强化作用，经时效处理后具有很高 的硬度、强度，具有优良的加工工艺性能，可以加工成板、的硬度、强度，具有优良的加工工艺性能，可以加工成板、 棒、管、线、型材及锻件等半成品，广泛应用在航空，汽棒、管、线、型材及锻件等半成品，广泛应用在航空，汽 车和机械中车和机械中。 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 铝合铝合 金金 8 铆钉硬铝铆钉硬铝 典型牌号典型牌号2A01(LY1)、2A10(LY10) 标准硬铝标准硬铝 典型牌号典型

11、牌号2A11(LY11) 高强度硬铝高强度硬铝 典型牌号典型牌号2A12(LY12) 超硬铝超硬铝 用用“铝和铝和“超二字的汉语拼音超二字的汉语拼音 首字母首字母“L和和“C加顺序号表示，加顺序号表示， 如如4号超硬铝用号超硬铝用LC4(7A04)表示。表示。 铝铝-锌锌-铜系合金铜系合金 第第5 章章 超硬铝合金是目前室温强度最高的一类铝合金，其超硬铝合金是目前室温强度最高的一类铝合金，其 强度达强度达500700MPa，超过高强度的硬铝，超过高强度的硬铝LY12 合金合金(400-430 MPa)。 应用在航空飞机大梁，起落架等承受重载的零部件。应用在航空飞机大梁，起落架等承受重载的零部件

12、。 用用“铝和铝和“锻二字的汉语拼音首字锻二字的汉语拼音首字 母母“L 和和“D加顺序号表示，加顺序号表示， 如如5号锻铝用号锻铝用 LD5 (2A50)表示。表示。 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 铝合铝合 金金 9 锻铝锻铝 铝铝-镁镁-硅硅-铜系合金铜系合金 锻铝合金锻铝合金具有优良的锻造工艺性能，主要用作制作外具有优良的锻造工艺性能，主要用作制作外 形复杂的锻件。形复杂的锻件。 第第5 章章 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 铝合金铝合金 10 4.铸造铝合金铸造铝合金 铸造铝合金的代号用铸造铝合金的代号用“铸铝二字的汉

13、语拼音首写字母铸铝二字的汉语拼音首写字母“ZL 加三位数字表示加三位数字表示 第一位数表示合金系别第一位数表示合金系别： 1为铝硅系合金；为铝硅系合金； 2为铝铜系合金；为铝铜系合金；3为铝镁系合金；为铝镁系合金； 4为铝锌系合金。为铝锌系合金。 第二、三位数字表示合金的顺序号第二、三位数字表示合金的顺序号。 如如ZL111表示表示11号铝硅系铸造铝合金。号铝硅系铸造铝合金。 (1)铸造铝合金的分类、代号及牌号铸造铝合金的分类、代号及牌号 铸造铝合金的牌号是由铸造铝合金的牌号是由“Z+基体金属的化学元素符号基体金属的化学元素符号+合合 金元素符号金元素符号+数字组成数字组成 。如。如ZA1Si

14、12表示表示wsi12%的铸的铸 造合金。造合金。 第第5 章章 ZL101 、 ZL104、 ZL105、 ZL107、ZL109 优良的铸造性、焊接性、抗蚀性以及足够的机械性能优良的铸造性、焊接性、抗蚀性以及足够的机械性能 ， 但合金的致密度较小，适宜制造致密度要求不太高的、但合金的致密度较小，适宜制造致密度要求不太高的、 形状复杂的铸件。形状复杂的铸件。 铝铝-硅铸造合金硅铸造合金 ZL201 ZL202 ZL203 耐热性高，其高温强度随铜含量的增加而提高，而合金的耐热性高，其高温强度随铜含量的增加而提高，而合金的 铸缩率和形成裂纹的趋向那么减小。但由于铜含量增加，使铸缩率和形成裂纹的

15、趋向那么减小。但由于铜含量增加，使 合金的脆性增加合金的脆性增加,故铜含量一般不超过故铜含量一般不超过14。 铝铝-铜铸造合金铜铸造合金 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 铝合铝合 金金 11 (2)常用的铸造铝合金常用的铸造铝合金 第第5 章章 比重最小比重最小(2 .55)、耐蚀性最好、强度最高、耐蚀性最好、强度最高 (抗拉强度抗拉强度 可达可达350MPa)的铸造铝合金。但由于结晶温度范围宽，的铸造铝合金。但由于结晶温度范围宽， 故流动性差故流动性差,形成疏松趋向大、其铸造性能不如铝形成疏松趋向大、其铸造性能不如铝-硅合金好。硅合金好。 ZL301 ZL3

