金属材料(下)铸铁和有色金属.ppt

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1、第四章 金属材料,铸铁和有色金属,铸铁是含碳量大于2.11%并含有较多硅、锰、硫、磷等元素的多元铁基合金。,第二节 铸铁,铸铁是历史上使用得较早的材料，也是最便宜的金属材料之一。同时它具有优良的铸造性、切削加工性、减摩性、吸振性、低的缺口敏感性、生产简便、成本低廉等优点，是应用最广泛的材料之一。比如，在汽车发动机中，铸铁占80%。同钢一样，铸铁也是Fe、C元素为主的铁基材料，但是它含碳量很高（碳含量大于2.11），达到亚共晶、共晶或过共晶成分，而且铸铁成型制成零件毛坯只能用铸造方法，不能用锻造或轧制方法。,铸铁应用举例,铸铁曲轴,机床床身,单缸柴油发动机缸体,4.2.1 铸铁分类,铸铁分类方法

2、较多，按铸铁的使用性能、断口特点或成分特征，可将铸铁分为5类。,1、灰口铸铁,2、球墨铸铁,3、白口铸铁,4、可锻铸铁,5、合金铸铁,断口呈暗灰色，碳全部或大部分以片状石墨形式存在,铁液经球化处理，石墨全部或大部分以球状形式存在,断口呈银白色，碳除少量溶于铁素体外，其余以渗碳体形式存在,白口铸铁通过石墨化或氧化脱碳的可锻过处理，石墨呈团絮状。虽有较高的韧性，但不可锻。,低合金、中合金（510%）和高合金,灰口铸铁,白口铸铁,球墨铸铁,铸铁的分类与牌号表示方法,4.2.2 铸铁的石墨化,石墨是碳的单质之一，其强度、塑性、韧性几乎为零。铸铁中的碳除少量固溶于基体中外，主要以化合态的渗碳体(Fe3C

3、)和游离态的石墨(G)两种形式存在。,在前面介绍过Fe-Fe3C相图，按这张相图自液态冷却下来的Fe-C合金固态一般为铁素体及渗碳体两相。实际上渗碳体只是一个亚稳定相，石墨才是稳定相。因此描述铁碳合金组织转变的相图实际上有两个，一个是Fe-Fe3C系相图，另一个是Fe-G系相图。把两者迭合在一起，就得到一个双重相图。,Fe-Fe3C相图,Fe-Fe3C和Fe-G双重相图,D,1、铸铁的石墨化,铸铁中的碳原子析出形成石墨的过程称为石墨化。铸铁中的石墨可以在结晶过程中直接析出,也可以由渗碳体加热时分解得到。,石墨化分三个阶段,液相冷却到CD后，开始析出一次石墨（GI）,D,C,液相冷却ECF线后，

4、开始发生共晶转变,第一阶段,LC,+G共晶,AE,1154C,第二阶段,在共晶温度和共析温度之间（1154738C），碳在奥氏体中的溶解度降低，开始析出二次石墨（GII）,+GII,AS,AE,1154738C,第三阶段,+G共析,FP,738C,AS,在共析温度时，发生共析转变,铸铁的石墨化程度与其组织之间的关系（以共晶铸铁为例）,3、影响石墨化的因素,（1）化学成分的影响,碳和硅是强烈促进石墨化的元素,碳、硅含量过低，易出现白口组织，力学性能和铸造性能变差。碳、硅含量过高,会使石墨数量多且粗大，基体内铁素体量增多，降低铸件的性能。,白口铸铁,灰口铸铁,碳、硅含量对铸铁石墨化的影响,麻口铸铁

5、,碳、硅量控制范围：2.54.0%C，1.03.0%Si。,Al、Cu、Ni、Co等元素对石墨化有促进作用,S、Mn、Cr、W、Mo、V等元素阻碍石墨化,磷可微弱促进石墨化，但其含量高时易在晶界上形成硬而脆的磷共晶，降低铸铁的强度，只有耐磨铸铁中磷含量偏高(达0.3%以上)。,（2）冷却速度的影响,铸件冷却缓慢，有利于碳原子的充分扩散，结晶将按Fe-G相图进行，因而促进石墨化。,快冷时由于过冷度大，结晶将按 Fe-Fe3C相图进行,不利于石墨化,铸件壁厚和碳硅含量对铸铁组织的影响,4.2.3 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

