非铁金属材料与粉末冶金材料课件.ppt
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1、5.1铝及铝合金,5.2铜及铜合金,5.3其他非铁金属材料,5.4滑动轴承合金,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料,5.5粉末冶金材料,docin/sundae_meng,5.1铝及铝合金 5.2铜及铜合金 5.3其,本章重点内容,学习目的,通过本章的学习,了解粉末冶金方法及滑动轴承合金的组织特征;掌握常用铝合金、铜合金、硬质合金牌号、性能、用途及强化方法。,常用铝合金、铜合金、硬质合金牌号、性能、用途及强化方法。,docin/sundae_meng,本章重点内容学习目的通过本章的学习,了解粉末冶金方法及滑动轴,5.1 铝及铝合金,5.1.1 工业纯铝,纯铝中含有Fe、Si、Zn等元素时,会使
2、性能下降。,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1铝及铝合金,1,第5章,docin/sundae_meng,5.1 铝及铝合金 5.1.1 工业纯铝,铝(铝合金)的特点,密度低、比强度高,纯铝的密度只有2700kg/m仅为铁的1/4。,优良的物理、化学性能。导电性能好、磁化率低、耐腐蚀等。,加工性能好,铸造性能好,易于塑性变形,经热处理后还具有很高的强度。,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1.1工业纯 铝,2,纯铝的强度低,不能用作结构材料,铝合金,纯铝通常制成管、棒、箔等型材,配制合金和脱氧剂、电线、电缆等。,3,第5章,docin/sundae_meng,铝(铝合金)的特点
3、密度低、比强度高,纯铝的密度只,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1.2铝合金,3,5.1.2 铝合金,1.铝合金的分类,根据合金元素的含量和加工工艺性能特点,铝合金可分为变形铝合金和铸造铝合金。请点击,(1),变形铝合金,不可热处理强化铝合金防锈铝,可热处理强化铝合金硬铝、超硬铝和锻铝,(2),变形铝合金,铸造铝合金,具有共晶组织,塑性较差,但熔点低,流动性好,第5章,docin/sundae_meng,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1.,(1)铝合金的时效强化,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1.2铝合金,4,2.铝合金的热处理,固溶处理+时效处理,强度不高,塑性好
4、,孕育期,冷变形加工,将铝合金加热到相区,经保温,使第二相溶入固溶体中,然后水冷,得到过饱和的固溶体固溶处理。,第5章,将铝合金加热到相区,经保温,使第二相溶入固溶体中,然后水冷,得到过饱和的固溶体固溶处理。,将经过固溶热处理的合金,在常温放置(自然时效)或在较高温度保温(人工时效),第二相从过饱和固溶体中缓慢析出,使铝合金的强度、硬度明显提高。这种固溶处理后的铝合金随时间延长而发生硬化的现象,称为时效(时效强化)。,docin/sundae_meng,(1)铝合金的时效强化 第5章 非铁金属材料与,(2)回归处理,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1.2铝合 金,5,将已强化的铝合金重
5、新加热,经保温后在水中急冷,使合金恢复到固溶后的状态,这种处理方法叫回归处理。,可在回归处理后的软化状态进行各种冷变形。,(3)退火,铸造铝合金退火,消除内应力及成分偏析,稳定组织。,变形铝合金退火,消除变形加工中出现的加工硬化现象,改善其加工工艺性。,时效规律请点击,第5章,docin/sundae_meng,(2)回归处理 第5章 非铁金属材料与粉末冶,(1)变形铝合金的分类、代号与牌号,3.变形铝合金,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1.2铝合金,6,分类:防锈铝合金(LF)、硬铝合金(LY)、超硬铝合金(LC)及锻铝合金(LD)。,四位数字体系和四位字符体系:如3A21、2A0
