工程材料教学课件机制用

工程材料教学课件机制用第一页，共二十五页，2022年，8月28日②变形铝：按GB/T16474-1996规定最低铝百分含量中小数点后面两位数字原始纯铝的改型情况，A为原始纯铝，其它字母为原始纯铝的改型如：1A30表示Al=99.30%的原始纯铝①铸造纯铝：按GB/T8063-94规定

铝的百分含量如：ZAl99.5表示Al=99.5%的铸造纯铝2、分类及牌号

ZAl××１＋字母＋数字第二页，共二十五页，2022年，8月28日二、铝合金1、分类

根据铝合金的成分和加工成形特点，可将铝合金分为形变铝合金和铸造铝合金两大类2、热处理①退火

形变铝合金的退火:

消除应力,硬度不变；消除加工硬化,降低硬度,便于冷塑性加工。

铸造铝合金的退火:

消除应力；均匀成分。

第三页，共二十五页，2022年，8月28日②淬火和时效强化

将铝合金加热到单相区保温后，快速冷却使第二相来不及析出，得到过饱和不稳定的单一固溶体的热处理工艺称淬火。（固溶处理）

将过饱和固溶体在室温放置或加到某一温度保温，随时间的延长，其强度和硬度升高，塑性和韧性下降的现象称为时效强化。

在室温下进行的时效成为自然时效，在加热条件下（100～200℃）进行的时效称为人工时效第四页，共二十五页，2022年，8月28日×+字母+××顺序号A为原始纯铝，其它字母为改型2～8依次是Cu、Mn、Si、Mg、Mg+Si、Zn，其它元素

牌号如：2A11表示以铜为主要合金元素的形变铝合金。3、常用的铝合金①形变铝合金(deformationaluminumalloy)

种类及应用1）防锈铝3A21（LF21）：Al-Mn系5A05（LF5）：Al-Mg系第五页，共二十五页，2022年，8月28日2）硬铝Al-Cu-Mg系

经淬火+时效处理后具有较高的强度和硬度(400MPa），但耐蚀性不高(包铝)，用作飞机构架、螺旋桨、叶片等。

不能用热处理强化，用冷变形强化。具有良好的塑性、耐蚀性及焊接性。用于制造受力不大、经冲压或焊接制品的零件，如各种容器、油箱、导管、线材等。2A11（LY11）标准硬铝2A12（LY12）高合金硬铝2A01（LY1）低合金硬铝（铆钉铝）第六页，共二十五页，2022年，8月28日第七页，共二十五页，2022年，8月28日3）超硬铝Al-Cu-Mg-Zn系，

经淬火+人工时效后达到最高的硬度和强度（600MPa)。但耐蚀性较差(包铝)，主要用在受力大的构件中，如大梁、桁架、翼肋、起落架和活塞等。7A04（LC4）、7A06（LC6）第八页，共二十五页，2022年，8月28日4）锻铝Al-Mg-Si-Cu压气机叶片

经淬火+时效处理后强度可与硬铝媲美，锻造性能好，用于制造棒材和模段件中，如发动机叶片等。2A50（LD5）、2A70（LD7）、2A14（LD10）②铸造铝合金

(castaluminumalloy)ZL×××

代号及牌号代号：顺序号合金类别（1-铝硅合金；2-铝铜合金；3-铝镁合金；4-铝锌合金）第九页，共二十五页，2022年，8月28日种类及应用1）Al-Si系合金(ZL101～ZL109)

如ZL102表示2号Al-Si系铸造铝合金。如ZAlSi12表示Si=12%的Al-Si系铸造铝合金。牌号：ZAl＋主要合金化学元素符号＋合金元素含量。

铸造性能好，密度小，具有优良的耐蚀性、耐热性和焊接性。用于制造低、中等强度形状复杂的零件，如飞机、仪器、仪表、抽水机壳体、内燃机活塞、汽缸体等零件。铝合金发动机汽缸体和缸盖第十页，共二十五页，2022年，8月28日2）Al-Cu系合金(ZL201～ZL202)

活塞(裙部为铝硅合金)有较高的强度、塑性及耐热性,但铸造性能和耐蚀性较差，密度大。用于制造较高温度下工作的要求高强度的零件，如气缸头、活塞、挂架梁、支臂等。汽缸头第十一页，共二十五页，2022年，8月28日3）Al-Mg系合金(ZL301、ZL303)4）Al-Zn系合金(ZL401、ZL402)

有较高的强度、韧性及耐蚀性,密度小，但铸造性能和耐热性较差，用于制造在腐蚀介质下工作的承受一定冲击载荷的形状比较简单的零件，如舰船配件等。鼓风机用密封件(ZL102)及抗空架件(ZL301)

