机械工程材料 第3版 教学课件 作者 王运炎课件第九章 有色金属及粉末冶金材料.ppt

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1、第九章有色金属及粉末冶金材料第一节铝及铝合金第二节铜及铜合金第三节滑动轴承合金第四节粉末冶金材料第一节铝及铝合金纯铝的性能特点：1.纯铝的密度较小；熔点为660℃；具有面心立方晶格；无同素异晶转变2.纯铝的导电性、导热性很高3.纯铝是非磁性、无火花材料，而且反射性能好4.纯铝的强度很低,塑性很高5.在空气中具有良好的耐蚀性。但不能耐酸、碱、盐的腐蚀。工业纯铝分为纯铝和高纯铝两类。一、工业纯铝（一）铝合金分类制作铝合金的合金元素大致分主加元素（硅、铜、镁、锌、锰等）和辅加元素（铬、钛、锆等）两类。铝与主加元素的二元相图一般都具有如图9-1所示形式。二、铝合金分类及时效

2、强化分类如下：不可强化铝合金（F左）变形铝合金（D左）可强化铝合金（D~F）铸造铝合金（D右）图9-1铝合金分类示意图Ⅰ—变形铝合金Ⅱ—热处理不可强化铝合金Ⅲ—铸造铝合金图9-2ωCu为4%的铝合金自然时效曲线（二）铝合金的时效强化时效强化：淬火后，铝合金的强度和硬度随时间而发生显著提高的现象。室温下进行的时效称为自然时效，加热条件下进行的时效称为人工时效。图9-3ωCu为4%的铝合金在不同温度下的时效曲线（三）铝合金的回归处理将已经时效强化的铝合金，重新加热到200～270℃，经短时间保温，然后在水中急冷，使合金恢复到淬火状态的处理。三、变形铝合金变形铝合金可按其

3、主要性能特点分为防锈铝（铝-锰系合金或铝-镁系合金）、硬铝（铝-铜-镁系合金）、超硬铝（铝-铜-镁-锌系合金）与锻铝（铝-铜-镁-硅系合金）等。四、铸造铝合金牌号表示：由“Z”和基本金属铝的化学元素符号、主要合金化学元素符号以及合金化学元素名义百分含量（质量分数）×100的数字组成。牌号后“A”表示优质。图9-6ZL102合金的显微组织（变质后）（100x）图9-4铝-硅二元合金相图图9-5ZL102合金的显微组织（变质前）（100x）第二节铜及铜合金工业纯铜的特点：1.纯铜的密度为8.96g/cm3，熔点为1083℃，具有面心立方晶格，无同素异构转变；2.具有优良

4、的导电性、导热性、抗磁性及良好的耐蚀性；3.纯铜的强度不高、硬度很低、塑性很好。一、工业纯铜二、铜合金的分类及牌号表示方法（一）铜合金分类按化学成分，可分为黄铜、青铜及白铜；按生产方法，可分为压力加工产品和铸造产品。（二）铜合金牌号表示方法1．加工铜合金（1）加工黄铜：表示方法为“H”＋铜元素含量（质量分数×100）。（2）加工青铜：“Q”＋第一主加元素的化学符号及含量（质量分数×100）＋其他合金元素含量（质量分数×100）。2．铸造铜合金“Z”+铜元素化学符号+主加元素的化学符号及含量（质量分数×100）+其它合金元素化学符号及含量（质量分数×100）。三、黄铜

5、（一）普通黄铜1．普通黄铜的组织（如图9-7及图9-8所示）图9-7α单相黄铜的显微组织（100x）图9-8α+β′双相黄铜的显微组织（100x）图9-9锌对铜力学性能的影响（退火）2．普通黄铜的性能黄铜的强度和塑性与含锌量有密切的关系（如图9-9所示）（二）特殊黄铜在普通黄铜基础上，再加入其他合金元素所组成的多元合金称为特殊黄铜。四、青铜（一）锡青铜1．锡青铜的组织图9-10锡青铜（ωSn＞5%～6%）的铸态组织（100x）2．锡青铜的性能锡对锡青铜的力学性能影响如图9-11所示（二）铝青铜和铍青铜常用铝青铜和铍青铜的代号、成分、力学性能及用途如书中表9-4所示。

6、3．常用的锡青铜（1）加工锡青铜（2）铸造锡青铜图9-11铸造锡青铜的力学性能与含锡量的关系第三节滑动轴承合金图9-12滑动轴承结构（a）部分式轴瓦（b）轴瓦上镶铸轴承衬（一）具有良好的减摩性1.摩擦系数低2.磨合性好3.抗咬合性好一、轴承合金性能的要求（二）具有足够的力学性能滑动轴承合金要有较高的抗压强度和疲劳强度，并能抵抗冲击和振动。此外，轴承合金还应具有良好的导热性、小的热膨胀系数、良好的耐蚀性和铸造性能。图9-13滑动轴承理想组织示意图二、轴承合金的组织特性（一）在软的基体上孤立地分布硬质点这类组织有较好的磨合性与抗冲击、抗振动能力。但难以承受高的载荷。（二

7、）在较硬的基体上分布着软的质点这类组织也具有低的摩擦系数，但其磨合性较差。三、常用的轴承合金（一）锡基轴承合金与铝基轴承合金（巴氏合金）表示方法：“Z”+基体元素与主加元素的化学符号+主加元素的含量（质量分数×100）+辅加元素化学符号+辅加元素的含量（质量分数×100）。1．锡基轴承合金（锡基巴氏合金）以锡为基体元素，加入锑、铜等元素组成的合金。其显微组织如图9-14所示。图9-14ZSnSb11Cu6铸造锡基轴承合金显微组织（100x）2．铅基轴承合金（铅基巴氏合金）它是铅-锑为基的合金。铅基轴承合金的显微组织如图9-15所示。（二）铜基轴承合金铜基轴承合金