16、02 ZL303 有较高的强度，是最廉价的一种铸造铝合金。其主要缺点有较高的强度，是最廉价的一种铸造铝合金。其主要缺点 是抗蚀性差。是抗蚀性差。 ZL401 ZL402 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 铝合金铝合金 12 铝铝-镁铸造合金镁铸造合金 铝铝-锌铸造合金锌铸造合金 第第5 章章 5.2 铜及铜合金铜及铜合金 5.2.1 工业工业纯铜纯铜 纯铜为紫色，又称紫铜。工业纯铜分为纯铜为紫色，又称紫铜。工业纯铜分为4 4种：种：T1T1、T2T2、 T3T3、T4T4。编号越大，纯度越低。编号越大，纯度越低。工业纯铜除配制铜合金工业纯铜除配制铜合金 和其他合

17、金外，主要用于电器工业，制造电线、电缆、和其他合金外，主要用于电器工业，制造电线、电缆、 电刷、铜管、散热器、冷凝器、通信器材以及抗磁、防电刷、铜管、散热器、冷凝器、通信器材以及抗磁、防 磁仪器等。磁仪器等。 纯铜的强度低，不宜用作结构材料纯铜的强度低，不宜用作结构材料 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 5. 2铜及铜合金铜及铜合金 13 第第5 章章 铜及铜合金的特点铜及铜合金的特点 优良的物理、化学性能。导电、导热性能好、耐腐优良的物理、化学性能。导电、导热性能好、耐腐 蚀等，是抗磁材料。蚀等，是抗磁材料。 加工性能好。容易冷热成形，铸造铜合金铸造性能好。加

18、工性能好。容易冷热成形，铸造铜合金铸造性能好。 具有某些特殊力学性能。比方优良的减摩性和耐摩性具有某些特殊力学性能。比方优良的减摩性和耐摩性 高的弹性极限和疲劳强度。高的弹性极限和疲劳强度。 色泽美观。色泽美观。 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 工业纯工业纯 铜铜 14 第第5 章章 铜中参加合金元素后，可提高合金的强度，铜中参加合金元素后，可提高合金的强度， 并保持良好的加工性能。并保持良好的加工性能。 按按 化化 学学 成成 分分 黄铜黄铜 青铜青铜 白铜白铜 以以Zn为主要合金元素。良好的加为主要合金元素。良好的加 工性能，良的铸造性能，耐腐蚀工性能，良

19、的铸造性能，耐腐蚀 性能也好。性能也好。 以以Sn为主要合金元素。用于铸造为主要合金元素。用于铸造 形状复杂的零件。抗腐蚀性比黄铜形状复杂的零件。抗腐蚀性比黄铜 还好。还好。 以以Ni为主要合金元素。具有较好为主要合金元素。具有较好 的强度和塑性，能进行冷加工变的强度和塑性，能进行冷加工变 形，抗腐蚀性能也好形，抗腐蚀性能也好。 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 铜合金铜合金 15 5.2.2 铜合金铜合金 1.铜合金的分类铜合金的分类 第第5 章章 按生产方式按生产方式 加工铜合金加工铜合金 铸造铜合金铸造铜合金 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属

20、材料与粉末冶金材料 铜合金铜合金 16 2.黄铜黄铜 (1)普通黄铜普通黄铜(铜锌二元合金铜锌二元合金) Zn的质量分数的影响的质量分数的影响 Zn32%时，塑性下降；时，塑性下降； Zn=40%45%时，强度最高；时，强度最高； Zn45%时，塑性和强度均急剧下降。时，塑性和强度均急剧下降。 第第5 章章 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 铜合金铜合金 17 普通黄铜的代号及牌号普通黄铜的代号及牌号 H62表示表示Cu的平均质量分数为的平均质量分数为62%，其余为，其余为Zn 的普通加工黄铜。的普通加工黄铜。 ZCuZn38，其含义是，其含义是wZn38%，其

21、余为，其余为Cu的铸造黄铜。的铸造黄铜。 H80 金色黄铜，金色黄铜， 装饰件，薄管。装饰件，薄管。 H62 、H59 强度较高，作零件，标准件，焊接件，冲压件。强度较高，作零件，标准件，焊接件，冲压件。 H96 冷凝管、热交换器、散热器，计算机插件等。冷凝管、热交换器、散热器，计算机插件等。 H70 “三七黄铜 弹壳、套管和复杂深冲零件(H68)。 普通黄铜的用途普通黄铜的用途 第第5 章章 (2)特殊黄铜特殊黄铜 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 铜合金铜合金 18 合金元素的影响合金元素的影响 Pb改善切削加工性和耐磨性；改善切削加工性和耐磨性； Si改善

