第一節(jié)鋁及鋁合金一、純鋁鋁在地殼中儲(chǔ)量豐富.占地殼總質(zhì)量的８.２％.居所有金屬元素之首.純鋁的主要用途是:代替較貴重的銅.制作導(dǎo)線.配制各種鋁合金以及制作要求質(zhì)輕、導(dǎo)熱或耐大氣腐蝕的器皿等.工業(yè)上使用的純鋁.其純度為９９.７％~９８％.牌號(hào)有Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６和Ｌ７.后面的數(shù)字表示純度.數(shù)字越大.純度越低.二、鋁合金通過向鋁中加入一定量的合金元素(如硅、銅、錳等).并進(jìn)行冷變形加工或熱處理下一頁返回第一節(jié)鋁及鋁合金

可大大提高其力學(xué)性能.其強(qiáng)度甚至可達(dá)到鋼的強(qiáng)度指標(biāo).σｂ可達(dá)４００~７００ＭＰａ.可用于制造承受較大載荷的機(jī)器零件和構(gòu)件.因此.鋁合金廣泛應(yīng)用于民用與航空工業(yè).１.鋁合金的分類根據(jù)鋁合金的成分及生產(chǎn)工藝特點(diǎn).可將鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類.２.鋁合金的時(shí)效強(qiáng)化鋁合金的熱處理與鋼的不同.鋼主要是通過控制同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變來改變性能.如淬火后由奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體.從而使鋼的強(qiáng)度和硬度提高.而塑性下降.通過回火.又使強(qiáng)度和硬度下降而塑性上升.鋁合金則不同.從相圖可以看出.上一頁下一頁返回第一節(jié)鋁及鋁合金

它是通過固溶－時(shí)效處理來改變性能的.鋁合金的熱處理主要應(yīng)用于可以熱處理強(qiáng)化的變形鋁合金.將鋁合金加熱到稍稍超過固溶線.保溫適當(dāng)時(shí)間.可得到均勻的單相α固溶體.然后在水中快速冷卻.使第二相來不及析出.結(jié)果在室溫下獲得過飽和α固溶體組織.這就是固溶處理.是熱處理的第一步.在室溫下.這種α固溶體是過飽和的、不穩(wěn)定的組織.有分解出第二相過渡到穩(wěn)定狀態(tài)的傾向.所以接著進(jìn)行熱處理的第二步.上一頁下一頁返回第一節(jié)鋁及鋁合金

如果合金在室溫下放置很長時(shí)間.或在一定溫度下保持足夠時(shí)間.由于不穩(wěn)定固溶體在析出第二相過程中會(huì)導(dǎo)致晶格畸變.從而使合金的強(qiáng)度和硬度得到顯著提高.而塑性則明顯下降.鋁合金固溶處理后的性能隨時(shí)間延長而發(fā)生強(qiáng)化的現(xiàn)象.稱為時(shí)效或時(shí)效強(qiáng)化.合金在室溫下擱置所產(chǎn)生的時(shí)效稱自然時(shí)效.在高于室溫的某一溫度范圍(１００℃~２００℃)發(fā)生的時(shí)效稱為人工時(shí)效.時(shí)效溫度越高.則時(shí)效的過程越快.但強(qiáng)化的效果越小.固溶時(shí)效處理是鋁合金的主要強(qiáng)化手段.也是一種重要的熱處理方法.在其他有色金屬和高溫合金中都有很廣泛的應(yīng)用.是金屬中的重要強(qiáng)化手段之一.上一頁下一頁返回第一節(jié)鋁及鋁合金

三、變形鋁合金不可熱處理強(qiáng)化的變形鋁合金主要有防銹鋁合金.可熱處理強(qiáng)化的變形鋁合金主要有硬鋁、超硬鋁和鍛鋁合金.１.防銹鋁合金(ＬＦ)防銹鋁合金用“鋁防”漢語拼音字首“ＬＦ”加順序號(hào)表示.屬Ａｌ－Ｍｎ系合金及Ａｌ－Ｍｇ系合金.加入錳主要用于提高合金的耐蝕能力和產(chǎn)生固溶強(qiáng)化.加入鎂起固溶強(qiáng)化作用和降低密度.防銹鋁合金強(qiáng)度比純鋁的高.并有良好的耐蝕性、塑性和焊接性.但切削加工性較差.這類合金不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化.而只能進(jìn)行冷塑性變形強(qiáng)化.防銹鋁合金主要用于制造構(gòu)件、容器、管道、蒙皮及需要拉伸、彎曲的零件和制品.上一頁下一頁返回第一節(jié)鋁及鋁合金

