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第八章有色金屬及其合金有色金屬的性能特點(diǎn)鋁合金及其應(yīng)用軸承合金及其應(yīng)用1.定義:除黑色金屬(鋼、鐵)以外的所有金屬。2.分類(lèi)重金屬(密度>3.5);Cu、Ni等。輕金屬(密度<3.5);Al、Mg等。貴重金屬;Au、Ag、Pt等。稀有金屬;W、Ti、Ra、Nb等。半金屬;Si、Te、B等。3、有色金屬性能及特點(diǎn)力學(xué)性能:高的比強(qiáng)度(強(qiáng)度/密度);物理性能:導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、無(wú)磁性、形狀記憶特性化學(xué)性能:耐腐蝕
第一節(jié)鋁合金及其應(yīng)用知識(shí)要點(diǎn)鋁合金的強(qiáng)化方式鋁合金的分類(lèi)及應(yīng)用一、純鋁的性能特點(diǎn)及應(yīng)用:輕,密度低→配置鋁合金抗大氣腐蝕→包覆材料導(dǎo)電導(dǎo)熱性好→導(dǎo)線(xiàn)、電容加工性能好→包裝材料強(qiáng)度低→不能作為承受載荷的結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用具有面心立方晶格,無(wú)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變,無(wú)磁性。純鋁的牌號(hào):四位字符(以1開(kāi)頭,第二位表示純鋁的成分狀況,第三、四位表示鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)。)第二位A、B或0—9A---原始純鋁,B---改型后0---鋁中雜質(zhì)極限含量無(wú)特殊控制1---9對(duì)一種或幾種雜質(zhì)極限含量有特殊控制1A9910701145二、鋁合金:向鋁中加入合金元素→鋁合金。常加的合金元素:主:Cu,Mg,Si,Zn,Mn等;微:Ti,Zr,Cr,B等;作用:固溶強(qiáng)化和第二相強(qiáng)化鋁合金的分類(lèi)鋁合金一般具有有限固溶型共晶相圖。1.鋁合金的分類(lèi)變形鋁合金(D以左)鑄造鋁合金(D以右)不能熱處理強(qiáng)化鋁合金能熱處理強(qiáng)化鋁合金共晶點(diǎn)合金元素2鋁合金的強(qiáng)化方式
變形強(qiáng)化(加工硬化)對(duì)合金進(jìn)行冷變形,能增加其內(nèi)部的位錯(cuò)密度,阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng),提高合金強(qiáng)度。這對(duì)不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化的鋁合金提供了強(qiáng)化的途徑和方法。時(shí)效強(qiáng)化:(重點(diǎn))可熱處理強(qiáng)化鋁合金。變質(zhì)處理(細(xì)晶強(qiáng)化):適合鑄造鋁合金在鋁合金中添加微量元素細(xì)化組織提高鋁合金力學(xué)性能(既提高強(qiáng)度又改善塑性)。固溶強(qiáng)化:是指將合金加熱到固溶線(xiàn)以上,保溫并淬火后獲得過(guò)飽和的單相固溶體組織的處理。硬鋁——“懶”的發(fā)現(xiàn)跟鋼比起來(lái),鋁并不是特別的堅(jiān)硬。但如果把它跟各種不同的元素練成合金,它就變得比較堅(jiān)硬了。通過(guò)冷變形處理,鋁合金的強(qiáng)度還能繼續(xù)提高。