有色金属及其合金课件

1、第八章有色金属及其合金第一节铝及铝合金第二节铜及铜合金第三节轴承合金第四节粉末冶金与硬质合金返回第一节铝及铝合金一、纯铝铝在地壳中储量丰富. 占地壳总质量的. 居所有金属元素之首.纯铝的主要用途是: 代替较贵重的铜. 制作导线. 配制各种铝合金以及制作要求质轻、导热或耐大气腐蚀的器皿等.工业上使用的纯铝. 其纯度为. . 牌号有、 和.后面的数字表示纯度. 数字越大. 纯度越低.二、铝合金通过向铝中加入一定量的合金元素(如硅、铜、锰等). 并进行冷变形加工或热处理下一页返回第一节铝及铝合金可大大提高其力学性能. 其强度甚至可达到钢的强度指标. 可达 . 可用于制造承受较大载荷的机器零件和构件.

2、 因此. 铝合金广泛应用于民用与航空工业. 铝合金的分类根据铝合金的成分及生产工艺特点. 可将铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两大类. 铝合金的时效强化铝合金的热处理与钢的不同. 钢主要是通过控制同素异构转变来改变性能. 如淬火后由奥氏体转变为马氏体. 从而使钢的强度和硬度提高. 而塑性下降. 通过回火. 又使强度和硬度下降而塑性上升. 铝合金则不同. 从相图可以看出. 上一页下一页返回第一节铝及铝合金它是通过固溶 时效处理来改变性能的.铝合金的热处理主要应用于可以热处理强化的变形铝合金. 将铝合金加热到稍稍超过固溶线. 保温适当时间. 可得到均匀的单相 固溶体. 然后在水中快速冷却. 使第二

3、相来不及析出. 结果在室温下获得过饱和 固溶体组织. 这就是固溶处理. 是热处理的第一步.在室温下. 这种 固溶体是过饱和的、不稳定的组织. 有分解出第二相过渡到稳定状态的倾向. 所以接着进行热处理的第二步.上一页下一页返回第一节铝及铝合金如果合金在室温下放置很长时间. 或在一定温度下保持足够时间. 由于不稳定固溶体在析出第二相过程中会导致晶格畸变. 从而使合金的强度和硬度得到显著提高. 而塑性则明显下降. 铝合金固溶处理后的性能随时间延长而发生强化的现象. 称为时效或时效强化.合金在室温下搁置所产生的时效称自然时效. 在高于室温的某一温度范围( ) 发生的时效称为人工时效. 时效温度越高.

4、则时效的过程越快. 但强化的效果越小. 固溶时效处理是铝合金的主要强化手段. 也是一种重要的热处理方法. 在其他有色金属和高温合金中都有很广泛的应用. 是金属中的重要强化手段之一.上一页下一页返回第一节铝及铝合金三、变形铝合金不可热处理强化的变形铝合金主要有防锈铝合金. 可热处理强化的变形铝合金主要有硬铝、超硬铝和锻铝合金. 防锈铝合金()防锈铝合金用“铝防” 汉语拼音字首“” 加顺序号表示. 属 系合金及 系合金. 加入锰主要用于提高合金的耐蚀能力和产生固溶强化. 加入镁起固溶强化作用和降低密度. 防锈铝合金强度比纯铝的高. 并有良好的耐蚀性、塑性和焊接性. 但切削加工性较差. 这类合金不能

5、进行热处理强化. 而只能进行冷塑性变形强化. 防锈铝合金主要用于制造构件、容器、管道、蒙皮及需要拉伸、弯曲的零件和制品.上一页下一页返回第一节铝及铝合金.硬铝合金()硬铝合金用“铝硬” 的汉语拼音字首“” 加顺序号表示. 属 系合金.加入铜和镁是为了在时效过程中产生强化相. 这类合金既可通过热处理(时效处理) 强化来获得较高的强度和硬度. 还可以进行变形强化. 硬铝在航空工业中获得了广泛的应用. 如用做飞机构架、螺旋桨、叶片等. 但其抗蚀性较差.上一页下一页返回第一节铝及铝合金. 超硬铝合金()超硬铝代号用“铝超” 的汉语拼音字首“” 加顺序号表示. 属 系合金.这类合金经淬火加人工时效后.

6、可产生多种复杂的第二相. 具有很高的强度和硬度. 切削性能良好. 但耐腐蚀性较差. 常用做飞机上的主要受力部件. 如大梁桁架、加强框和起落架等.锻铝合金()锻铝合金用“铝锻” 的汉语拼音字首“” 加顺序号表示. 属 系合金.元素种类多. 但含量少. 因而合金的热塑性好. 适于锻造. 故称锻铝. 锻铝通过固溶处理和人工时效来强化. 主要用于制造外形复杂的锻件和模锻件.上一页下一页返回第一节铝及铝合金四、铸造铝含金铸造铝合金可分为四大类: 系、 系、 系和 系. 其中 系合金具有良好的力学性能和铸造性能. 应用最广.上一页返回第二节铜及铜合金一、纯铜纯铜又称紫铜. 因纯铜是用电解法获得的. 故又称

