第九章有色金属及粉末冶金材料

1、u第一节 铝及铝合金u第二节 铜及铜合金u第三节 滑动轴承合金u第四节 粉末冶金材料第一节 铝及铝合金纯铝的性能特点： 1.纯铝的密度较小；熔点为660；具有面心立方晶格；无同素异晶转变 2.纯铝的导电性、导热性很高 3.纯铝是非磁性、无火花材料，而且反射性能好 4.纯铝的强度很低,塑性很高 5.在空气中具有良好的耐蚀性。但不能耐酸、碱、盐的腐蚀。 工业纯铝分为纯铝和高纯铝两类。一、工业纯铝一、工业纯铝（一）铝合金分类 制作铝合金的合金元素大致分主加元素（硅、铜、镁、锌、锰等）和辅加元素（铬、钛、锆等）两类。铝与主加元素的二元相图一般都具有如图9-1所示形式。二二、铝、铝合金分类及时效强化合金

2、分类及时效强化分类如下： 不可强化铝合金（F左）变形铝合金（D左） 可强化铝合金（DF）铸造铝合金（D右） 图9-1 铝合金分类示意图变形铝合金 热处理不可强化铝合金铸造铝合金图9-2 Cu为4%的铝合金自然时效曲线（二）铝合金的时效强化 时效强化：淬火后，铝合金的强度和硬度随时间而发生显著提高的现象。 室温下进行的时效称为自然时效，加热条件下进行的时效称为人工时效。图9-3 Cu为4%的铝合金在不同温度下的时效曲线（三）铝合金的回归处理 将已经时效强化的铝合金，重新加热到200270，经短时间保温，然后在水中急冷，使合金恢复到淬火状态的处理。三三、变形铝合金、变形铝合金 变形铝合金可按其主要

3、性能特点分为防锈铝（铝-锰系合金或铝-镁系合金）、硬铝（铝-铜-镁系合金）、超硬铝（铝-铜-镁-锌系合金）与锻铝（铝-铜-镁-硅系合金）等。四四、铸造铝合金、铸造铝合金 牌号表示：由“Z”和基本金属铝的化学元素符号、主要合金化学元素符号以及合金化学元素名义百分含量（质量分数）100的数字组成。牌号后 “A”表示优质。图9-6 ZL102合金的显微组织（变质后）（100 x）图9-4 铝-硅二元合金相图图9-5 ZL102合金的显微组织（变质前）（100 x）第二节 铜及铜合金工业纯铜的特点： 1.纯铜的密度为8.96g/cm3，熔点为1083，具有面心立方晶格，无同素异构转变； 2.具有优良的

4、导电性、导热性、抗磁性及良好的耐蚀性； 3.纯铜的强度不高、硬度很低、塑性很好。一、一、工业纯铜工业纯铜二、二、铜合金的分类及牌号表示方法铜合金的分类及牌号表示方法（一）铜合金分类 按化学成分，可分为黄铜、青铜及白铜； 按生产方法，可分为压力加工产品和铸造产品。（二）铜合金牌号表示方法1加工铜合金 （1）加工黄铜：表示方法为“H”铜元素含量（质量分数100）。 （2）加工青铜：“Q”第一主加元素的化学符号及含量（质量分数100）其他合金元素含量（质量分数100）。2铸造铜合金 “Z”+铜元素化学符号+主加元素的化学符号及含量（质量分数100）+其它合金元素化学符号及含量（质量分数100）。三、

5、黄铜三、黄铜（一）普通黄铜1普通黄铜的组织（如图9-7及图9-8所示）图9-7 单相黄铜的显微组织（100 x）图9-8 +双相黄铜的显微组织（100 x）图9-9 锌对铜力学性能的影响（退火） 2普通黄铜的性能 黄铜的强度和塑性与含锌量有密切的关系（如图9-9所示）（二）特殊黄铜 在普通黄铜基础上，再加入其他合金元素所组成的多元合金称为特殊黄铜。四、青铜四、青铜（一）锡青铜1锡青铜的组织图9-10 锡青铜（Sn 5% 6%）的铸态组织（100 x）2锡青铜的性能 锡对锡青铜的力学性能影响如图9-11所示（二）铝青铜和铍青铜 常用铝青铜和铍青铜的代号、成分、力学性能及用途如书中表9-4所示。3

6、常用的锡青铜 （1）加工锡青铜 （2）铸造锡青铜图9-11 铸造锡青铜的力学性能与含锡量的关系第三节 滑动轴承合金图9-12 滑动轴承结构（a）部分式轴瓦（b）轴瓦上镶铸轴承衬（一）具有良好的减摩性 1.摩擦系数低 2.磨合性好 3.抗咬合性好一、一、轴承合金性能的要求轴承合金性能的要求（二）具有足够的力学性能 滑动轴承合金要有较高的抗压强度和疲劳强度，并能抵抗冲击和振动。 此外，轴承合金还应具有良好的导热性、小的热膨胀系数、良好的耐蚀性和铸造性能。图9-13 滑动轴承理想组织示意图二、轴承合金的组织特性二、轴承合金的组织特性（一）在软的基体上孤立地分布硬质点 这类组织有较好的磨合性与抗冲击、

7、抗振动能力。但难以承受高的载荷。（二）在较硬的基体上分布着软的质点 这类组织也具有低的摩擦系数，但其磨合性较差。三、常用的轴承合金三、常用的轴承合金（一）锡基轴承合金与铝基轴承合金（巴氏合金） 表示方法：“Z” +基体元素与主加元素的化学符号+主加元素的含量（质量分数100）+辅加元素化学符号+辅加元素的含量（质量分数100）。1锡基轴承合金（锡基巴氏合金） 以锡为基体元素，加入锑、铜等元素组成的合金。其显微组织如图9-14所示。图9-14 ZSnSb11Cu6铸造锡基轴承合金显微组织（100 x）2铅基轴承合金（铅基巴氏合金） 它是铅-锑为基的合金。铅基轴承合金的显微组织如图9-15所示。（

8、二）铜基轴承合金 铜基轴承合金有锡青铜、铅青铜等。图9-15 ZPbSb16Sn16Cu2铸造铅基轴承合金显微组织（100 x）（三）铝基轴承合金 常用的铝基合金是以铝为基体元素，锡为主加元素所组成的合金。其实际组织为硬的铝基体上分布着软的粒状锡质点，如图9-16所示。图9-16 ZAlSn20Cu铝基轴承合金的显微组织（100 x）第四节 粉末冶金材料 粉末冶金：用金属粉末（包括纯金属、合金和金属化合物粉末）作原料，经混匀压制成形和烧结制成合金材料或制品的生产过程。一、粉末冶金一、粉末冶金 牌号表示：“F”表示粉末冶金材料，后面数字与字母分别表示材料的类别和材料的状态或特性。二、二、机械制造中常用的粉末冶金材料机械制造中常用的粉末冶金材料（一）烧结减摩材料图9-17 铁基多孔轴承的显微组织（250 x）图9-18 制动器示意图1-销轴 2-制动片 3-摩擦材料4-被制动的旋转体 5-弹簧（二）烧结铁基结构