這是途徑之一。我們也知道,碳素鋼經(jīng)過(guò)加熱,隨后在水中激冷,即所謂淬火,就能提高它的硬度和強(qiáng)度。鋁合金是否也能做類(lèi)似的試驗(yàn)?zāi)兀?906年,冶金工程師阿爾弗萊德維爾姆(1869-1937)在柏林——達(dá)勒姆國(guó)家材料檢驗(yàn)所里曾研究過(guò)這個(gè)問(wèn)題。他研究過(guò)一種鋁合金,這種合金后來(lái)被稱(chēng)為硬鋁而聞名世界。在煉取硬鋁時(shí)要加進(jìn)4.5%的銅。0.5%到1%的鎂和0.5%的錳。維爾姆做了一系列的試驗(yàn),把類(lèi)似的合金加熱到快要熔化的程度,緊接著使它激冷,但它的強(qiáng)度并不比原來(lái)大多少。維爾姆又一次交待一個(gè)試驗(yàn)員檢驗(yàn)用上述熱處理的試樣。這天是星期六,天氣特別好,這位試驗(yàn)員想準(zhǔn)時(shí)下班,便決定把試驗(yàn)拖到下一個(gè)星期進(jìn)行。到了星期一,人們發(fā)現(xiàn)試樣合金的強(qiáng)度高得異乎尋常。現(xiàn)在人們知道,堅(jiān)鋁經(jīng)過(guò)熱處理,再進(jìn)行時(shí)效作用后就變得更堅(jiān)硬了。人們稱(chēng)這種處理叫做時(shí)效硬化。后來(lái)人們還研制出了其他一些合金,這些合金也是通過(guò)失效硬化而具有更高強(qiáng)度的。維爾姆的發(fā)現(xiàn),對(duì)硬鋁在飛機(jī)制造工業(yè)上的應(yīng)用具有重大的意義,因?yàn)闆](méi)有其它的金屬材料能比得上經(jīng)過(guò)時(shí)效硬化的硬鋁所具有的比重小而強(qiáng)度大的特性。背景資料:1906年德國(guó)Duralumin首次發(fā)現(xiàn)。1910年德國(guó)A·Welmer發(fā)明并獲專(zhuān)利。1916年用于制造飛機(jī)。1938年建立相關(guān)學(xué)說(shuō)。時(shí)效強(qiáng)化:是指將過(guò)飽和的固溶體加熱到固溶線(xiàn)以下某溫度保溫,以析出彌散強(qiáng)化相的熱處理。
鋁合金淬火后在室溫或者較低溫度下加熱保溫一段時(shí)間,隨時(shí)間延長(zhǎng)其強(qiáng)度硬度顯著增加的現(xiàn)象。
時(shí)效強(qiáng)化的步驟:
固溶處理(淬火)時(shí)效得到過(guò)飽和的相過(guò)飽和相中析出強(qiáng)化相自然時(shí)效人工時(shí)效時(shí)效曲線(xiàn)
鋁合金的固溶時(shí)效強(qiáng)化處理與鋼的淬火、回火處理不同。
鋼淬火伴隨相變,得到含碳過(guò)飽和的馬氏體組織,強(qiáng)度、硬度顯著升高而塑性韌性急劇下降,回火后馬氏體分解,強(qiáng)度硬度下降,塑性韌性提高。
鋁合金的固溶時(shí)效強(qiáng)化處理雖也要進(jìn)行淬火,得到過(guò)飽和固溶體,但強(qiáng)度、硬度并不高,而塑性、韌性卻很好,且隨后過(guò)飽和固溶體在室溫或加熱條件下再發(fā)生分解,并出現(xiàn)強(qiáng)化現(xiàn)象。回歸時(shí)間溫度
