第3章 非铁金属材料及其应用

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1、第三章非铁金属材料及其应用铝及铝合金铜及铜合金轴承合金硬质合金与粉末冶金第一节铝及其合金密度2.7g/cm3，熔点660℃，导电、导热性好。抗氧化，易加工。σb≈80~100MPa，δ≈50%应用——散热器、器皿等。一、纯铝二、铝合金的分类——变形Al合金、铸造Al合金-CuAl2三、铝合金的热处理1．退火200～300℃去应力350～450℃再结晶软化2．固溶时效处理固溶处理：水冷淬火→过饱和固溶体时效处理：过饱和固溶体分解，析出强化相。自然时效——在室温长时间停留，如，数天。人工时效——加热至100~200℃，保温一定时间。时效强化——淬火后合金强

2、硬度随时间延长而显著升高效果——时效温度高，则速度快，但强化效果小。合金类别代号主要化学成分,%热处理机械性能CuMgMn其它σbMPa%HB防锈铝LF54.5~5.50.3~0.6退火（不可热处理强化）2702370LF114.8~5.50.3~0.6V0.02~0.22702370LF211.0~1.61302330硬铝LY12.2~3.00.2~0.5固溶处理+自然时效3002470LY113.8~4.80.4~0.80.4~0.842018100LY123.8~4.91.2~1.80.3~0.948011131超硬铝LC41.4~2.01.8

3、~2.80.2~0.6Zn5.0~7.0固溶处理+人工时效60012150LC62.2~2.82.5~3.20.2~.5Zn7.6~8.66807190锻铝LD51.8~2.60.4~0.80.4~0.8Si0.7~1.242013105LD71.9~2.51.4~1.8Ni1~1.5Fe1.0~1.544013120LD103.9~4.80.4~0..80.4~1.0Si0.5~1.248010135四、变形铝合金应用卫星天线（LF2）防锈铝——油箱、铆钉。飞机翼梁（腹板为硬铝）硬铝——螺旋桨、翼梁。超硬铝——飞机大梁、起落架。锻铝——锻件、飞机蒙

4、皮。应用合金代号主要化学成分,%机械性能SiCuMg铸造方法热处理bMPa%HBAl-SiZL1016.0~8.00.2~0.4SBT6230170ZL10210~13SBJT2T2143153425050ZL1104.0~6.05.0~8.00.2~0.5JT1170－90Al-CuZL2034.0~5.0JT4210660Al-MgZL3019.5~11.5ST4280920Al-ZnZL4026.0~8.0Zn5~70.4~0.7JT1240470铸造方法：SB——砂型变质；J——金属型；S——砂型热处理：T1——不淬火，人工时效；T2——退

5、火；T4——淬火+自然时效；T6——淬火+人工时效五、铸造铝合金1、Al-Si合金——铸造性好（熔点低、流动性好、收缩小）、耐蚀。变质后，共晶体（细点状Si+α基体）+初晶α变质处理——显著提高力学性能。组织——变质前，共晶体（粗针状Si+α基体）未变质处理经变质处理ZL102的铸态组织Al-Si合金的应用Al-Si系铸造合金发动机活塞(裙部为Al-Si-Cu-Mg合金)仪表、电机壳体、汽缸体。2、Al-Cu系铸造合金内燃机汽缸头强度高、耐热性好。第二节铜及其合金分类紫铜——纯铜黄铜——Cu-Zn系合金白铜——Cu-Ni系合金青铜——其它Cu合金，如C

6、u-Sn、Cu-Al系合金。一、纯铜密度8.96g/cm3，熔点1083℃，导电导热性仅次于Ag。耐大气、水腐蚀。σb≈230~250MPa，δ≈50%应用——散热器、电线等。纯铜管散热器二、黄铜1、普通黄铜——Cu-Zn合金单相黄铜——如H80，含80%Cu单相α，塑性好，可冷成型。双相黄铜——如H62，α+CuZn，强度高，可热变形。铸造黄铜——如ZCuZn38，含38%Zn。Cu-Zn合金的显微组织双相黄铜α+CuZn单相黄铜αCu-Zn合金的牌号、性能代号化学成分,%机械性能CuZn加工状态bMPa%HBH9695~97余量退火25035

7、－H8079~81余量退火27050－H6867~70余量退火30040－H5957~60余量退火变形300420255－103Cu-Zn合金的应用汽车机油泵衬套2、特殊黄铜——改善Cu-Zn合金的耐蚀性、机械性能。组别代号主要化学成分,%机械性能(变形)Cu其它bMPa%HBPb黄铜HPb63-3HPb60-162.0~65.059.0~61.0Pb2.4~3.0Pb0.6~1.060061054－－Sn黄铜HSn90-1HSn62-188.0~91.061.0~63.0Sn0.25~0.75Sn0.7~1.152070054148－Al黄铜HA

8、l77-276.0~79.0Al1.8~2.665012170Si黄铜HSi65-1.5-36