了解铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金、轴承合金及硬质合金的牌号、性能及用途。重点掌握铝合金、铜合金、硬质合金的牌号、性能及主要用途。第八章第八章第八章第八章 非铁金属及硬质合金非铁金属及硬质合金非铁金属及硬质合金非铁金属及硬质合金 铁或以铁为主而形成的合金称为铁金属，也称为黑色金属；而把除铁金属以外的金属及其合金称为非铁金属，也称为有色金属。第八章第八章第八章第八章 非铁金属及硬质合金非铁金属及硬质合金非铁金属及硬质合金非铁金属及硬质合金第一节第一节 铝及铝合金铝及铝合金 铝及铝合金是非铁金属中应用最广泛的一类金属材料，其产量仅次于钢铁材料。表8-1 铝及铝合金的组别表示方法第一节第一节 铝及铝合金铝及铝合金一、铝一、铝1.铝的性能 纯铝是铝的质量分数不低于99的一种银白色的金属。2)导电、导热性好3)在大气中具有良好的耐蚀性。4)塑性好(=50，=80)，强度低(b=80100MPa) 1)密度小(2.7g/cm )其性能是：2.纯铝的牌号及应用表8-2 常用工业纯铝的牌号、化学成分及应用举例二、铝合金二、铝合金 铝合金是在纯铝的基础上，加入适量的Cu、Mg、Si、Mn、Zn等合金元素，即形成了铝合金。第一节第一节 铝及铝合金铝及铝合金（一）铝合金的分类（一）铝合金的分类 根据铝合金的化学成分和工艺特点不同可分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。图8-1 铝合金相图的一般形式第一节第一节 铝及铝合金铝及铝合金（二）铝合金的热处理（二）铝合金的热处理第一节第一节 铝及铝合金铝及铝合金 图8-2 wCu=4的铝合金自然时效曲线退火状态 淬火状态 时效状态（二）铝合金的热处理（二）铝合金的热处理图8-3 wCu=4的铝合金在不同温度下的时效曲线第一节第一节 铝及铝合金铝及铝合金（三）常用铝合金（三）常用铝合金1.变形铝合金（1）防锈铝合金（2）硬铝（3）超硬铝 良好的耐蚀性，优良的塑性和焊接性，强度低。通过固溶处理和时效处理以获得高强度、硬 度，但耐蚀性低于纯铝，不耐海水腐蚀。（4）锻铝经固溶和时效处理后，强度高于硬铝合金，但耐蚀性较差。加热状态下具有良好的塑性，锻后经热处理，具有良好的力学性能， 由化学成分和性能特点分为防锈铝合金(LF)、硬铝合金(LY)、超硬铝合金(LC)、锻铝合金(LD)。代号用“铝”字和“铝合金类别”首字汉语拼音字首(即F、Y、C、D)加顺序号表示。第一节第一节 铝及铝合金铝及铝合金表8-3 常用变形铝合金的牌号、力学性能及应用举例第一节第一节 铝及铝合金铝及铝合金2.铸造铝合金 按所加入的合金元素不同，可分为铝-硅系(代号1)、铝-铜系(代号2)、铝-镁系(代号3)、铝-锌系(代号4)等四类。代号由“铸铝”二字的汉语拼音字首“ZL”加三位数字表示。牌号由“铸”字的汉语拼音字首“Z”加铝和主要合金元素符号及其平均质量分数组成。（1）铝硅合金（2）铝铜合金（3）铝镁合金 抗拉强度低(b=130140MPa)，塑性也较差 (=12)。变质处理后力学性能提高， b=180MPa，=8。 强度较高，耐热性高。（4）铝锌合金 耐蚀性好。 强度较高。第一节第一节 铝及铝合金铝及铝合金表8-4 常用铸造铝合金的牌号、力学性能及应用举例第一节第一节 铝及铝合金铝及铝合金 图8-4ZAlSi12变质前 显微组织 图8-5变质剂对Al-Si 相图的影响 图8-6 ZAlSi12变质后显微组织第一节第一节 铝及铝合金铝及铝合金第二节第二节 铜及铜合金铜及铜合金一、铜一、铜1.纯铜的性能 2）导电性和导热性好。 3）耐大气腐蚀性能良好。 4）具有良好的塑性(=4550)，容易进行冷、热压力加工，强度和硬度较低(b=230250MPa)。 1）纯铜的密度为8.96g/cm ，熔点为1 083。2.纯铜的代号及应用 工业纯铜的代号用“铜”的汉语拼音字首“T”加顺序号表示。表8-5 纯铜的代号、化学成分及应用举例第二节第二节 铜及铜合金铜及铜合金二、铜合金二、铜合金1.黄铜 以锌为主加元素的铜合金。（1）普通黄铜（2）特殊黄铜 在普通黄铜的基础上加入其他合金元素所组成的 多元合金，分为锡黄铜、硅黄铜、锰黄铜、铅黄 铜和铝黄铜。牌号是在“H”后面加除锌以外的主要 合金元素的符号及铜和主要合金元素的质量分数 百分数。 