6、体、珠光体和铁素体加珠光体三种。,耐磨性能好。由于石墨本身有润滑作用。消振性能好。由于石墨可以吸收振动能量。铸造性能好。由于铸铁硅含量高,成分接近于共晶.切削性能好。由于石墨使车屑容易脆断，不粘刀。,2、铸铁的性能特点 力学性能低。由于石墨相当于钢基体中的裂纹或空洞，破坏了基体的连续性，且易导致应力集中。,铸铁与铸钢的强度比较,工业铸铁的成分范围与组织,4.2.4 常用铸铁,一、灰铸铁,灰口铸铁是价格最便宜、应用最广泛的一种铸铁，在各类铸铁的总产量中，灰口铸铁占80%以上。,灰铸铁是指石墨呈片状分布的灰口铸铁。,1、成分和牌号,2.54.0%C，1.03.0%Si，0.251.0%Mn，0.0

7、20.20%S，0.050.50%P,HT三位数字HT为灰铁汉语拼音的字首后续的三位数表示直径为30mm铸件试样的最低抗拉强度b（MPa）,灰铸铁齿轮箱,2、组织特点,灰铸铁的组织是由液态铁水缓慢冷却时通过石墨化过程形成的，其基体组织有铁素体、珠光体和铁素体加珠光体三种。,铁素体灰铸铁,铁素体加珠光体灰铸铁,珠光体灰铸铁,（1）力学性能低其抗拉强度和塑性韧性都远远低于钢。但是，灰口铸铁在受压时石墨片破坏基体连续性的影响则大为减轻，其抗压强度是抗拉强度的2.54倍。所以常用灰口铸铁制造机床床身、底座等耐压零部件。（2）耐磨性与消震性好由于铸铁中石墨有利于润滑及贮油，所以耐磨性好。同样，由于石墨的

8、存在，灰口铸铁的消震性优于钢。（3）工艺性能好由于灰口铸铁含碳量高，接近于共晶成分，故熔点比较低，流动性良好，收缩率小，因此适宜于铸造结构复杂或薄壁铸件。另外，由于石墨使切削加工时易于形成断屑，所以灰口铸铁的可切削加工性优于钢。,灰口铸铁的性能与普通碳钢相比，具有如下特点：,3、性能特点,4、灰口铸铁的孕育处理,细化片状石墨，提高力学性能,目的,细珠光体基体上分布着细小片状石墨,组织,原因,在铸造之前向铁液中加入了孕育剂（或称变质剂硅铁和硅钙合金），结晶时石墨晶核数目增多，石墨片尺寸变小，更为均匀地分布在基体中。,结果,不仅强度有较大提高，而且塑性和韧性也有改善。同时，由于孕育剂的加入，还可使

9、铸铁对冷却速度的敏感性显著减少，使各部位都能得到均匀一致的组织。,举例,HT250、HT300、HT350,经孕育处理的灰铸铁称为孕育铸铁，也称变质铸铁,5、灰口铸铁的热处理,热处理只改变铸铁的基体组织，不改变石墨的形态和分布状态，但可以消除铸件的内应力、白口组织和提高铸件表面的耐磨性。,消除内应力退火(又称人工时效)将铸件缓慢加热至500600C适当保温（每100mm截面保温2h）后，随炉缓冷至150200C出炉空冷，内应力可以消除90%。,灰铸铁常用的热处理有：,消除白口组织退火（高温退火）将铸件加热至850950C保温14h后，随炉缓冷至400500C出炉空冷，最终得到铁素体或铁素体加珠

10、光体基体，从而消除白口、降低硬度。,表面淬火针对某些表面硬度和耐磨性要求高的大型铸件，在机加工后快速加热对表面进行淬火处理，淬火后表面组织为马氏体加石墨。,6、用途制造承受压力和震动的零件,如机床床身、各种箱体、壳体、泵体、缸体。,灰口铸件的分类、牌号、组织及用途,灰口铸铁的牌号、性能、组织及用途,二、球墨铸铁,在浇注前向铁水中加入球化剂和孕育剂进行球化处理和孕育处理，则可获得石墨呈球状分布的铸铁，称为球墨铸铁，简称“球铁”。,1、成分和牌号,3.53.9%C 为了获得共晶成分的铸件0.020.06%RE，0.030.06%Mg球化剂S0.06%硫与镁、稀土具有很强的亲和力2.02.6%Si镁