２.硬鋁合金(ＬＹ)硬鋁合金用“鋁硬”的漢語拼音字首“ＬＹ”加順序號(hào)表示.屬Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ系合金.加入銅和鎂是為了在時(shí)效過程中產(chǎn)生強(qiáng)化相.這類合金既可通過熱處理(時(shí)效處理)強(qiáng)化來獲得較高的強(qiáng)度和硬度.還可以進(jìn)行變形強(qiáng)化.硬鋁在航空工業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用.如用做飛機(jī)構(gòu)架、螺旋槳、葉片等.但其抗蝕性較差.上一頁下一頁返回第一節(jié)鋁及鋁合金

３.超硬鋁合金(ＬＣ)超硬鋁代號(hào)用“鋁超”的漢語拼音字首“ＬＣ”加順序號(hào)表示.屬Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ－Ｚｎ系合金.這類合金經(jīng)淬火加人工時(shí)效后.可產(chǎn)生多種復(fù)雜的第二相.具有很高的強(qiáng)度和硬度.切削性能良好.但耐腐蝕性較差.常用做飛機(jī)上的主要受力部件.如大梁桁架、加強(qiáng)框和起落架等.４.鍛鋁合金(ＬＤ)鍛鋁合金用“鋁鍛”的漢語拼音字首“ＬＤ”加順序號(hào)表示.屬Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金.元素種類多.但含量少.因而合金的熱塑性好.適于鍛造.故稱鍛鋁.鍛鋁通過固溶處理和人工時(shí)效來強(qiáng)化.主要用于制造外形復(fù)雜的鍛件和模鍛件.上一頁下一頁返回第一節(jié)鋁及鋁合金

四、鑄造鋁含金鑄造鋁合金可分為四大類:Ａｌ－Ｓｉ系、Ａｌ－Ｃｕ系、Ａｌ－Ｍｇ系和Ａｌ－Ｚｎ系.其中Ａｌ－Ｓｉ系合金具有良好的力學(xué)性能和鑄造性能.應(yīng)用最廣.上一頁返回第二節(jié)銅及銅合金一、純銅純銅又稱紫銅.因純銅是用電解法獲得的.故又稱電解銅.其密度為８.９ｇ/ｃｍ３.熔點(diǎn)為１０８３℃.固態(tài)時(shí)晶體結(jié)構(gòu)為面心立方晶格.無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變.純銅的強(qiáng)度低.σｂ為２００~２５０ＭＰａ.塑性高.δ為３５％~４５％.便于承受冷、熱鍛壓加工.純銅的化學(xué)穩(wěn)定性較高.在大氣、水蒸氣、水和熱水中基本不受腐蝕.在海水中易受腐蝕.純銅具有很高的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性.其導(dǎo)電性僅次于銀.居第二位.故在電器工業(yè)和動(dòng)力機(jī)械中得到廣泛的應(yīng)用.下一頁返回第二節(jié)銅及銅合金如用來制造電導(dǎo)線、散熱器、冷凝器等.工業(yè)純銅一般被加工成棒、線、板、管等型材.用于制造電線、電纜、電器零件及熔制銅合金等.根據(jù)雜質(zhì)的含量.工業(yè)純銅可分為四種:Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４.“Ｔ”為銅的漢語拼音字首.數(shù)字序號(hào)越大.銅的純度越低.二、銅合金純銅的強(qiáng)度低.不適于制作結(jié)構(gòu)件.為此常加入適量的合金元素制成銅合金.銅合金是工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的有色金屬材料.按化學(xué)成分的不同.銅合金可分為黃銅、青銅和白銅.一般機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用較多的是黃銅、青銅.而白銅主要是制造精密機(jī)械與儀表的耐蝕件及電阻器、熱電偶等.上一頁返回第三節(jié)軸承合金一、對(duì)軸承合金的性能要求有足夠的強(qiáng)度和硬度.以便承受軸頸施加的較大壓力.有足夠的塑性和韌性.以抵抗沖擊和振動(dòng).具有良好的減磨性.摩擦系數(shù)小.耐磨性好.蓄油性好.以保證軸承在較好的潤滑條件和低的摩擦系數(shù)下工作.有良好的耐蝕性、導(dǎo)熱性和較小的膨脹系數(shù).以防與軸發(fā)生咬合.加工工藝性好.容易制造.價(jià)格低二、軸承合金的組織為保證上述性能要求.軸承合金應(yīng)具理想的組織.即在軟的基體上分布著硬質(zhì)點(diǎn).下一頁返回第三節(jié)軸承合金

