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河北工业大学 材料学院 武建军 第八章 有色金属与合金 铝合金 铜合金 轴承合金 1 铝及合金 1.1铝及铝合金的特性 比重小，比强度高；ρ纯铝=2.7g/cm3 优良的物理、化学性能； i 导电性好，仅次于Ag, Cu, Au； ii 极好的抗大气腐蚀能力； iii 非磁性，即磁化率极低。 加工性能良好： i 塑性好，可冷成形； ii 切削性能好； iii铸造铝合金铸造性能极好。 1.2 铝合金的分类与牌号 纯铝主要用作合金原料、导线、电容器等 根据铝合金的成分和生产加工方法的不同，可以把铝合金分为变形（或形变）铝合金和铸造铝合金两类。 变形铝合金的牌号 第一位数字表示铝合金组别 变形铝合金的旧牌号 变形铝合金按照性能特点分为 LF+数字：防锈铝合金； LY+数字：硬铝合金； LC+数字：超硬铝合金； LD+数字：锻铝合金； 后边的数字为顺序号。 铸造铝合金的牌号 按照GB8063规定，铸造铝合金牌号用化学元素及数字表示，数字表示该元素的平均含量。 例如ZAlSi7Mg表示铸造铝合金，平均含硅量为7％，平均含镁量小于1％。在牌号的最前面用“Z”表示铸造。 另外还用合金代号表示， 优质合金在数字后面附加字母“A”。 铸造铝合金的代号 铸造铝合金包括 ZL1××：Al-Si合金； ZL2××：Al-Cu合金； ZL3××：Al-Mg合金； ZL4××：Al-Zn合金。 合金代号由字母“ZL”、及其后的三位数字组成。ZL后面第一个数字表示合金系列，其中1、2、3、4分别表示铝硅、铝铜、铝镁、铝锌系列合金，ZL后面第二位、第三位两个数字表示顺序号。 1.3 铝合金的强化 1、固溶强化；如Cu, Mg, Zn, Si, Mn等加入可形成有限固溶体。 2、时效强化：经长时间室温停留或加热至100-200℃一定时间保温后，在母相固溶体的一定晶面上出现一个原子层厚度的铜或其它原子的偏聚区，偏聚区边缘发生晶格略变，阻碍位错运动，因而合金强度，硬度提高。 3、第二相强化和细晶强化； 4、冷变形强化。? 变形铝合金及应用 变形铝合金及应用 1.5 铸造铝合金Al-Si系铸造铝合金 Al-Si系铸造铝合金俗称硅铝明，是一种应用最广的铸造铝合金。这类合金具有优良的铸造工艺性能，收缩率较小，强度中等，并可以焊接，适于铸造在常温下工作、形状复杂的零件，如风冷发动机的气缸头、机匣、液压泵壳体等 。 加入其他合金元素Cu、Mg、Mn构成特殊硅铝明，以及孕育处理可以提高强度。 常用牌号：ZL101，ZL102，ZL105，ZL108等 Al-Cu系铸造铝合金 这类合金的耐热性高，但铸造性能和耐蚀性较差，易产生热裂和缩松。 由于铜在铝中具有较大固溶度，固溶时效强化。 多用来制造在200~300℃条件下工作，要求强度比较高的零件，如内燃机汽缸头、活塞等。 如ZL201，ZL202等。 其它铸造铝合金 Al-Mg系铸造铝合金密度小、强度高、耐蚀性好，具有良好的切削性能；但铸造性能和耐热性能差。 Al-Zn系铸造铝合金价格便宜，具有良好的铸造性能。在铸态下有较高的机械强度，缺点是耐蚀性差。ZL401可制作低于200℃工作，结构形状复杂的汽车、飞机零件 2 铜合金 2.1 铜及铜合金的特性 （1）优异的物理化学性能：导电性、导热性好；抗蚀能力高；铜（紫铜）抗磁性； （2）良好的加工性能：塑性好，铸造性能好； （3）特殊机械性能：减摩性耐磨性好，高的弹性极限和疲劳极限； （4）色泽美观 2.2 铜合金的分类 按照主加合金元素，分为 黄铜：主加Zn，特殊黄铜、普通黄铜 白铜：主加Ni 青铜：主加Zn，Ni以外的元素 按照成型方法，分为 变形铜合金,如H96，HSn62-1 铸造铜合金：如ZCuZn38 常用黄铜 3 轴承合金 轴承合金是用来制造滑动轴承中的轴瓦及内衬的合金。 由于轴是机器的重要零部件，加工复杂、价格较贵，所以要求轴承合金的硬度比轴颈的硬度要低得多。 滑动轴承合金按其主要化学成分可分为锡基、铅基、铝基、铜基和铁基轴承合金。工业上应用最广的轴承合金是锡基和铅基轴承合金(又称为巴氏合金)。 锡基和铅基滑动轴承合金的牌号为：ZCh+基体元素符号+主加元素符号+主加元素含量+辅加元素含量，其中“Z”和“Ch”分别是“铸”和“承”的汉语拼音字首，如ZChSnSb11-6，表示含wSb=11%，wCu=6%的锡基铸造轴承合金。 §3 轴承合金 一、锡基和铅基轴承合金(耐磨机理) 锡基和铅基轴承合金都属于软基体加硬质点型的合金，熔点都较低。由于它们的强度都较低，因此生产上常采用离心浇注法，将它们镶铸在低碳钢轴瓦（常用08钢）上，形成一层薄而均匀的内衬，以提高承载能力及使用寿命。 一、锡基和铅基轴承合金（锡基） 锡基轴承合金是以S