6、1等 请点击,代号与牌号:,(2)常用的变形铝合金 不能热处理强化的铝合金,用“铝”和“防”二字的汉语拼音第一个字母“L”和“F”加顺序号表示,如五号防锈铝用LF5(5A05)表示。,防锈铝,第5章,docin/sundae_meng,(1)变形铝合金的分类、代号与牌号3.变形铝合金,Al-Mn系合金 如3A21(LF21),Al-Mg系合金 如5A05(LF5)、5A11(LF11),Al-Zn-Mg-Cu系合金,能热处理强化的铝合金,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1.2铝合金,7,防锈铝,优良的抗腐蚀,良好的塑性与焊接性,适宜压力加工和焊接。力学性能较低,可用冷加工方法使其强化。
7、切削加工工艺性能差,故适用制作焊接管道、容器、铆钉以及其它冷变形零件。,硬铝,用“铝”和“硬”二字的汉语拼音首字母“L”和“Y”加顺序号表示,如12号硬铝用LY12(2A12)表示。,(铝-铜-镁系合金),第5章,docin/sundae_meng,Al-Mn系合金 如3A21(LF21)Al-Mg系合,硬铝有强烈的时效强化作用,经时效处理后具有很高的硬度、强度,具有优良的加工工艺性能,可以加工成板、棒、管、线、型材及锻件等半成品,广泛应用在航空,汽车和机械中。,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1.2铝合 金,8,铆钉硬铝 典型牌号2A01(LY1)、2A10(LY10),标准硬铝 典
8、型牌号2A11(LY11),高强度硬铝 典型牌号2A12(LY12),超硬铝,用“铝”和“超”二字的汉语拼音首字母“L”和“C”加顺序号表示,如4号超硬铝用LC4(7A04)表示。,(铝-锌-铜系合金),第5章,docin/sundae_meng,硬铝有强烈的时效强化作用,经时效处理后具有很高,超硬铝合金是目前室温强度最高的一类铝合金,其强度达500700MPa,超过高强度的硬铝LY12合金(400-430 MPa)。,应用在航空飞机大梁,起落架等承受重载的零部件。,用“铝”和“锻”二字的汉语拼音首字母“L”和“D”加顺序号表示,如5号锻铝用LD5(2A50)表示。,第5章 非铁金属材料与粉末
9、冶金材料 5.1.2铝合 金,9,锻铝,(铝-镁-硅-铜系合金),锻铝合金具有优良的锻造工艺性能,主要用作制作外 形复杂的锻件。,第5章,docin/sundae_meng,超硬铝合金是目前室温强度最高的一类铝合金,其应用在航空飞机大,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1.2铝合金,10,4.铸造铝合金,铸造铝合金的代号用“铸铝”二字的汉语拼音首写字母“ZL”加三位数字表示,第一位数表示合金系别:1为铝硅系合金;2为铝铜系合金;3为铝镁系合金;4为铝锌系合金。第二、三位数字表示合金的顺序号。如ZL111表示11号铝硅系铸造铝合金。,(1)铸造铝合金的分类、代号及牌号,铸造铝合金的牌号是由
10、“Z+基体金属的化学元素符号+合金元素符号+数字”组成。如ZA1Si12表示wsi12%的铸造合金。,第5章,docin/sundae_meng,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1.,ZL101、ZL104、ZL105、ZL107、ZL109,优良的铸造性、焊接性、抗蚀性以及足够的机械性能,但合金的致密度较小,适宜制造致密度要求不太高的、形状复杂的铸件。,铝-硅铸造合金,ZL201 ZL202 ZL203,耐热性高,其高温强度随铜含量的增加而提高,而合金的铸缩率和形成裂纹的趋向则减小。但由于铜含量增加,使合金的脆性增加,故铜含量一般不超过14。,铝-铜铸造合金,第5章 非铁金属材料与粉
11、末冶金材料 5.1.2铝合 金,11,(2)常用的铸造铝合金,第5章,docin/sundae_meng,ZL101、ZL104、ZL105、ZL107、ZL,比重最小(2.55)、耐蚀性最好、强度最高(抗拉强度可达350MPa)的铸造铝合金。但由于结晶温度范围宽,故流动性差,形成疏松趋向大、其铸造性能不如铝-硅合金好。,ZL301 ZL302 ZL303,有较高的强度,是最便宜的一种铸造铝合金。其主要缺点是抗蚀性差。,ZL401 ZL402,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1.2铝合金,12,铝-镁铸造合金,铝-锌铸造合金,第5章,docin/sundae_meng,比重最小(2.5