22、铸造性能，提高强度和耐蚀性；改善铸造性能，提高强度和耐蚀性； A1提高强度、硬度和耐蚀性；提高强度、硬度和耐蚀性； Sn、Al、Si、Mn提高耐蚀性，减少应力腐蚀破裂。提高耐蚀性，减少应力腐蚀破裂。 特殊黄铜的代号、牌号与应用特殊黄铜的代号、牌号与应用 HSn62-1表示表示wCu62%，wSn1%，其余为，其余为Zn的的 加工锡黄铜。加工锡黄铜。 ZCuZn40Mn3Fe1，表示，表示wZn40%、wMn3% wFe1%、其余为、其余为Cu的铸造特殊黄铜。的铸造特殊黄铜。 第第5 章章 Pb黄铜：黄铜：HPb60-1 切削性能好，耐磨性好切削性能好，耐磨性好钟表零件钟表零件 Sn黄铜：黄铜：

23、HSn90-1 HSn62-1 耐蚀性好耐蚀性好 船舶零件。海军黄铜船舶零件。海军黄铜 Al黄铜黄铜 ：HAl 77-2 HAl60-1-1 耐蚀性好，强度和硬度高耐蚀性好，强度和硬度高船舶零件，机械及电机零件。船舶零件，机械及电机零件。 Si 黄铜黄铜 HSi80-3 耐蚀性好，机械性能好，切削性好，耐磨性好耐蚀性好，机械性能好，切削性好，耐磨性好 船舶零件，机械及化工零件船舶零件，机械及化工零件 其它还有锰黄铜，铁黄铜，镍黄铜。主要用于船舶零件其它还有锰黄铜，铁黄铜，镍黄铜。主要用于船舶零件 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 铜合金铜合金 19 第第5 章章

24、 消除加工黄铜的加工硬化现象。消除加工黄铜的加工硬化现象。 (3)黄铜的热处理黄铜的热处理 去应力退火去应力退火 ：将黄铜制件加热到：将黄铜制件加热到200300， 保温后缓冷。保温后缓冷。 消除应力，防止应力腐蚀破裂及切削加工后的变形。消除应力，防止应力腐蚀破裂及切削加工后的变形。 再结晶退火：再结晶退火：一般是将黄铜制件加热到一般是将黄铜制件加热到500700， 保温后缓冷保温后缓冷. 3.青铜青铜 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 铜合金铜合金 20 (1)青铜的代号及牌号青铜的代号及牌号 加工青铜的代号如加工青铜的代号如QSn4-3表示平均表示平均wSn

25、4%、 wZn3%，其余为，其余为Cu的加工锡青铜。的加工锡青铜。 第第5 章章 铸造青铜的牌号如铸造青铜的牌号如ZCuSn10Zn1，表示平均，表示平均 wSn10%、wZn1%，其余为，其余为Cu的铸造锡青铜。的铸造锡青铜。 (2)普通青铜普通青铜(锡青铜锡青铜) 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 铜合金铜合金 21 Sn的质量分数的影响的质量分数的影响 Sn7%以后，强度继续升高，以后，强度继续升高， 塑性急剧下降；塑性急剧下降； wSn20%时，合金变脆，时，合金变脆， 强度显著降低强度显著降低 第第5 章章 锡青铜的性能及用途锡青铜的性能及用途 QSn

26、4-3, QSn6.5-0.1, 耐蚀性优于黄铜，铸造性好，耐磨性好，有弹性耐蚀性优于黄铜，铸造性好，耐磨性好，有弹性 用于造船、化工、机械、仪表中的耐磨件，耐蚀件、用于造船、化工、机械、仪表中的耐磨件，耐蚀件、 弹性元件，抗磁件弹性元件，抗磁件。 (3)特殊青铜特殊青铜(无锡青铜无锡青铜) 铝青铜铝青铜 QAl9-4 QAl7 耐蚀性优于黄铜和耐蚀性优于黄铜和锡青铜锡青铜 ，铸，铸 造性和耐磨性优于造性和耐磨性优于锡青铜，锡青铜，力学性能好。力学性能好。 QAl10-3-1.5 飞机、船舶用高强度、高耐磨抗蚀零件飞机、船舶用高强度、高耐磨抗蚀零件 QAl9-4 船舶及电气零件，耐磨件船舶及电