11、和稀土是阻止石墨化的元素，需要加入硅铁进行孕育处理P0.1%，0.61.0%Mn,牌号表示：QT数字数字QT为球铁汉语拼音的字首两组的数字分别表示最低抗拉强度和最低延伸率,QT40017,2、组织特征,球墨铸铁的显微组织由球形石墨和金属基体两部分组成。随着成分和冷却速度的不同，球铁在铸态下的金属基体可分为铁素体、铁素体加珠光体、珠光体三种。,3、性能特点,球状石墨应力集中小，对金属基体的削弱小，基体强度利用率高。与灰口铸铁相比，具有较高的强度、硬度和塑性。,球状石墨直径越小，越分散，力学性能越好。,铁素体球墨铸铁具有高的塑性和韧性，但强度和硬度较低。,珠光体球墨铸铁强度较高，但塑性和韧性较低。

12、,强度是碳钢的7090%，可以替代碳钢和合金钢制造一受力复杂，强度、韧性和耐磨性要求高的零件。,屈强比(0.2/b)高,约为0.70.8,而钢一般只有0.30.5。,承受震动、载荷大的零件，如曲轴、传动齿轮等。,4、用途,球墨铸件的分类、牌号、组织及用途,三、可锻铸铁,可锻铸铁是由白口铸铁经长时间石墨化退火而获得的一种高强度铸铁，又叫玛钢。白口铸铁中的渗碳体在退火过程中分解出团絮状石墨，所以明显减轻了石墨对基体的割裂。与灰口铸铁相比，可锻铸铁的强度和韧性有明显提高。,KTH、Z或B数字数字牌号中的“KT”表示“可铁”二字汉语拼音的大写字头；“H”表示“黑心”，“Z”表示珠光体基体，“B”表示白

13、心；牌号后面的两组数字分别表示最低抗拉强度和最低延伸率。,KTH35010,KTZ55004,KTB40005,1、牌号表示：,通常是将白口铸件加热到900980温度，一般保温6080小时，炉冷使其中渗碳体分解让“第一阶段石墨化”充分进行形成团絮状石墨。待炉冷至770650再长时间保温让“第二阶段石墨化”充分进行，这样处理后获得“黑心可锻铸铁”。,可锻铸铁石墨化退火工艺曲线,可锻铸铁的石墨是通过白口铸件退火形成的。,若取消第二阶段的770650长时间保温，只让第一阶段石墨化充分进行炉冷后便获得珠光体基体或珠光体与少量铁素体共存的基体加团絮状石墨的“白心可锻铸铁”。,2、热处理,可锻铸铁的显微组

14、织,3、用途用于制造形状复杂且承受振动载荷的薄壁小型件，如汽车、拖拉机的前后轮壳、管接头、低压阀门等。,可锻铸铁的分类、牌号、组织及用途,四、蠕墨铸铁,蠕墨铸铁是液态铁水经蠕化处理和孕育处理得到的,蠕化剂为稀土硅铁镁合金、稀土硅铁合金、稀土硅铁钙合金等,蠕墨铸铁的组织：基体（F、F+P、P）+蠕虫状G,铁素体基体,珠光体基体,蠕墨铸铁常用于制造承受热循环载荷的零件和结构复杂、强度要求高的铸件。如钢锭模、玻璃模具、柴油机汽缸、汽缸盖、排气阀、液压阀的阀体、耐压泵的泵体等。,第三节 有色金属,在工业生产中，通常把铁及其合金称为黑色金属，把其他非铁金属及其合金称为有色金属。,与钢铁等黑色金属材料相比

15、，有色金属具有许多优良的特性，如特殊的电、磁、热性能，耐蚀性能及高的比强度(强度与密度之比)等，是现代工业中不可缺少的材料，在国民经济中占有十分重要的地位。,轿车材料组成,铝、镁、钛等具有相对密度小，比强度高的特点，因而广泛应用于航空、航天、汽车、船舶等行业。,银、铜、铝等具有优良导电性和导热性的材料，广泛应用于电器工业和仪表工业。,铀、钨、钼、镭、钍、铍等是原子能工业所必需的材料,浙江三门核电站2号机组,大亚湾核电站,贵金属（合金）轻金属（合金）贵金属（合金）稀有金属（合金）,有色金属（合金）,变形有色金属（合金）铸造有色金属（合金）轴承有色金属（合金）印刷有色金属（合金）硬质有色金属（合金