7、电解铜. 其密度为. / . 熔点为 . 固态时晶体结构为面心立方晶格. 无同素异构转变.纯铜的强度低. 为 . 塑性高. 为 . 便于承受冷、热锻压加工.纯铜的化学稳定性较高. 在大气、水蒸气、水和热水中基本不受腐蚀. 在海水中易受腐蚀.纯铜具有很高的导电、导热性. 其导电性仅次于银. 居第二位. 故在电器工业和动力机械中得到广泛的应用.下一页返回第二节铜及铜合金 如用来制造电导线、散热器、冷凝器等.工业纯铜一般被加工成棒、线、板、管等型材. 用于制造电线、电缆、电器零件及熔制铜合金等. 根据杂质的含量. 工业纯铜可分为四种: 、. “” 为铜的汉语拼音字首. 数字序号越大. 铜的纯度越低.

8、二、铜合金纯铜的强度低. 不适于制作结构件. 为此常加入适量的合金元素制成铜合金. 铜合金是工业生产中广泛使用的有色金属材料. 按化学成分的不同. 铜合金可分为黄铜、青铜和白铜. 一般机械工业中应用较多的是黄铜、青铜. 而白铜主要是制造精密机械与仪表的耐蚀件及电阻器、热电偶等.上一页返回第三节轴承合金一、对轴承合金的性能要求有足够的强度和硬度. 以便承受轴颈施加的较大压力. 有足够的塑性和韧性. 以抵抗冲击和振动.具有良好的减磨性. 摩擦系数小. 耐磨性好. 蓄油性好. 以保证轴承在较好的润滑条件和低的摩擦系数下工作.有良好的耐蚀性、导热性和较小的膨胀系数. 以防与轴发生咬合.加工工艺性好.

9、容易制造. 价格低二、轴承合金的组织为保证上述性能要求. 轴承合金应具理想的组织. 即在软的基体上分布着硬质点.下一页返回第三节轴承合金轴承工作时. 软基体很快磨损而凹下. 以便储存润滑油. 使轴与轴瓦间形成连续油膜.硬质点突出于表面以承受载荷. 并抵抗自身的磨损. 属于这类组织的有锡基、铅基轴承合金. 但这种组织难以承受高的载荷.还有一类轴承合金的组织. 是在硬的基体上分布着软的质点. 也具有低的摩擦系数. 而且能承受较高的载荷. 但其磨合性较差. 属于这类组织的轴承合金有铜基、铝基等轴承合金.三、常用轴承合金常用的轴承合金有锡基与铅基轴承合金、铜基轴承合金、铝基轴承合金等.上一页返回第四节

10、粉末冶金与硬质合金一、粉末冶金简介粉末冶金是利用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物) 作原料. 将几种粉末混匀压制成型. 并经过烧结而获得材料或零件的加工方法. 近二三十年来. 粉末冶金得到迅速的发展. 粉末冶金法在机械、冶金、化工、交通运输、轻工、原子能、电子、遥控、火箭、宇航等部门得到越来越广泛的应用.粉末冶金法和金属熔炼法与铸造方法有根本的不同. 其生产过程包括粉末的生产、混料、压制成型、烧结及烧结后的处理等工序. 用粉末冶金方法不但可以生产多种具有特殊性能的金属材料.下一页返回第四节粉末冶金与硬质合金 如硬质合金、难熔金属材料、无偏析高速钢、耐热材料、减磨材料、热交换材料、摩擦材

11、料、磁性材料及核燃料元件等. 而且还可以制造很多机械零件. 如齿轮、凸轮、轴套、衬套、摩擦片、含油轴承等. 与一般零件的生产方法相比. 它具有少切削或无切削、生产率高、材料利用率高、节省生产设备和占地面积小等优点.由于压制设备吨位及模具制造的限制. 目前粉末冶金法还只能生产尺寸有限和形状不很复杂的工件.上一页下一页返回第四节粉末冶金与硬质合金二、硬质合金硬质合金是以碳化钨()、碳化钛() 等高熔点、高硬度的碳化物的粉末和起黏结作用的金属钴粉末经混合、加压成型、再烧结而制成的一种粉末冶金制品. 因其工艺与陶瓷烧结相似. 所以也称金属陶瓷硬质合金或烧结硬质合金. 硬质合金具有高硬度( )、高热硬性(可达 )、高耐磨性和较高抗压强度. 用它制造刀具. 其切削速度、耐磨性与寿命都比高速钢的高. 硬质合金通常制成一定规格的刀片. 装夹或镶焊在刀体上使用. 它还用于制造某些冷作模具、量具及不受冲击、振动的高耐磨零件.目前. 常用的硬质合金有金属陶瓷硬质合金和钢结硬质合金.(一) 金属陶瓷硬质合金上一页下一页返回第四节粉末冶金与硬质合金. 钨钴类硬质合金.钨、钴、钛类硬质合金. 通用硬质合金(二) 钢结硬质合金钢结硬质合金是以一种或几种碳化物(如、) 为强化