加熱200~270℃水淬時(shí)效組織原淬火組織人工時(shí)效后的鋁合金沒(méi)有回歸現(xiàn)象。變質(zhì)處理:常用于鑄造鋁合金未變質(zhì)處理的組織變質(zhì)處理的組織三常用的鋁合金變形鋁合金(D成分以左的合金)鑄造鋁合金(D成分以右的合金)(一)變形鋁合金(D’成分以左的合金):制成各種型材、棒料、板、管、線(xiàn)、箔等。牌號(hào):四位字符(2020)(第一位為數(shù)字,表示鋁合金組別2:銅(Cu)為主要合金元素的鋁合金3:錳(Mn)為主要合金元素的鋁合金4:硅(Si)為主要合金元素的鋁合金5:鎂(Mg)為主要合金元素的鋁合金6:鎂和硅(Mg/Si)為主要合金元素的鋁合金7:鋅(Zn)為主要合金元素的鋁合金第二位:A/(0)原始合金其它字母表示改型合金第三、四位:區(qū)分同一組的不同合金。無(wú)特殊意義3A212A11GB3190-82中的舊牌號(hào)仍可繼續(xù)使用,表示方法為:防銹鋁合金:LF+序號(hào)硬鋁合金:LY+序號(hào)超硬鋁合金:LC+序號(hào)鍛鋁合金:LD+序號(hào)鋁合金波紋管鋁合金制品鋁是可以回收利用的金屬(1)鋁錳合金(防銹鋁合金)LF+序號(hào)成分:AL—Mn(主)-MgMn,Mg的作用:提高抗腐蝕性能及塑性,固溶強(qiáng)化性能:?jiǎn)蜗喙倘荏w抗蝕性高,塑性好,,焊接性能好,不能熱處理強(qiáng)化,可冷變形強(qiáng)化。應(yīng)用:油箱、油管(罐)、鉚釘(3A21)等。衛(wèi)星天線(xiàn)(LF2)(2)鋁銅合金(又稱(chēng)硬鋁)LY+序號(hào)成分:AL—Cu—Mg—(Mn)元素作用:Cu,Mg:形成強(qiáng)化相(CuAL2,CuMgAL2),時(shí)效強(qiáng)化。Mn提高抗腐蝕性能;固溶強(qiáng)化;性能:強(qiáng)度較高,塑性好,可時(shí)效強(qiáng)化。低合金硬鋁,如LY1,L10等,主要用于制作鉚釘;標(biāo)準(zhǔn)硬鋁,如LY11(2A11)主要用于制作中等負(fù)荷的結(jié)構(gòu)零件;高合金硬鋁,如LY12,LY16等,主要用于制作航空模鍛件和重要的銷(xiāo)、軸等零件。飛機(jī)翼梁(腹板為硬鋁合金)加工鋁銅合金注意:熱處理淬火溫度范圍窄不超過(guò)±5°C抗蝕性差,易產(chǎn)生晶間腐蝕(在海水)應(yīng)用:主要用于飛機(jī)構(gòu)件,如飛機(jī)蒙皮(2A12)、擠壓成螺旋槳、葉片(2A11)等重要零件。(3)鋁鋅合金(超硬鋁)LC+序號(hào)成分:Al-Zn-Cu-Mg特點(diǎn):時(shí)效產(chǎn)生強(qiáng)烈的強(qiáng)化效果,強(qiáng)度很高(可達(dá)680MPa),缺點(diǎn)是耐熱性、抗蝕性差。應(yīng)用:飛機(jī)大梁、起落架等(7A04)(主要受力構(gòu)件)飛機(jī)主起落架(4)鋁鎂合金鍛鋁LD+序號(hào)成分:Al-Mg-(少量Mn,Si,Fe)特點(diǎn):塑性好、可鍛性好易于變形加工,抗腐蝕性能好、焊接性能好,不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。比純鋁輕。應(yīng)用:于形狀復(fù)雜的鍛件和模鍛件,如噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉輪、導(dǎo)風(fēng)輪等.航空工業(yè)中的管道、鉚釘?shù)取簹鈾C(jī)葉片(二)鑄造鋁合金特點(diǎn):力學(xué)性能不如變形鋁合金,鑄造性能好,用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜的零件。根據(jù)主要合金元素,鑄造鋁合金可分為Al-Si、Al-Cu、Al-Mg、Al-Zn等四類(lèi)。牌號(hào)舉例ZAlSi12Al-Si系:代號(hào)為ZL1+兩位數(shù)字順序號(hào)Al-Cu系:代號(hào)為ZL2+兩位數(shù)字順序號(hào)Al-Mg系:代號(hào)為ZL3+兩位數(shù)字順序號(hào)Al-Zn系:代號(hào)為ZL4+兩位數(shù)字順序號(hào)(1)Al-Si系鑄造鋁合金