16、）,按成形方法或用途分,1、有色金属及合金分类,散热器,铸造有色纯金属的牌号为Z+该金属元素符号+纯度百分含量数字(或用一短横加顺序号)如ZAl99.5和ZTi-1。,铸造有色金属及其合金牌号表示方法统一如下:,铸造有色合金的牌号为Z+基体元素符号+主要合金元素符号及其名义百分含量数字+其他合金元素符号及其百分含量数字如ZAlSi7Cu4、ZCuZn31Al2、ZSnSb11Cu6等。混合稀土元素符号用RE表示，优质合金在牌号后标注字母“A”。,变形有色金属及其合金牌号表示方法不统一,2、有色金属及合金牌号,第一节 铝及铝合金,纯铝具有银白色金属光泽，密度小(2.72g/cm3)，熔点低(66

17、0.4)。导电、导热性能优良导电性仅次于银、铜和金，导热性比铁几乎大三倍。耐腐蚀表面形成一层牢固致密的氧化膜，可以阻止进一步氧化，从而使它在大气和淡水中具有良好的抗蚀性。具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性。易于铸造、易于切削和加工成形，应用范围广泛。,一、铝及铝合金性能特点,1、纯铝,铝合金既具有高强度又保持纯铝的优良特性。铝合金常加入的元素主要有Cu、Mn、Si、Mg、Zn等，此外还有Cr、Ni、Ti、Zr 等辅加元素。,2、铝合金,铝合金型材,铝合金门窗,二、铝合金的分类,铝合金一般具有有限固溶型共晶相图。,铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。,变形铝合金又分为可热处理强化和不可

18、热处理强化两类,变形铝合金是将铝合金铸锭通过压力加工（轧制、挤压、模锻等）制成半成品或模锻件，所以要求有良好的塑性变形能力。,铸造铝合金则是将熔融的合金直接浇铸成形状复杂的甚至是薄壁的成型件，所以要求合金具有良好的铸造流动性。,三、铝合金的热处理,并淬火后获得过饱和的单相固溶体组织的处理。时效是指将过饱和的固溶体加热到固溶线以下某温度保温，以析出弥散强化相的热处理。,可热处理强化变形铝合金的热处理方法：固溶处理+时效。固溶处理是指将合金加热到固溶线以上，保温,在室温下进行的时效称自然时效；在加热条件下进行的时效称人工时效。时效强化效果与加热温度和保温时间有关。温度一定时，随时效时间延长，时效曲

19、线上出现峰,值，超过峰值时间，析出相聚集长大，强度下降，为过时效。随时效温度提高，峰值强度下降，出现峰值的时间提前。,四、铝合金的牌号、性能及用途,1、变形铝合金 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,常用变形铝合金 防锈铝合金主要是Al-Mn和Al-Mg系合金。Mn和Mg主要作用是,卫星天线（LF2）,提高抗蚀能力和塑性，并起固溶强化作用。防锈铝合金锻造退火后组织为单

20、相固溶体，抗蚀性、焊接性能好，易于变形加工，但切削性能差。不能进行热处理强化，常利用加工硬化提高其强度。,汽化器(热交换管为LF21),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,铝小，强度比Al-Mn合金高，在航空工业中得到广泛应用，如制造管道、容器、铆钉及承受中等载荷的零件。,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。,常用硬铝合金如LY11(2A11)、LY1

21、2(2A12)等，用于制造冲压件、模锻件和铆接件，如螺旋桨、梁、铆钉等.,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.,飞机主起落架,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.,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

22、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,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 Al-Si系铸造铝合金,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.,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

23、。,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。,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。,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。,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。,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。,常用代号为ZL301(ZAlMg

24、10)、ZL303(ZAlMg5Si1)等.主要用于制造外形简单、承受冲击载荷、在腐蚀性介质下工作的零件，如舰船配件、氨用泵体等。,鼓风机密封件等(ZL102、301),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。,大型空压机活塞(ZL401),常用代号为ZL401(ZAlZn11Si7)、ZL402(ZAlZn6Mg)等.主要用于制造形状复杂受力较小的汽车、飞机、仪器零件。,第二节 铜及铜合金,一、铜及铜合金性能特点纯铜呈紫红色，故又称紫铜，具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性。纯铜具有优良的导电性和导热性，在大气、淡水和冷凝水中有良好的耐

