第六章

非铁金属、合金及 粉末冶金材料

第六章 非铁金属、合金及粉末冶 金材料概述

第一节第二节

铝及铝合金铜及铜合金

第三节第四节

轴承合金钛及其钛合金

第五节

粉末冶金

概 述1.定义 : 除黑色金属 ( 钢、铁 ) 以外的所有 金属。2.性能特点:具有独特的性能。 3.分类 重金属(密度>3.5); Cu、Ni 等。

轻金属(密度<3.5); Al、Mg 等。 贵重金属; Au、Ag、Pt 等。 稀有金属; W、Ti、Ra、Nb 等。 半金属; Si、Te、B 等。本章将分别介绍一些工程上常用的非铁金属材料及 其应用。

第一节

铝及铝合金

一、工业纯铝 1.铝的性能特点: 密度小;导电及导热性能好;抗大气 腐蚀性好;塑性高;强度低;无磁性;无打击火花;加 工工艺性好等。

高纯铝 L01~04;工业高纯铝 L0、L00;工 业纯铝 L1~5 2.纯铝的分类工业纯铝的代号表示为L1、L2、L3-------。代号中 的“L”为“铝”字汉语拼音字首，其后的数字表 示序号。序号数字越大，纯度越低。 工业纯铝的新牌号可参阅表6-1,代号L1、L2、L3 所对应的新牌号分别为1070、1060、1050。

第一节 二、铝合金 一).铝合金的分类

铝及铝合金

第一节

铝及铝合金

不能热处理 强化铝合金

形变铝合金 铝合金 的分类 铸造铝合金

能热处理 强化铝合金

第一节 二).常用铝合金

铝及铝合金

1.变形铝合金的分类、代号和牌号表示 变形铝合金按其成分和特征分为防锈铝合金、硬 铝合金、超硬铝合金和锻铝合金。 铝合金可用代号或牌号表示。代号按原国家标准 GB/T 3190—1982 所 规 定 的 方 法 表 示 ； 牌 号 按 (GB/T16474—1996)《变形铝合金及铝合金牌 号表示方法》规定的方法表示。在过渡期间，代 号可继续使用。

第一节

铝及铝合金

1)变形铝合金的代号 用“铝”和“合金类别” 的汉语拼音字首及后面的序号数字表示。变形铝 合 金 有 防 锈 铝 ( LF)、 硬 铝 ( LY)、 超 硬 铝 (LC)、锻铝(LD)四种类别。例如LF21表示序 号为21的防锈铝合金；LY11表示序号为11的硬铝 合金。 2)变形铝及铝合金的牌号 按照(GB/T16474 ㎏—1996)《变形铝及铝合金牌号表示方法》的 规定，我国变形铝及铝合金牌号采用国际四位数 字体系和四位字符体系表示。凡按照化学成分在 国际牌号注册命名的铝及铝合金，直接采用四位 数字体系(即采用四位阿拉伯数字表示);未在 国际牌号注册的，则按照四位字符体系表示(采 用阿拉伯数字和英文大写字母表示),如表6-1。

第一节 2 常用的变形铝合金 1)防锈铝合金 2)硬铝合金 3)超硬铝合金 4)锻铝合金

铝及铝合金

第一节

铝及铝合金

1).防锈铝合金

( LF ) :是在大气、水和石油等介质中具有良好抗腐蚀性能的变形铝合金.主要 有两大系列:

Al – Mn 通过固溶强化提高铝合金的 强度和抗蚀性 ( 比纯铝好 )。 Al – Mg 通过固溶强化提高铝合金的 强度和抗蚀性 ( 比纯铝轻 )。

第一节

铝及铝合金

2).硬铝合金 ( LY ) : 在A l – Cu 系合金基础上发展 起来的具有较高力学性能的变形铝合金.主要有 两大系列: Al – Cu – Mg 和Al – Cu – Mn Al – Cu – Mg 通过时效强化提铝合金强度, 但耐蚀性不高。 LY1、LY11、 LY12

第一节

铝及铝合金

3).超硬铝合金 ( LC ) :工业上使用的室温力学性能 最高的变形铝合金. Al – Zn – Mg – Cu 通过 时效强化和形成的强化相, 使铝合金达到最高的硬度和 强度。但耐蚀性较差。LC4、 LC9。

第一节

铝及铝合金

4).锻铝合金 ( LD ) :在锻造范围内具有优良 的塑性,可以制造复杂锻件的一种变形铝合 金. Al – Mg – Si – Cu 具有良好的热塑性,通过 固溶处理和人工时效来提高铝合金的力学 性能。

第一节

铝及铝合金

3.铸造铝合金 (1)铸造铝合金的分类、代号和牌号 根据主加元素的不同，铸造铝合金分为Al-Si系、 Al-Cu系、Al-Mg系和Al-Zn系四类，其中Al-Si系 合金是工业中应用最广泛的铸造铝合金。 铸造铝合金的代号用“铸铝”两字汉语拼音字 首“ZL”加三位数字表示。在三位数字中，第一 位数字表示合金类别：1表示Al-Si系，2表示AlCu系，3表示Al-Mg系，4表示Al-Zn系，第二、 第三位表示顺序号。

第一节

铝及铝合金

铸造铝合金的牌号用“铸”字汉语拼音字 首“Z”+基本元素(铝元素)符号+主要 合金元素符号+主要添加合金元素的百分 含量表示。优质合金在牌号后面标注“A”, 压铸合金在牌号前面冠以字母“YZ”。如 ZAlSi12表示含硅量为12%,余量为铝的铸 造铝合金。

第一节

铝及铝合金

(2)常用的铸造铝合金

– 硅合金 铸造铝 – 铜合金 铸造铝 – 镁合金 铸造铝 – 锌合金 铸造铝

第一节

铝及铝合金

1).铸造铝 – 硅合金 ( ZL101~ZL111 ) :铸造性能好，但强度、塑性较低。经变质处理可提高其 力学性能。

第一节

铝及铝合金

2).铸造铝 – 铜合金 ( ZL201~ZL203 ) :有较高的强度、塑性、切削加工性能及耐 热性,但铸 造性能和耐蚀性较差。多用于制造内 燃活塞和气缸盖等。

铝铜合金铸造组织

第一节

铝及铝合金

3).铸造铝 – 镁合金 ( ZL301、ZL302 )有较高的强度、韧性、质量轻及耐蚀性,但铸 造性能和耐热性较差。多用于承受冲击载荷及在 腐蚀条件下工作的零件。

铝镁合金铸造组织

鼓风机用密封件

第一节

铝及铝合金

4).铸造铝 – 锌合金 ( ZL401、

ZL402 ) :具有良好的铸造性,经变质处理和时效处理 后,强度高,但耐蚀性差。一般用于制造汽车发动 机配件，仪表元件等。

大型空压机活塞

第二节

铜及铜合金

一.纯铜 通常呈紫红色,又称紫铜.密度8960kg/m3,熔点1083,面心立方晶格,无同素异构转变. 纯铜分为工业纯铜和无氧纯铜两大类. 工业纯铜牌号有T1 、 T2 、 T3 、 T4四种,序号 越大,纯度越低.无氧纯铜含氧量低于0.003%,有 Tu1 、 Tu2 两种. 二.铜合金 铜合金安按加入元素,可分为黄铜、青铜和白铜.其 中黄铜和青铜在机械生产中用的最为普遍.