27、气零件，耐磨件 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 铜合铜合 金金 22 第第5 章章 铍青铜铍青铜 耐蚀性、耐磨性、弹性、抗磁性、抗疲耐蚀性、耐磨性、弹性、抗磁性、抗疲 劳都很好，耐寒，冲击无火花。劳都很好，耐寒，冲击无火花。 QBe2 重要的弹簧及弹性元件重要的弹簧及弹性元件、耐磨件耐磨件、高压高速、高压高速 高温轴承，防爆工具，钟表件高温轴承，防爆工具，钟表件。 硅青铜硅青铜 耐蚀件、弹簧耐蚀件、弹簧 、涡轮、蜗杆等。、涡轮、蜗杆等。 QAl7 重要的弹簧及弹性元件重要的弹簧及弹性元件。 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 铜合

28、金铜合金 23 第第5 章章 5.3 其他非铁金属材料其他非铁金属材料 密度低、比强度高。密度低、比强度高。 耐高温、耐腐蚀性能、低温韧性好等。耐高温、耐腐蚀性能、低温韧性好等。 加工条件复杂，本钱较高。加工条件复杂，本钱较高。 5.3.1 钛及钛合金钛及钛合金 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 铜合金铜合金 24 特特 点点 第第5 章章 纯钛纯钛 钛的密度低，熔点高，线膨胀系数小。导钛的密度低，熔点高，线膨胀系数小。导 热性差。纯钛塑性好，强度高，可以加工成细热性差。纯钛塑性好，强度高，可以加工成细 丝和薄片。钛在大气、海水及酸碱中的抗腐丝和薄片。钛在大气、

29、海水及酸碱中的抗腐 蚀性能好。蚀性能好。 纯钛的晶体结构纯钛的晶体结构 882.5882.5度以上：密排六方结构，称为度以上：密排六方结构，称为TiTi。 度以下：体心立方结构，称为度以下：体心立方结构，称为Ti。 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 钛及钛合钛及钛合 金金 25 第第5 章章 钛合金的种类钛合金的种类 钛合金钛合金 钛中加铝、硼等钛中加铝、硼等稳定元素获得稳定元素获得 TiTi合金。这种合金的室温强度较合金。这种合金的室温强度较 低，但高温低，但高温500500600600度强度很高。度强度很高。 抗氧化性、抗蠕变性以及焊接性能良好。抗氧化性、抗

30、蠕变性以及焊接性能良好。 钛中参加钼、铬、钒等元素后钛中参加钼、铬、钒等元素后 可获得可获得TiTi合金。这种合金的强度合金。这种合金的强度 高，冲压性能好，并可通过淬火和时高，冲压性能好，并可通过淬火和时 效获得强化。效获得强化。 这种合金的塑性好，容易锻造、这种合金的塑性好，容易锻造、 压延和冲压，并可通过固溶和压延和冲压，并可通过固溶和 时效进行强化。热处理后的强时效进行强化。热处理后的强 度可提高度可提高5050100100。 钛合金钛合金 钛合金钛合金 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 钛及钛合金钛及钛合金 26 第第5 章章 密度低、比强度高。纯镁的

31、密度只有密度低、比强度高。纯镁的密度只有1749kg/m1749kg/m 仅为铁的仅为铁的1/41/4、铝的、铝的2/32/3。 镁的电极电位较低，抗腐蚀性能差。镁的电极电位较低，抗腐蚀性能差。 镁属于密排六方结构，因此塑性变形能力差。镁属于密排六方结构，因此塑性变形能力差。 5.3.2 镁及镁合金镁及镁合金 镁镁 的的 特特 点点 3 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 镁及镁合镁及镁合 金金 27 第第5 章章 镁合金的特点镁合金的特点 低比重：工业用材料中最轻量材料低比重：工业用材料中最轻量材料( (铝的铝的2/32/3重重) )。 高比强度：优于钢和铝。高

32、比强度：优于钢和铝。 振动吸收性好：可将振动能吸收并转化成热放出。振动吸收性好：可将振动能吸收并转化成热放出。 易机械加工。易机械加工。 耐冲击性好。耐冲击性好。 电磁屏蔽性好。电磁屏蔽性好。 可再生利用：有利于环境优化。可再生利用：有利于环境优化。 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 镁及镁合金镁及镁合金 28 第第5 章章 镁合金的种类镁合金的种类 变形镁合金变形镁合金 铸造镁合金铸造镁合金 各种型材各种型材 复杂形状的铸件等复杂形状的铸件等 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 镁及镁合金镁及镁合金 29 第第5 章章 5.4 滑