25、蚀性。塑性好。,热轧铜合金,铜合金常加元素为Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、Ti、Zr、Cr等，既提高了强度，又保持了纯铜特性.铜合金分为黄铜、青铜、白铜三大类。,二、黄铜以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。黄铜按化学成分可分为普通黄铜和特殊黄铜。按工艺可分为加工黄铜和铸造黄铜。,1、普通黄铜铜与锌的二元合金称为普通黄铜。加工普通黄铜的牌号为：H(黄)+表示铜平均百分含量的数字，如H68。,从铜锌合金相图可以看出黄铜有 和+两种组织,分别称单相黄铜和两相黄铜。,普通黄铜的显微组织,单相黄铜塑性好。常用牌号有H80、H70、H 68。适于制造冷变形零件，如弹壳、冷凝器管等。两相黄铜热塑

26、性好,强度高.常用牌号有H59、H62。适于制造受力件，如垫圈、弹簧、导管、散热器等。,2、特殊黄铜在普通黄铜的基础上加入Al、Fe、Si、Mn、Pb、Sn、Ni等元素形成特殊黄铜。加工特殊黄铜的牌号为：H(黄)+主加元素符号(Zn除外)+铜平均百分含量+主加元素平均百分含量,如HPb59-1.特殊黄铜强度、耐蚀性比普通黄铜好，铸造性能改善。,常用牌号有HPb63-3、HAl60-1-1、HSn62-1、HFe59-1-1、ZCuZn38Mn2Pb2、ZCuZn16Si4等。主要用于船舶及化工零件，如冷凝管、齿轮、螺旋桨、轴承、衬套及阀体等。,三、青铜除黄铜和白铜外的其他铜合金统称为青铜。加工

27、青铜的牌号为：Q+主加元素符号及其平均百分含量+其他元素平均百分含量如QSn4-3(含4%Sn、3%Zn).常用青铜有锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜、铅青铜等。,青铜制品,1、锡青铜是以锡为主加元素的铜合金，锡含量一般为314%。锡青铜铸造流动性差，铸件密度低，易渗漏，但体积收缩率在有色金属中最小。锡青铜耐蚀性良好，在大气、海水及无机盐溶液中的耐蚀性比纯铜和黄铜好，但在硫酸、盐酸和氨水中的耐蚀性较差。,常用牌号有QSn4-3、ZCuSn10Pb1等。,主要用于耐蚀承载件,如弹簧、轴承、齿轮轴、蜗轮、垫圈等。,2、铝青铜以铝为主加元素的铜合金，铝含量为511%。强度、硬度、耐,大型水力发电设备中

28、的抗磨环,磨性、耐热性及耐蚀性高于黄铜和锡青铜，铸造性能好，但焊接性能差。常用牌号有QAl5、QAl7、ZCuAl8Mn13Fe3Ni2等。主要用于制造船舶、飞机及仪器中的高强、耐磨、耐蚀件，如齿轮、轴承、蜗轮、轴套、螺旋桨等。,3、铍青铜以铍为主加元素的铜合金，铍含量为1.72.5%。具有高的强度、弹性极限、耐磨性、耐蚀性，良好的导电性、导热性、冷热加工及铸造性能，但价格较贵.,铍青铜制品,常用牌号有QBe2、QBe1.7、QBe1.9等。用于重要的弹性件、耐磨件，如精密弹簧、膜片，高速、高压轴承及防爆工具、航海罗盘等重要机件.,普通白铜是Cu-Ni二元合金，具有较高的耐蚀性和抗腐蚀疲劳性能

29、及优良的冷热加工性能。普通白铜牌号：B+镍的平均百分含量，如B5。常用牌号有B5、B19等。用于在蒸汽和海水环境下工作的精密机械,仪表零件及冷凝器,蒸馏器,热交换器等.,白铜件,四、白铜以镍为主要合金元素的铜合金称白铜。分普通白铜和特殊白铜。,特殊白铜是在普通白铜基础上添加Zn、Mn、Al等元素形成的，分别称锌白铜、锰白铜、铝白铜等。其耐蚀性、强度和塑性高，成本低。常用牌号如BMn40-1.5(康铜)、BMn43-0.5(考铜)。用于制造精密机械、仪表零件及 医疗器械等。,第三节 钛及钛合金,一、工业纯钛 纯钛密度小，熔点高。882.5发生同素异构转变-Ti-Ti,由体心立方-Ti转变为密排六

30、方-Ti.纯钛比强度高，塑性、低温韧性和耐蚀性好。,美F-22战机约36%重量的零件用钛合金制造,纯钛主要用于 350以下工作、强度要求不高的零件，如石油化工用热交换器、反应器，海水净化装置及舰船零部件。,二、钛合金纯钛加入合金元素形成钛合金。钛合金几乎都含有铝。铝能提高钛合金的强度、比强度和再结晶温度.,按退火组织，钛合金可分为型钛合金、型钛合金和+型钛合金三类，它们的牌号分别用TA、TB、TC加顺序号表示。如TA5、TB2、TC4等。其中TA0TA3为工业纯钛。,钛合金泵,1、型钛合金主加元素为铝，还有锡、硼等。不能热处理强化，通常在退火状态下使用,组织为单相固溶体.强度低于另两类钛合金，