(鑄造性能和力學(xué)性能配合最佳)A。簡(jiǎn)單硅鋁明:ZL102(ZALSi12)組織:a+Si共晶體性能:鑄造性能好,抗蝕性,耐熱性和焊接性較好,但強(qiáng)度低。<180MPa用途:形狀復(fù)雜、受力不大的零件,如儀表外殼等。B。復(fù)雜(特殊)硅鋁明:在AL—Si基礎(chǔ)上加入其它合金元素(Cu,Mn,Ni,Mg等)→強(qiáng)化方式(時(shí)效強(qiáng)化,變質(zhì)處理)。性能:鑄造性能好,較高的強(qiáng)度和耐磨性、耐熱性,耐腐蝕性好,線(xiàn)膨脹系數(shù)小。應(yīng)用:用于制造形狀復(fù)雜中等強(qiáng)度的零件,如發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、氣缸體、風(fēng)機(jī)葉片、液壓泵殼體等(代號(hào)ZL109)。活塞(裙部為鋁硅合金)未變質(zhì)處理
經(jīng)變質(zhì)處理
ZL102的鑄態(tài)組織Al-Si鑄造鋁合金(2).鋁銅合金Al-Cu這類(lèi)合金的耐熱性好,強(qiáng)度較高;但密度大,鑄造性能、耐蝕性能差,強(qiáng)度低于Al-Si系合金。常用代號(hào)有ZL201(ZAlCu5Mn)、ZL203(ZAlCu4)等。
含銅不低于4%,可以熱處理應(yīng)用:200—300度工作的零件如導(dǎo)風(fēng)葉輪或靜葉片汽缸頭(3).鋁鎂合金Al-Mg這類(lèi)合金的耐蝕性好,強(qiáng)度高,密度小;但鑄造性能差,耐熱性低。常用代號(hào)為ZL301(ZAlMg10)、ZL303(ZAlMg5Si1)等.主要用于制造外形簡(jiǎn)單、承受沖擊載荷、在腐蝕性介質(zhì)下工作的零件,如艦船配件、氨用泵體等。
鼓風(fēng)機(jī)用密封件(ZL102)及航空架件(ZL301)(4).鋁鋅合金Al-Zn這類(lèi)合金的鑄造性能好,強(qiáng)度較高,可自然時(shí)效強(qiáng)化;但密度大,耐蝕性較差。大型空壓機(jī)活塞(ZL401)常用代號(hào)為ZL401(ZAlZn11Si7)、ZL402(ZAlZn6Mg)等.主要用于制造形狀復(fù)雜受力較小的汽車(chē)、飛機(jī)、儀器零件。在金屬材料中,銅及其合金的應(yīng)用范圍僅次于鋼鐵。在非鐵金屬材料中,銅的產(chǎn)量?jī)H次于鋁。一.純銅1)純銅的性質(zhì):①外觀呈紫紅色,故又稱(chēng)紫銅;②相對(duì)密度為8.9,熔點(diǎn)為1083℃;第二節(jié)銅及銅合金性能:無(wú)磁性?xún)?yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,在大氣、淡水和冷凝水中有良好的耐蝕性。塑性好。優(yōu)良的加工性
工業(yè)純銅:含有0.1—0.5%雜質(zhì)的銅。(Pb,Bi,---熱脆O,S,P---冷脆)。分類(lèi)與代號(hào):加工純銅:T1,T2,T3:數(shù)字越大純度越低。