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第七章 铸铁及非铁金属材料 1 铸铁 一 铸铁的石墨化 ①两种相图 在铁碳合金中，碳可以以三种形式存在： 一是固溶在F、A中， 二是化合物态的渗碳体(Fe3C)， 三是游离态石墨（G）。 渗碳体为亚稳相，在一定条件下能分解为铁和石墨（Fe3C→3Fe+C）。石墨为稳定相，其强度、硬度和塑性都很差。因此存在两种铁碳合金相图：Fe-Fe3C和Fe-G 铸铁的石墨化程度与其组织之间的关系（以共晶铸铁为例） 二、铸铁的特点及分类 工业上使用的铸铁主要是灰口铸铁。 1、铸铁的组织特点 钢的基体+G（石墨） 基体组织有铁素体、珠光体和铁素体加珠光体三种。 ⑵ 耐磨性能好。由于石墨本身有润滑作用。 ⑶ 消振性能好。由于石墨可以吸收振动能量。 ⑷ 铸造性能好。由于铸铁硅含量高, 成分接近于共晶. ⑸ 切削性能好。由于石墨使车屑容易脆断，不粘刀。 3、铸铁的分类与牌号表示方法 铸铁的分类与牌号表示方法（续） 铸铁的分类 工业铸铁的成分范围与组织 2 非铁金属材料 有色金属的产量和用量不如黑色金属多，但由于其具 铝及铝合金 铝合金 常用铝合金 铝合金的牌号、性能及用途 1、变形铝合金 ⑴ 变形铝及铝合金牌号表示方法 根据国标规定 ，变形铝及铝合金可直接引用国际四位数字体系牌号或采用国标规定的四位字符牌号。 GB 3190-82中的旧牌号仍可继续使用，表示方法为: ? 防锈铝合金：LF+序号 ? 硬铝合金： LY +序号 ? 超硬铝合金：LC +序号 ? 锻铝合金： LD +序号 ⑵ 常用变形铝合金 ① 防锈铝合金 主要是Al-Mn和Al-Mg系合金。 Mn和Mg主要作用是 常用的Al-Mn系合金有 LF21（ 3A21 ），其抗蚀性和强度高于纯铝，用于制造油罐、油箱、管道、铆钉等需要弯曲、冲压加工的零件。 常用的Al-Mg系合金有 LF5（ 5A05 ），其密度比纯 ② 硬铝合金 主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量Mn。 可进行时效强化，也可进行变形强化。 强度、硬度高，加工性能好，耐蚀性低于防锈铝。 ③ 超硬铝合金 属Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量Cr和Mn。 时效强化效果超过硬铝合金. 热态塑性好，但耐蚀性差。常用合金有 LC4 (7A04 )、LC9 (7A09 )等，主要用于工作温度较低、受力较大的结构件, 如飞机大梁、起落架等. ④ 锻铝合金 Al-Cu-Mg-Si系合金 可锻性好，力学性能高，用于形状复杂的锻件和模锻件，如喷气发动机压气机叶轮、导风轮等. 2、铸造铝合金 包括： Al- Si系： 代号为ZL1+两位数字顺序号 Al-Cu系：代号为ZL2+两位数字顺序号 Al-Mg系：代号为ZL3+两位数字顺序号 Al-Zn系： 代号为ZL4+两位数字顺序号 ⑴ Al-Si系铸造铝合金 在普通铸造条件下， ZL102组织几乎全部为共晶体，由粗针状的硅晶体和?固溶体组成，强度和塑性都较差。生产上通常用钠盐变质剂进行变质处理，得到细小均匀的共晶体加一次?固溶体组织，以提高性能。 加入其他合金元素的铝硅铸造合金称复杂(或特殊)硅铝明。 Al-Si系铸造铝合金的铸造性能好，具有优良的耐蚀性、耐热性和焊接性能。 ⑵ Al-Cu系铸造铝合金 这类合金的耐热性好，强度较高；但密度大，铸造性能、耐蚀性能差，强度低于Al-Si系合金。 ⑶ Al-Mg系铸造铝合金 这类合金的耐蚀性好，强度高，密度小；但铸造性能差,耐热性低。 ⑷ Al-Zn系铸造铝合金 这类合金的铸造性能好，强度较高，可自然时效强化；但密度大，耐蚀性较差。 铜及铜合金 表1-20 常用的铜合金的牌号、性能及用途 常用硬铝合金如LY11 (2A11)、 LY12 (2A12)等，用于制造冲压件、模锻件和铆接件，如螺旋桨、梁、铆钉等. 飞机翼梁(腹板为硬铝合金) 飞机主起落架 压气机叶片 Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻铝合金 常用牌号有LD7 (2A70)、LD8(2A80)、LD9(2A90)等 。用于制造150 ~225℃下工作的零件，如压气机叶片、超音速飞机蒙皮等。 美F-117隐身战斗机(所用材料大部分是铝合金) 高比强铝合金机翼 又称硅铝明。其中ZL102(ZAlSi12)是含12%Si的铝硅二元合金，称为简单硅铝明. 577℃ 12.7% 未变质处理 经变质处理 ZL102的铸态组织 活塞(裙部为铝硅合金) 用于制造飞机、仪表、电动机壳体、汽缸体、风机叶片、发动机活塞等。 汽缸头 常用代号有ZL201 (ZAlCu5Mn)、ZL203 (ZAlCu4)等。主要用于制造在较高温度下工作的高强零件，如内燃机汽缸头、汽车活塞等。 常用代号为ZL301(ZAlMg10)、