第一章工程材料基础-机械制造基础.ppt

2.铝及铝合金 1）工业纯铝。 其熔点为660.370C，密度为2.7g/cm3，为面心立方晶格，呈银白色。强度（=80—100MPa）和硬度(20HBS)很低，塑性(=80%)很高，有良好的导热导电性。工业纯铝为L1-L7，其顺序数越大，纯度越低。 2）铝合金。 由于纯铝的强度低，不宜作承力结构材料，向纯铝中加入适量的硅、铜、镁、锌、锰等元素，通过固溶强化，沉淀硬化及组织强化，而得到的高强度合金。 铝合金的分类：根据铝合金的成分以及生产工艺特点，铝合金可分为形变铝合金和铸造铝合金。铝合金的一般类型相图如图1-28所示，在D点以左的合金，在加热到DF线以上时，得到单相固溶体组织，塑性好，适于压力加工，故称形变铝合金；成分在F点以左的合金，冷却时组织不随温度变化，故不能热处理强化，因而称为热处理不能强化铝合金；在D点以右为铸造铝合金。 形变铝合金：在加热时能形成单相的固溶体，塑性很好，适于冷热压力加工的铝合金。又可分为：热处理不能强化的铝合金和热处理能强化的铝合金。 图1-28铝合金状态图的一般类型 铸造铝合金：含有低熔点的共晶体，液态流动性较高，适于铸造的铝合金。它具有良好的力学性能，抗蚀性及良好的工艺性能。而且生产工艺较为简便，成本较低。用途较广。其合金代号为ZL+三位数字，第一位为合金系，1位铝硅系，2位铝铜系，3位铝镁系，4位铝锌系，后两位为顺序号。 1.4.3 非金属材料 通常认为除金属材料以外的材料都是非金属材料，主要有高分子材料、陶瓷材料 。 1.塑料 塑料以有机合成树脂为主，加入适量的添加剂，在一定温度和压力作用下加工成形的玻璃态高分子材料。 塑料的组成：合成树脂和某些添加剂。 树脂：它是低分子化合物经聚合反应形成的高分子化合物，是塑料的主要成分。其种类、性质、含量等对塑料的性能起决定作用。塑料多以树脂来命名。 添加剂：是在塑料中，有目的加入的某些固态物质，以弥补树脂自身性能的不足。 1）填料，为增加塑料的强度而加入的，如木粉、高岭土、石墨等。 2）增塑剂，使大分子链的距离拉开，降低分子间的作用力，增加柔顺性，如甲酸酯类化合物。 3）固化剂，在高聚物中生成横跨链，使分子交联，树脂由线型结构变成体型结构，如乙二胺。 4）稳定剂，又称防老化剂，一般加入量在千分之几，防止过早老化的作用，如硬脂酸钙。 5）其它，按性能要求加入一定量的润滑剂、染料、发泡剂、阻燃剂等。 塑料的分类： 1）按热性能分为热塑性塑料和热固性塑料。 热塑性塑料：加热软化，可熔成粘稠状的液体，冷却时硬化成所需的形状。再加热时又重新软化。如聚氯乙烯，聚酰胺等。 热固性塑料：树脂受热先软化，继续加热又硬固化，大分子由线型结构变成体型网状结构，固化后加热则不再软化。如酚醛塑料。 2）按应用范围分：通用塑料、工程塑料、特种塑料。 2.橡胶 橡胶是指在很宽的温度范围（-50～1500C），均处于高弹态，在很小的力作用下可发生很大的弹性变形，外力去除后能瞬间恢复原来的状态的经过硫化，并加入了配合剂的高分子材料。 橡胶的组成：生产中把未经硫化的天然胶与合成胶称为生胶，硫化后的胶称为橡胶。为提高橡胶制品的性能，常添加各种配合剂。 1）硫化剂。使生胶分子相互交联成为网状结构，天然橡胶中常加硫磺，合成橡胶则还要加入过氧化物及金属氧化物。 2）促进剂。常选用有机化合物，以缩短硫化时间，降低硫化温度。 3）软化剂。常选用硬脂酸，精制蜡、凡士林等，增加橡胶的塑性，改善粘附力，降低硬度和提高耐寒性。 4）补强剂。常选用碳黑、白碳黑，以提高强度，硬度，增强耐磨性。 橡胶的分类：按来源分为天然橡胶和合成橡胶两大类。 常用橡胶有：天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶。特种橡胶有：聚胺脂橡胶、硅橡胶等。 3.陶瓷 陶瓷是陶器和瓷器的总称，发展到近代泛指全部硅酸盐材料，而现代则扩展到所有无机非金属材料。它与金属材料，高分子材料构成三大固体材料。 陶瓷是由金属元素和非金属元素的化合物构成的多晶材料，其显微组织是由晶相、玻璃相、气相组成的。 陶瓷生产工艺特点：先成形，后烧结。如传统陶瓷选用天然原料，粘土，高岭土等，经粉碎，成形，干燥，烧结而成。 常用工业陶瓷的分类： 1）普通陶瓷。粘土类陶瓷，以高岭土、长石、石英为原料制成，产量大，应用广，如日用陶瓷、瓷器，建筑业等。 2）氧化铝陶瓷。 以Al2O3位主要成分的陶瓷，也称高铝陶瓷。其熔点高，耐高温，并有较高的强度、硬度及耐磨性，但脆性大。用于制造耐高温材料、刀具材料和