第十一章有色金属及其合金-重庆科创学院课件预案.ppt

第十一章 有色金属及其合金（Nonferrous metals and alloys) 通常把所有的非铁金属及其合金统称为有色金属。 §11－1 铜及其合金 铜的储量少，价格高，是贵重稀有金属。 铜及其合金分类：紫铜、黄铜（普通黄铜、特殊黄铜）、青铜（锡青铜、无锡青铜）、白铜。 一、紫铜（工业纯铜）（含0.1～0.5%杂质Pb、O、S、P等），纯铜外观呈紫红色，故称为紫铜。 1、一般特性 （1）熔点：1083℃； （2）在固态下无同素异构转变，面心立方； （3）比重：8.9 （4）性能：导电性、导热性（仅次于银）、好的塑性、（在大气和淡水中）耐蚀性好，但在海水中耐蚀性差。 §11-2 铝及其合金 主要特点：比重小、优良的理化性能和加工性能。 一、工业纯铝 1.主要特点: 比重小（2.7是铁的三分之一）轻； 面心立方晶格：塑性好Ψ=8%； 导热性，导电性好（仅次于Cu，Ag，Au是铜的60％），无磁性；熔点低。 在大气和淡水中耐蚀性好，易氧化形成Al2O3保护膜，不耐酸碱。 缺点: 强度低。（抗拉强度为80MPa）不能做机械的结构零件。 2 分类及牌号工业纯铝的代号是依其中的杂质的限量来编制的。冶炼产品用元素符号和数字表示（数字越大，纯度越低）。 二、铝合金 目的：提高强度。纯AL的强度低（只有80MPa)， 方法：在纯AL中，加入适量的合金元素（Cu，Mg，Si，Mn等）通过合金化及冷加工和热处理，可以使强度提高到：490～588Mpa。此外，铝合金的性能还可以通过热处理来进一步提高。铝合金的相图如右图示： §11－3 钛及其合金 一、纯钛 钛呈灰白色，熔点为1680℃，比重比铝大，但比钢轻43％。钛的强度是铝的6倍。好的耐热性（可用于500℃），也是优良的低温材料（在－253℃仍有好的塑性和韧性）。有同素异构转变。 钛的性能极易受杂质的影响。根据杂质的含量，工业纯钛分三个等级：TA1、TA2、TA3，号越大，纯度越低。用途：如TA1可用于制造船用板式换热器的传热板。 §11－4滑动轴承合金 用来制造滑动轴承瓦的合金称为轴承合金。 轴承的组成：轴承座，轴瓦，轴承盖。其中轴瓦与轴直接相接触。 轴瓦的生产：1）耐磨合金＋钢板，一起轧制； 2）在瓦壳上浇铸一层耐磨合金瓦衬。 一、对轴承合金的性能要求： （1）在工作温度下，具有足够的强度，疲劳强度和硬度；（2）摩擦系数小，耐磨性好，磨合性，亲油性，抗咬合性好； * 特点（与钢铁相比）： （1）耐蚀性好（Corrosion resistance)，钢铁如果具有的话，需要加入昂贵的金属：Cr，Ni等。 （2）容易加工（ease of fabrication）； （3）高的导电及导热性（high electrical and thermal conductivity）（Cu、Al）； （4）重量轻 （light in weight) 航空机械，飞机等（Al、Ti）； （5）有色泽 （color)。 几乎所有的金属都具有以上五条中的2条以上。目前，其消耗量占金属材料的5％左右。 2、牌号及用途 紫铜共有4个牌号：T1（99.95%）；T2（99.90%）；T3（99.70%）；T4（99. 50%）。 用途：柴油机润滑油管路；小柴油机的高压油管，密封垫片。不能作结构材料。 3、热处理 加工硬化：反复冷变形（锤击等）后，会显著硬化，强度从240 提高到400～500，塑性?由45％下降到5％。 缺点：强度低，形变强化，塑性降低。 二、黄铜 铜与锌的合金，或以锌为主要合金元素的铜合金，按化学成分分两类： 1. 普通黄铜（Cu-Zn合金） 1）成分与组织 一般Zn%47%。 当Zn%39%时，组织为α相，单相黄铜； 当Zn%:39～45%时，组织为α+ β（硬而脆）相，两相黄铜； 2）牌号，性能及用途 如属压力加工普通黄铜：用代号“H”+Cu的％表示，如H62，表示含铜量为62％的普通黄铜，用于制造垫圈、弹簧、各种铜网等。 ★?? 若属铸造普通黄铜：用“Z”+CuZn+锌的％表示，如ZCuZn38，用于制造一般结构件、耐蚀件、弹簧等。 性能:铸造性好，塑性好，耐蚀性好，可切削加工性差。 缺陷: （1） 脱锌:黄铜表面氧化膜破坏后，锌被溶解，表面残存一层多孔（海绵状）的纯铜。 （2）季裂(应力腐蚀开裂):冷加工零件有残余应力，在海水( 氨)的情况下，造成晶间腐蚀，自动开裂。当锌含量超过20％时，最易发生。 用低温退火（260～300℃，1～3小时）消除。 2 .特殊黄铜: 在普通黄铜的基础上加入合金元素(Al、Mn、Si、Pb等)。目的：提高机械性