無(wú)氧銅:TU0,TU1,TU3氧含量不大于0.003%磷脫氧銅:TP1,TP2含磷較高0.004---0.04%銀銅:TAg0.1含少量銀0.06%--0.12%應(yīng)用:加工純銅:壓力加工成板、帶、箔、管、棒、線(xiàn)、型七種形狀,用作導(dǎo)電材料、導(dǎo)熱及耐蝕器件和儀表零件;無(wú)氧銅:壓力加工成板、帶、箔、管、棒、線(xiàn)六種形狀,用作電真空器件及高導(dǎo)電性銅線(xiàn),抗氫能力強(qiáng),不氫脆;磷脫氧銅:壓力加工成板、帶、管三種形狀,用作導(dǎo)熱及耐蝕器件和儀表零件銀銅:壓力加工成板、管、線(xiàn)三種形狀,用作導(dǎo)電材料、導(dǎo)熱及耐蝕器件和儀表零件;配置銅合金;二、銅合金:加入元素:Zn,Sn,AL,Mn,Ni,Fe,Be,Ti,Si,Cr等;分類(lèi):按化學(xué)成分分:黃銅、青銅、白銅;按生產(chǎn)方式分:(壓力)加工產(chǎn)品鑄件
銅管銅與黃銅帶銅合金的分類(lèi)黃銅:Cu–Zn白銅:Cu–Ni青銅:除黃銅和白銅外的所有銅合金。(一)黃銅以鋅為主要合金元素的銅合金稱(chēng)為黃銅。黃銅按化學(xué)成分可分為普通黃銅和特殊黃銅。按工藝可分為加工黃銅和鑄造黃銅。黃銅鑄件黃銅棒1.普通黃銅銅與鋅的二元合金稱(chēng)為普通黃銅。加工普通黃銅的牌號(hào)為:H(黃)+表示銅平均百分含量的數(shù)字,如H68。從銅鋅合金相圖可以看出黃銅有和+’兩種組織,分別稱(chēng)單相黃銅和兩相黃銅。
(Z)H90含銅量WCu=90%黃銅鑄造黃銅的牌號(hào)單相黃銅塑性好。常用牌號(hào)有H80、H70、H68。適于制造冷變形零件,如彈殼、冷凝器管等。兩相黃銅熱塑性好,強(qiáng)度高.常用牌號(hào)有H59、H62。適于制造受力件,如墊圈、彈簧、導(dǎo)管、散熱器等。冷凝器管汽車(chē)機(jī)油泵襯套常用的黃銅金獎(jiǎng)黃銅---H90彈殼黃銅---H70(H68)日用黃銅---H62(H59)法蘭閥閘閥冷凝器管2.特殊黃銅在普通黃銅的基礎(chǔ)上加入Al、Fe、Si、Mn、Pb、Sn、Ni等元素形成特殊黃銅。
加工特殊黃銅的牌號(hào)為:H(黃)+主加元素符號(hào)(Zn除外)+銅平均百分含量+主加元素平均百分含量,如HPb59-1.特殊黃銅強(qiáng)度、耐蝕性比普通黃銅好,鑄造性能改善。
黃銅制品黃銅棒牌號(hào):HAl59-3含鋁量WAl=3%含銅量WCu=59%常用牌號(hào)有HPb63-3、HAl60-1-1、HSn62-1、HFe59-1-1、ZCuZn38Mn2Pb2、ZCuZn16Si4等。主要用于船舶及化工零件,如冷凝管、齒輪、螺旋槳、軸承、襯套及閥體等。3.黃銅的自裂與脫鋅:自裂---應(yīng)力腐蝕:黃銅在塑性變形后產(chǎn)生較大應(yīng)力,在潮濕空氣中或在微量氨的氣份中發(fā)生應(yīng)力腐蝕。含鋅量越高,應(yīng)力腐蝕傾向越大。脫鋅---鋅的電極電位遠(yuǎn)低于銅,所以在鹽水中黃銅極易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。4.黃銅的熱處理:去應(yīng)力退火:在200~300℃左右退火,提高塑性和彈性極限,消除應(yīng)力腐蝕。再結(jié)晶退火:在500~700℃左右退火,消除加工硬化,恢復(fù)塑性。(二)、白銅:Cu---Ni合金,Ni為主要元素;
組織:?jiǎn)蜗郺固溶體;
強(qiáng)化方式:固溶強(qiáng)化,形變強(qiáng)化;代號(hào):
B+鎳的平均百分含量↓
性能:冷熱加工性能和耐蝕性好。應(yīng)用:精密機(jī)械,儀表中零件和冷凝器、熱交換器、蒸餾器等
分類(lèi):普通白銅和特殊白銅。
普通白銅牌號(hào):B+鎳的平均百分含量,如B5。常用牌號(hào)有B5、B19等。用于在蒸汽和海水環(huán)境下工作的精密機(jī)械,儀表零件及冷凝器,蒸餾器,熱交換器等.