軸承工作時(shí).軟基體很快磨損而凹下.以便儲(chǔ)存潤滑油.使軸與軸瓦間形成連續(xù)油膜.硬質(zhì)點(diǎn)突出于表面以承受載荷.并抵抗自身的磨損.屬于這類組織的有錫基、鉛基軸承合金.但這種組織難以承受高的載荷.還有一類軸承合金的組織.是在硬的基體上分布著軟的質(zhì)點(diǎn).也具有低的摩擦系數(shù).而且能承受較高的載荷.但其磨合性較差.屬于這類組織的軸承合金有銅基、鋁基等軸承合金.三、常用軸承合金常用的軸承合金有錫基與鉛基軸承合金、銅基軸承合金、鋁基軸承合金等.上一頁返回第四節(jié)粉末冶金與硬質(zhì)合金一、粉末冶金簡介粉末冶金是利用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作原料.將幾種粉末混勻壓制成型.并經(jīng)過燒結(jié)而獲得材料或零件的加工方法.近二三十年來.粉末冶金得到迅速的發(fā)展.粉末冶金法在機(jī)械、冶金、化工、交通運(yùn)輸、輕工、原子能、電子、遙控、火箭、宇航等部門得到越來越廣泛的應(yīng)用.粉末冶金法和金屬熔煉法與鑄造方法有根本的不同.其生產(chǎn)過程包括粉末的生產(chǎn)、混料、壓制成型、燒結(jié)及燒結(jié)后的處理等工序.用粉末冶金方法不但可以生產(chǎn)多種具有特殊性能的金屬材料.下一頁返回第四節(jié)粉末冶金與硬質(zhì)合金

如硬質(zhì)合金、難熔金屬材料、無偏析高速鋼、耐熱材料、減磨材料、熱交換材料、摩擦材料、磁性材料及核燃料元件等.而且還可以制造很多機(jī)械零件.如齒輪、凸輪、軸套、襯套、摩擦片、含油軸承等.與一般零件的生產(chǎn)方法相比.它具有少切削或無切削、生產(chǎn)率高、材料利用率高、節(jié)省生產(chǎn)設(shè)備和占地面積小等優(yōu)點(diǎn).由于壓制設(shè)備噸位及模具制造的限制.目前粉末冶金法還只能生產(chǎn)尺寸有限和形狀不很復(fù)雜的工件.上一頁下一頁返回第四節(jié)粉末冶金與硬質(zhì)合金

二、硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是以碳化鎢(ＷＣ)、碳化鈦(ＴｉＣ)等高熔點(diǎn)、高硬度的碳化物的粉末和起黏結(jié)作用的金屬鈷粉末經(jīng)混合、加壓成型、再燒結(jié)而制成的一種粉末冶金制品.因其工藝與陶瓷燒結(jié)相似.所以也稱金屬陶瓷硬質(zhì)合金或燒結(jié)硬質(zhì)合金.硬質(zhì)合金具有高硬度(６９~８１ＨＲＣ)、高熱硬性(可達(dá)９００℃~１０００℃)、高耐磨性和較高抗壓強(qiáng)度.用它制造刀具.其切削速度、耐磨性與壽命都比高速鋼的高.硬質(zhì)合金通常制成一定規(guī)格的刀片.裝夾或鑲焊在刀體上使用.它還用于制造某些冷作模具、量具及不受沖擊、振動(dòng)的高耐磨零件.目前.常用的硬質(zhì)合金有金屬陶瓷硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金.(一)金屬陶瓷硬質(zhì)合金上一頁下一頁返回第四節(jié)粉末冶金與硬質(zhì)合金

１.鎢鈷類硬質(zhì)合金２.鎢、鈷、鈦類硬質(zhì)合金３.通用硬質(zhì)合金(二)鋼結(jié)硬質(zhì)合金鋼結(jié)硬質(zhì)合金是以一種或幾種碳化物(如