33、动轴承合金滑动轴承合金 轴承合金的工作条件及性能要求轴承合金的工作条件及性能要求 较高的抗压强度和疲劳强度；较高的抗压强度和疲劳强度； 高的耐磨性，高的耐磨性， 良好的磨合性和较小的摩擦数；良好的磨合性和较小的摩擦数； 足够的塑性和韧性；足够的塑性和韧性； 良好的耐蚀性和导热性，良好的耐蚀性和导热性， 较小的膨胀系数和良好的工艺性。较小的膨胀系数和良好的工艺性。 强烈的摩擦，强烈的摩擦， 并承受周期并承受周期 性载荷。并性载荷。并 要考虑使轴要考虑使轴 磨损最小磨损最小 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 5. 4滑动轴承合金滑动轴承合金 30 第第5 章章 1.

34、软基体上均匀分布着硬质点软基体上均匀分布着硬质点 2.硬基体上均匀分布着软质点硬基体上均匀分布着软质点 具有较好的磨合性，耐冲击与振动，但承载能力不高。具有较好的磨合性，耐冲击与振动，但承载能力不高。 摩擦系数低，承载能力高，但磨合性差。摩擦系数低，承载能力高，但磨合性差。 5.4.2 轴承合金的组织特征轴承合金的组织特征 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 轴承合金的组织特征轴承合金的组织特征 31 软基体贮存润滑油；承受冲击和振动，嵌藏外来小硬物。软基体贮存润滑油；承受冲击和振动，嵌藏外来小硬物。 硬质点支撑轴颈，承受载荷，抵抗磨损。硬质点支撑轴颈，承受载荷，

35、抵抗磨损。 软质点贮存润滑油，硬基体承受载荷并抵抗磨损。软质点贮存润滑油，硬基体承受载荷并抵抗磨损。 第第5 章章 牌号：牌号：“Z+基体合金元素符号基体合金元素符号+主添加合金元素主添加合金元素 符号符号+数字数字+辅添加元素符号辅添加元素符号+数字组成。元数字组成。元 素符号后的数字是以名义百分数表示的该元素的素符号后的数字是以名义百分数表示的该元素的 质量分数。质量分数。 如如ZSnSb11Cu6表示表示wsb11%、 wCu6%，余量为锡的铸造锡基轴承合金。，余量为锡的铸造锡基轴承合金。 5.4.3 轴承合金的分类及牌号轴承合金的分类及牌号 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金

36、属材料与粉末冶金材料 轴承合金的分类及牌号轴承合金的分类及牌号 32 分类：分类：锡基、铅基、铝基、铜基等锡基、铅基、铝基、铜基等 第第5 章章 5.4.4 常用的轴承合金常用的轴承合金 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 常用的轴承合金常用的轴承合金 33 1.锡基轴承合金锡基轴承合金 制作航空发动机、汽轮机、内燃机等大型机器的高速制作航空发动机、汽轮机、内燃机等大型机器的高速 轴瓦。典型牌号轴瓦。典型牌号ZSnSb11Cu6。 2.铅基轴承合金铅基轴承合金(铅基巴氏合金铅基巴氏合金) 制造汽车、拖拉机、轮船、减速器等承受中、低载荷制造汽车、拖拉机、轮船、减速器

37、等承受中、低载荷 的中速轴承。典型牌号有的中速轴承。典型牌号有ZPbSb16Sn16Cu2。 3.铜基轴承合金铜基轴承合金 铅青铜制造高速、重载轴承。典型牌号铅青铜制造高速、重载轴承。典型牌号ZCuPb30。 锡青铜适于制造高速度、高载荷的柴油机轴承。典锡青铜适于制造高速度、高载荷的柴油机轴承。典 型牌号型牌号ZCuSn10Pb1。 第第5 章章 4.铝基轴承合金铝基轴承合金 高锡铝基轴承合金，制造高速、重载汽车、拖拉高锡铝基轴承合金，制造高速、重载汽车、拖拉 机和内燃机车上的发动机轴承。机和内燃机车上的发动机轴承。 典型牌号典型牌号ZAlSn6Cu1Ni1。 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶

38、金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 常用的轴承合金常用的轴承合金 34 第第5 章章 5.5 粉末冶金材料粉末冶金材料 粉末冶金材料粉末冶金材料是用几种金属粉末或金属与非金属粉末是用几种金属粉末或金属与非金属粉末 作原料，通过配料、压制成形、烧结和后处理等工艺作原料，通过配料、压制成形、烧结和后处理等工艺 过程而制成的材料。生产粉末冶金材料的方法称为过程而制成的材料。生产粉末冶金材料的方法称为粉粉 末冶金法。末冶金法。 5.5.1 粉末冶金法的特点及粉末冶金材料的应用粉末冶金法的特点及粉末冶金材料的应用 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 5. 5粉末冶金材料粉末冶

39、金材料 35 1.粉末冶金法的特点粉末冶金法的特点 生产减摩材料、结构材料、摩擦材料、硬质合金、难熔生产减摩材料、结构材料、摩擦材料、硬质合金、难熔 金属材料、特殊电磁性能材料、过滤材料、无偏析高速钢等；金属材料、特殊电磁性能材料、过滤材料、无偏析高速钢等； 少屑或无屑精密加工方法、生产率高、材料利用率高。少屑或无屑精密加工方法、生产率高、材料利用率高。 第第5 章章 粉末冶金的特点及粉末冶金材料的应用粉末冶金的特点及粉末冶金材料的应用 36 2.粉末冶金材料的应用粉末冶金材料的应用 (1)粉末冶金减摩材料粉末冶金减摩材料滑动轴承滑动轴承(含油轴承含油轴承) (2)粉末冶金摩擦材料粉末冶金摩擦

40、材料 铁基摩擦材料：铁基摩擦材料：承受较大压力，在高温、高载荷下摩承受较大压力，在高温、高载荷下摩 擦性能优良，多用于各种高速重载机器的擦性能优良，多用于各种高速重载机器的制动器制动器。 铜基摩擦材料：铜基摩擦材料：工艺性较好，摩擦系数稳定，抗粘、工艺性较好，摩擦系数稳定，抗粘、 抗卡性好，湿式工作条件下耐磨性优良抗卡性好，湿式工作条件下耐磨性优良 ，常用于汽车、常用于汽车、 拖拉机、锻压机床的拖拉机、锻压机床的离合器离合器与制动器与制动器 。 (3)粉末冶金结构材料粉末冶金结构材料 铁基结构材料：铁基结构材料：零件精度较高，粗糙度值小，无屑和少屑加零件精度较高，粗糙度值小，无屑和少屑加 工，

41、生产率高，制品多孔，可浸润滑油，减摩、减振、消声。工，生产率高，制品多孔，可浸润滑油，减摩、减振、消声。 第第5 章章 铜基结构材料铜基结构材料比铁基结构材料抗拉强度低，但塑性、比铁基结构材料抗拉强度低，但塑性、 韧性较高，具有良好的导电、导热和耐腐蚀性能，可韧性较高，具有良好的导电、导热和耐腐蚀性能，可 进行各种镀涂处理。进行各种镀涂处理。 1.常用硬质合金的类别、成分和牌号常用硬质合金的类别、成分和牌号 5.5.2 硬质合金硬质合金 一种或几种难熔碳化物(如碳化钨、碳化钛等)粉末， 参加起粘接作用的金属粉末，用粉末冶金法制得的材料。 成分：成分：WC+Co。 牌号：牌号：如如 YG6表示表

42、示wCo6%， 余量为余量为WC的钨钴类硬质合金的钨钴类硬质合金。 (1)钨钴类硬质合金钨钴类硬质合金 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 硬质合金硬质合金 37 第第5 章章 成分成分：WC+TiC+Co 牌号：牌号：如如 YT15表示表示wTiC15%的钨钛钴类硬质合金。的钨钛钴类硬质合金。 (3)钨钛钽钨钛钽(铌铌)类硬质合金类硬质合金(万能硬质合金或通用硬质金万能硬质合金或通用硬质金) 第第5章章 非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料与粉末冶金材料 硬质合金硬质合金 38 高的抗压强度、耐蚀性和抗氧化性，常温下硬度可高的抗压强度、耐蚀性和抗氧化性，常温下硬度可 达达8693HRA(相当于相当于6981HRC)；热硬性高，可；热硬性高，可 达达9001000；耐磨性好。；耐磨性好。 2.硬质合金的性能硬质合金的性能 (2)钨钛钴类硬质合金钨钛钴类硬质合金 成分：成分： WC+TiC+ TaC +Co 或或WC+TiC+ N