白銅件特殊白銅是在普通白銅基礎(chǔ)上添加Zn、Mn、Al等元素形成的,分別稱(chēng)鋅白銅、錳白銅、鋁白銅等。BZn15-20其耐蝕性、強(qiáng)度和塑性高,成本低。用于制造精密機(jī)械、儀表零件及醫(yī)療器械等。電工用白銅牌號(hào)如BMn40-1.5(康銅)、BMn43-0.5(考銅)。制造熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)和工作溫度低于500°C的變阻器和加熱器。康銅熱偶白銅型材(三)青銅除黃銅和白銅外的其他銅合金統(tǒng)稱(chēng)為青銅。加工青銅的牌號(hào)為:Q+主加元素符號(hào)及其平均百分含量+其他元素平均百分含量如QSn4-3(含4%Sn、3%Zn).常用青銅有錫青銅、鋁青銅、鈹青銅、硅青銅、鉛青銅等。
青銅制品(1)錫青銅是以錫為主加元素的銅合金,錫含量一般為3~14%。錫青銅鑄造流動(dòng)性差,鑄件密度低,易滲漏,但體積收縮率在有色金屬中最小。錫青銅耐蝕性良好,在大氣、海水及無(wú)機(jī)鹽溶液中的耐蝕性比純銅和黃銅好,但在硫酸、鹽酸和氨水中的耐蝕性較差。
錫青銅錠Cu-Sn相圖QSn10–1其它合金元素含量為1%主加元素錫其含量為WSn=10%青銅常用牌號(hào)有QSn4-3、QSn6.5-0.4、ZCuSn10Pb1等。主要用于耐蝕承載件,如彈簧、軸承、齒輪軸、蝸輪、墊圈等。錫青銅管船用青銅軟管快速接頭閥(錫青銅閥體、閥蓋)(2)鋁青銅以鋁為主加元素的銅合金,鋁含量為5~11%。強(qiáng)度、硬度、耐大型水力發(fā)電設(shè)備中的抗磨環(huán)磨性、耐熱性及耐蝕性高于黃銅和錫青銅,鑄造性能好,但焊接性能差。常用牌號(hào)有QAl5、QAl7、ZCuAl8Mn13Fe3Ni2等。主要用于制造船舶、飛機(jī)及儀器中的高強(qiáng)、耐磨、耐蝕件,如齒輪、軸承、蝸輪、軸套、螺旋槳等。(3)鈹青銅以鈹為主加元素的銅合金,鈹含量為1.7~2.5%。具有高的強(qiáng)度、彈性極限、耐磨性、耐蝕性,良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、冷熱加工及鑄造性能,但價(jià)格較貴.不起火花性鈹青銅制品常用牌號(hào)有QBe2、QBe1.7、QBe1.9等。淬火+時(shí)效熱處理
用于重要的彈性件、耐磨件,如精密彈簧、膜片,高速、高壓軸承及防爆工具、航海羅盤(pán)等重要機(jī)件.鈹:該元素有毒第三節(jié)鈦及鈦合金
(一)純鈦
純鈦密度小,熔點(diǎn)高。882.5℃發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變-Ti?-Ti,由體心立方-Ti轉(zhuǎn)變?yōu)槊芘帕?Ti882.5℃以下.純鈦比強(qiáng)度高,塑性、低溫韌性和耐蝕性好。美F-22戰(zhàn)機(jī)約36%重量的零件用鈦合金制造純鈦主要用于350℃以下工作、強(qiáng)度要求不高的零件,如石油化工用熱交換器、反應(yīng)器,海水凈化裝置及艦船零部件。鈦鋼復(fù)合反應(yīng)釜鈦管換熱器鈦制蒸餾塔(二)鈦合金純鈦加入合金元素形成鈦合金。鈦合金幾乎都含有鋁。鋁能提高鈦合金的強(qiáng)度、比強(qiáng)度和再結(jié)晶溫度.按退火組織,鈦合金可分為型鈦合金、型鈦合金和+型鈦合金三類(lèi),它們的牌號(hào)分別用TA、TB、TC加順序號(hào)表示。