铸造性能好,经变质处理和时效处理后,强度高,但密度大，耐蚀性差。用于制造受力较小、形状复杂的汽车、飞机、仪器等零件。大型空压机活塞(ZL401)第十二页，共二十五页，2022年，8月28日7.2铜及其合金一、纯铜（外观呈紫红色,故又称紫铜）⑤塑性极好,并有良好的低温韧性,可以进行冷、热压力加工，但强度低。主要用于导电、导热及兼有耐蚀性的器材和作为配制铜合金的原料。①相对密度为8.9,熔点为10830C；②导电性和导热性优良；④具有面心立方晶格,无同素异构转变，只能以冷作硬

化的方式进行强化③抗大气腐蚀性好;1、特点及应用第十三页，共二十五页，2022年，8月28日加工产品：代号有T1、T2、T3、T4未加工产品：代号有Cu-1、Cu-2后面数字均为顺序号二、铜合金1、铜合金的分类黄铜:Cu–Zn白铜:Cu–Ni青铜:除黄铜和白铜外的所有铜合金。2、常用的铜合金1）黄铜(brass)2、分类及代号

第十四页，共二十五页，2022年，8月28日①普通黄铜

Cu-Zn(commonbrass)××Cu%Cu=70%耐蚀性优于钢铁，主要用于机械制造、电气部门的一些零件，如弹壳、冷凝器管、散热器、垫圈、弹簧、螺钉等。黄铜H如：H70黄铜的力学性能与含锌量的关系α相：Zn在Cu的固溶体β相：电子化合物Cu-Zn为基的固溶体第十五页，共二十五页，2022年，8月28日

常用的黄铜金奖黄铜——H90弹壳黄铜——H70(H68)日用黄铜——H62(H59)法兰阀闸阀冷凝器管弹壳第十六页，共二十五页，2022年，8月28日××黄铜H主加元素化学符号MeMe%×Cu%HPb59-1Pb=1%Cu=59%铅黄铜②特殊黄铜

(specialbrass)

特殊黄铜是指在黄铜中加入Al、Fe、Si、Cr、Ni、Sn、Mn等元素所形成的合金，具有更高的强度、硬度、耐蚀性和良好的铸造性能。第十七页，共二十五页，2022年，8月28日铅黄铜铅的加入可改善切削加工性和耐磨性，用于制造钟表中的一些零件、轴瓦衬套等。铝黄铜铝的加入在提高强度、硬度、耐蚀性的同时还可以减少黄铜的自裂倾向，用于海洋机械以及耐蚀零件当中。硅黄铜硅的加入可以改善铸造性能，提高强度和耐蚀性，用于船舶、化工机械。第十八页，共二十五页，2022年，8月28日2）青铜

(bronze)①锡青铜(普通青铜Cu-Sn)(tinbronze)锡青铜的力学性能与含锡量的关系如右图所示。QSn4-3Zn=3%Sn=4%锡青QSn××Me′%Me%锡青第十九页，共二十五页，2022年，8月28日②无锡青铜

(tin–freebronze)

铝青铜：易获得致密的铸件，强度、硬度、耐磨性和耐蚀性比黄铜和锡青铜高，相对价廉，常用于制造齿轮、蜗轮轴套、弹簧以及船用设备中一些耐磨、耐蚀件。其牌号如QAl5，表示含铝量5%，余为含铜量的铝青铜。

锡青铜的铸造收缩率小，流动性差，在氨水、盐酸、硫酸中耐腐蚀差，但在大气、海水、淡水和无机盐类溶液中的耐腐蚀优于黄铜，主要用于制造形状比较复杂、耐蚀性好、致密度要求不高的铸件。

铍青铜：具有高的强度、硬度、弹性、疲劳强度和耐蚀性以及良好的导电性、导热性和受冲击时不起火花等优点，用于制造各种精密仪器、仪表中的重要弹簧、膜片及第二十页，共二十五页，2022年，8月28日其他弹性元件；还可用于制造特殊要求的耐磨件，如齿轮、罗盘、衬套以及防爆工具和电接触器等。其牌号如QBe2，表示含铍量2%、余为铜的铍青铜。3、铸造铜合金的牌号表示法ZCu＋主加元素化学符号及含量＋其它合金元素化学符号及含量第二十一页，共二十五页，2022年，8月28日7.3轴承合金(bearingalloy)一、定义轴承合金是用来制造滑动轴承中的轴瓦及内衬的合金。各类型轴瓦第二十二页，共二十五页，2022年，8月28日三、性能要求

4）导热性和低的膨胀系数，以防温升和轴的咬合。1）足够的抗压强度、硬度和疲劳强度，以承受较高的载荷；2）足够的塑性与韧性，以抵抗冲击和震动；3）良好的磨合性和小的摩擦系数，并能储油以减少轴的磨损；支撑轴高速旋转，强烈摩擦