31、但高温强度、低温韧性及耐蚀性优越.,常用牌号有TA5、TA7等 主要用于制造500以下工作的零件，如飞机压气机叶片、导弹的燃料罐、超音速飞机的蜗轮机匣及飞船上的高压低温容器等。,-Ti合金组织,2、型钛合金加入的合金元素有钼、铬、钒、铝等。经淬火加时效处理后，组织为相基体上分布着细小的相粒子。这类合金强度高，但冶炼工艺复杂，难于焊接,应用受到限制。,型钛合金有TB2、TB3、TB4三个牌号。主要用于350以下工作的结构件和紧固件,如飞机压气机叶片、轴、弹簧、轮盘等。,3、+型钛合金加入的合金元素有铝、钒、钼 铬等。可进行热处理强化，强度高，塑性好，具有良好的热强性、耐蚀性和低温韧性。,钛合金列

32、管式换热器,+型钛合金共有九个牌号，其中以TC4应用最广、用量最大，其经过淬火加时效处理后，组织为+时效析出的针状。,+型钛合金主要用于制造400以下工作的飞机压气机叶片、火箭发动机外壳、火箭和导弹的液氢燃料箱部件及舰船耐压壳体等.,第四节 轴承合金,制造滑动轴承的轴瓦及其内衬的耐磨合金称为轴承合金。滑动轴承是许多机器设备中对旋转轴起支撑,作用的重要部件，由轴承体和轴瓦两部分组成。与滚动轴承相比滑动轴承具有承载面积大，工作平稳，无噪音及拆装方便等优点。,一、组织性能要求当轴高速旋转时，轴瓦与轴颈发生强烈摩擦，承受轴颈施加的交变载荷和冲击力。对轴承合金的性能要求：足够的强韧性，以承受轴颈施加的交

33、变冲击载荷.较小的热膨胀系数，良好的导热性和耐蚀性，以防止轴与轴瓦之间咬合。较小的摩擦系数，良好的耐磨性和磨合性，以减少轴颈磨损，保证轴与轴瓦良好的跑合。,为满足上述性能要求，轴承合金的组织应是软的基体上分布着硬的质点或硬的基体上分布着软的质点.当轴旋转时，软的基体（或质点）被磨损而凹陷，减少了轴颈与轴瓦的接触面积，有利于储存润滑油,和轴与轴瓦间的磨合，而硬的质点(基体)则支撑着轴颈，起承载和耐磨作用.软基体(或质点)还能起嵌藏外来硬杂质颗粒的作用,以避免擦伤轴颈。,1、锡基轴承合金 是以锡为主并加入少量锑、铜等元素组成的合金，熔点较低，是软基体硬质点组织类型的轴承合金。,二、常用轴承合金工业

34、上常用的是锡基、铅基轴承合金,又称巴氏合金。,典型牌号为ZSnSb11Cu6。(其组织为基体+白亮块状SnSb+星状Cu3Sn),ZSnSb11Cu6合金的显微组织,锡基轴承合金具有较高的耐磨性、导热性、耐蚀性和嵌藏性，摩擦系数和热膨胀系数小，但疲劳强度较低，工作温度不超过 150，价格高。,巴氏合金轴瓦,广泛用于重型动力机械，如气轮机、涡轮机和内燃机等大型机器的高速轴瓦。,2、铅基轴承合金是以铅为主加入少量锑、锡、铜等元素的合金，也是软基体硬质点型轴承合金。典型牌号为ZPbSb16Sn16Cu2,ZPbSb16Sn16Cu2合金的显微组织(+)共晶基体+方块状SnSb+针状Cu3Sn,铅基轴承合金的强度、硬度、耐蚀性和导热性都不如锡基轴承合金，但其成本低，高温强度好，有自润滑性。,常用于低速、低载条件下工作的设备,如汽车、拖拉机曲轴的轴承等。,锡基和铅基轴承合金强度比较低，为提高其承载能力和使用寿命，生产上常采用离心浇注法，将它们镶铸在低碳钢轴瓦上，形成一层薄而均匀的内衬，成为双金属轴承。,