铸造黄铜具有良好的铸造性，牌号是在“ZCu”后面 加主要合金元素符号及其平均质量分数百分数。 由铜和锌组成的二元合金，分为单相黄铜和双相 黄铜两类。牌号用“黄”字汉语拼音字首“H”加一组 数字表示。第二节第二节 铜及铜合金铜及铜合金表8-6 常用黄铜的牌号、力学性能及应用举例第二节第二节 铜及铜合金铜及铜合金2.青铜 除黄铜、白铜(以镍为主加元素的铜合金)以外的铜合金，分为锡青铜、铝青铜、铍青铜和铅青铜等。牌号用“青”字汉语拼音字首“Q”加主要合金元素符号及其质量分数和其他合金元素的质量分数百分数。（1）锡青铜（2）铝青铜（3）铍青铜 以锡为主加合金元素的铜合金。耐磨性好，对大 气、海水的耐蚀性比黄铜好；流动性差，铸件的致 密度不高。 以铝为主加合金元素的铜合金。具有比黄铜和锡青 铜更好的耐蚀性、耐磨性、耐疲劳性和强度等。 以铍为主加合金元素的铜合金。强度和硬度高、耐 磨性、耐蚀性、导电性和导热性好，有很高的弹性 极限和疲劳强度，是综合性能较高的结构材料。第二节第二节 铜及铜合金铜及铜合金表8-7 常用青铜的牌号、力学性能及应用举例第二节第二节 铜及铜合金铜及铜合金第三节第三节 钛及钛合金钛及钛合金一、钛一、钛表8-8 工业纯钛的牌号、力学性能及应用 银白色的金属，密度为4.508g/cm ，熔点为1 677，热膨胀系数小，耐蚀性好。有两种同素异晶体，密排六方晶格和体心立方晶格。二、钛合金二、钛合金 以钛为基体，主要加入铝、锡、铬、钼、钒、铁等合金元素而形成的合金。牌号用“钛”字的汉语拼音字首“T”加合金类别代号加顺序号表示。1.型钛合金 主要加入合金元素铝和锡，500600下，强度高，塑性及焊接性良好，并且组织稳定。2.型钛合金 主要加入铬、钼、钒等合金元素，抗拉强度较高，塑性和焊接性良好，但生产工艺复杂。3.+型钛合金 含有铝、锡、铬、钼、钒等合金元素，400下，强度较高、塑性和焊接性良好，且组织稳定。第三节第三节 钛及钛合金钛及钛合金表8-9 常用钛合金的牌号、力学性能及应用举例第三节第三节 钛及钛合金钛及钛合金第四节第四节 轴轴 承承 合合 金金一、对轴承合金的性能要求一、对轴承合金的性能要求 1) 足够的抗压强度和疲劳强度。 2) 足够的塑性和韧性。 3) 较小的摩擦系数，高的耐磨性。 4) 较好的磨合性能。 5) 良好的导热性。 6) 良好的耐蚀性。 7) 良好的铸造性能。第四节第四节 轴轴 承承 合合 金金二、轴承合金的组织特征二、轴承合金的组织特征 有两种组织类型：一是在软基体上均匀分布着硬质点；二是在硬基体上均匀分布着软质点。图8-11 轴承合金理想组织示意图1轴瓦 2轴 3硬颗粒物 4软基体三、常用轴承合金三、常用轴承合金 铸造轴承合金的牌号用“铸”字汉语拼音字首“Z”加基体元素的化学符号加主要合金元素的化学符号及其质量分数百分数。1.锡基轴承合金(锡基巴氏合金) 以锡为基础，加入合金元素锑、铜等组成的合金。 性能特点是具有良好的塑性、韧性和导电、导热性，适当的硬度和较小的摩擦系数。图8-12 轴承合金的显微组织第四节第四节 轴轴 承承 合合 金金2.铅基轴承合金(铅基巴氏合金) 以铅锑为基础，加入合金元素锡、铜等组成的合金。性能是强度、硬度、韧性均低于锡基轴承合金，摩擦系数大。3.铝基轴承合金 以铝为基础，加入锡、锑、铜等元素形成的合金，有铝锑镁轴承合金和高锡铝轴承合金两种。资源丰富，价格低，耐磨性、疲劳强度和高温强度良好。但线胀系数较大，抗咬合性较差。表8-10 常用锡基轴承合金与铅基轴承合金的牌号、力学性能及应用举例第四节第四节 轴轴 承承 合合 金金第五节第五节 硬硬 质质 合合 金金 硬质合金是以一种或多种难熔的金属碳化物(如碳化钨WC、碳化钛TiC等)粉末与起粘结作用的金属(钴Co)粉末混合，采用粉末冶金工艺制成的粉末冶金合金。一、硬质合金的性能特点一、硬质合金的性能特点 1)硬度高(8693HRA)、热硬性高(可达9001000)、耐磨性好。 2)抗压强度高(6000MPa)，但抗弯强度低，韧性较差。二、常用硬质合金二、常用硬质合金1.钨钴类硬质合金2.钨钴钛类硬质合金图8-13 硬质合金显微组织表8-11 常用硬质合金的牌号、化学成分及力学性能3.通用类硬质合金第五节第五节 硬硬 质质 合合 金金 本章介绍了有色金属及硬质合金的种类、牌号、性能和用途。在理解有色金属时，应与钢进行比较，尤其是有色金属的强化手段和热处理特点。关于铝合金、铜合金及硬质合金的种类、性能及用途应给予重视。