12、5)、耐蚀性最好、强度最高(抗拉,5.2 铜及铜合金,5.2.1 工业纯铜,纯铜为紫色,又称紫铜。工业纯铜分为4种:T1、T2、T3、T4。编号越大,纯度越低。工业纯铜除配制铜合金和其他合金外,主要用于电器工业,制造电线、电缆、电刷、铜管、散热器、冷凝器、通信器材以及抗磁、防磁仪器等。,纯铜的强度低,不宜用作结构材料,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.2铜及铜合金,13,第5章,docin/sundae_meng,5.2 铜及铜合金 5.2.1 工业纯铜,铜及铜合金的特点,优良的物理、化学性能。导电、导热性能好、耐腐蚀等,是抗磁材料。,加工性能好。容易冷热成形,铸造铜合金铸造性能好。,具
13、有某些特殊力学性能。比如优良的减摩性和耐摩性高的弹性极限和疲劳强度。,色泽美观。,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.2.1工业纯 铜,14,第5章,docin/sundae_meng,铜及铜合金的特点 优良的物理、化学,铜中加入合金元素后,可提高合金的强度,并保持良好的加工性能。,按化学成分,黄铜,青铜,白铜,以Zn为主要合金元素。良好的加工性能,良的铸造性能,耐腐蚀性能也好。,以Sn为主要合金元素。用于铸造形状复杂的零件。抗腐蚀性比黄铜还好。,以Ni为主要合金元素。具有较好的强度和塑性,能进行冷加工变形,抗腐蚀性能也好。,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.2.2铜合金,15,5.
14、2.2 铜合金,1.铜合金的分类,第5章,docin/sundae_meng,铜中加入合金元素后,可提高合金的强度,按,按生产方式,加工铜合金,铸造铜合金,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.2.2铜合金,16,2.黄铜,(1)普通黄铜(铜锌二元合金)Zn的质量分数的影响,Zn32%时,塑性下降;Zn=40%45%时,强度最高;Zn45%时,塑性和强度均急剧下降。,第5章,docin/sundae_meng,按生产方式,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.2.2铜合金,17,普通黄铜的代号及牌号,H62表示Cu的平均质量分数为62%,其余为Zn的普通加工黄铜。,ZCuZn38,其含义是
15、wZn38%,其余为Cu的铸造黄铜。,H80 金色黄铜,装饰件,薄管。,H62、H59 强度较高,作零件,标准件,焊接件,冲压件。,H96 冷凝管、热交换器、散热器,计算机插件等。,H70“三七黄铜”弹壳、套管和复杂深冲零件(H68)。,普通黄铜的用途,第5章,docin/sundae_meng,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.2,(2)特殊黄铜,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.2.2铜合金,18,合金元素的影响,Pb改善切削加工性和耐磨性;Si改善铸造性能,提高强度和耐蚀性;A1提高强度、硬度和耐蚀性;Sn、Al、Si、Mn提高耐蚀性,减少应力腐蚀破裂。,特殊黄铜的代号、牌号
16、与应用,HSn62-1表示wCu62%,wSn1%,其余为Zn的加工锡黄铜。ZCuZn40Mn3Fe1,表示wZn40%、wMn3%wFe1%、其余为Cu的铸造特殊黄铜。,第5章,docin/sundae_meng,(2)特殊黄铜 第5章 非铁金属材料与粉末冶,Pb黄铜:HPb60-1 切削性能好,耐磨性好钟表零件,Sn黄铜:HSn90-1 HSn62-1 耐蚀性好 船舶零件。海军黄铜,Al黄铜:HAl 77-2 HAl60-1-1,耐蚀性好,强度和硬度高船舶零件,机械及电机零件。,Si 黄铜 HSi80-3,耐蚀性好,机械性能好,切削性好,耐磨性好,船舶零件,机械及化工零件,其它还有锰黄铜,
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