如TA5、TB2、TC4等。其中TA0~TA3為工業(yè)純鈦。鈦合金泵型鈦合金主加元素為鋁,還有錫、硼等。不能熱處理強(qiáng)化,通常在退火狀態(tài)下使用,組織為單相固溶體.強(qiáng)度低于另兩類(lèi)鈦合金,但高溫強(qiáng)度、低溫韌性及耐蝕性?xún)?yōu)越.鈦合金氫泵誘導(dǎo)輪鈦合金氫泵殼體常用牌號(hào)有TA5、TA7等主要用于制造500℃以下工作的零件,如飛機(jī)壓氣機(jī)葉片、導(dǎo)彈的燃料罐、超音速飛機(jī)的蝸輪機(jī)匣及飛船上的高壓低溫容器等。
鈦合金衛(wèi)星框架鈦合金液下泵-Ti合金組織型鈦合金加入的合金元素有鉬、鉻、釩、鋁等。經(jīng)淬火加時(shí)效處理后,組織為相基體上分布著細(xì)小的相粒子。這類(lèi)合金強(qiáng)度高,但冶煉工藝復(fù)雜,難于焊接,應(yīng)用受到限制。鈦合金管鈦合金管應(yīng)用型鈦合金有TB2、TB3、TB4三個(gè)牌號(hào)。主要用于350℃以下工作的結(jié)構(gòu)件和緊固件,如飛機(jī)壓氣機(jī)葉片、軸、彈簧、輪盤(pán)等。鈦合金棒β鈦合金眼鏡架鈦離心泵+型鈦合金加入的合金元素有鋁、釩、鉬鉻等。可進(jìn)行熱處理強(qiáng)化,強(qiáng)度高,塑性好,具有良好的熱強(qiáng)性、耐蝕性和低溫韌性。+型鈦合金共有九個(gè)牌號(hào),其中以TC4應(yīng)用最廣、用量最大,其經(jīng)過(guò)淬火加時(shí)效處理后,組織為++時(shí)效析出的針狀。+型鈦合金主要用于制造400℃以下工作的飛機(jī)壓氣機(jī)葉片、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)外殼、火箭和導(dǎo)彈的液氫燃料箱部件及艦船耐壓殼體等.
第四節(jié)鎂及鎂合金鎂在地殼中含量為2.77%,僅次于鋁和鐵,年產(chǎn)量約40萬(wàn)噸。鎂及鎂合金的主要優(yōu)點(diǎn)是密度小,比強(qiáng)度、比剛度高,抗振能力強(qiáng),可承受較大的沖擊載荷,同時(shí),切削加工和拋光性能好,因而是航空航天、儀器儀表、交通運(yùn)輸?shù)裙I(yè)部門(mén)的重要結(jié)構(gòu)材料。鎂在地殼中含量為2.77%,僅次于鋁和鐵,年產(chǎn)量約40萬(wàn)噸。鎂及鎂合金的主要優(yōu)點(diǎn)是密度小,比強(qiáng)度、比剛度高,抗振能力強(qiáng),可承受較大的沖擊載荷,同時(shí),切削加工和拋光性能好,因而是航空航天、儀器儀表、交通運(yùn)輸?shù)裙I(yè)部門(mén)的重要結(jié)構(gòu)材料。一、工業(yè)純鎂:銀白色密度:1.74g/cm3熔點(diǎn)649°C易氧化燃燒耐腐蝕性差強(qiáng)度、塑性低能承受沖擊和振動(dòng)牌號(hào):M1M2M3(或Mg1…)但是,鎂的化學(xué)性質(zhì)活潑,抗腐蝕性能差,熔煉技術(shù)復(fù)雜,冷變形困難,缺口敏感性大,因而阻礙了其發(fā)展。目前以鑄造鎂合金的應(yīng)用為主。二、鎂合金加入合金元素:Al和Zn固溶于Mg固溶強(qiáng)化形成強(qiáng)化相Mg17Al2和MgZnMn提高耐熱、耐腐蝕性Zn和RE細(xì)化晶粒Li減輕合金質(zhì)量(一)變形鎂合金1、Mg-Mn系:性能:耐腐蝕和焊接性能好牌號(hào):MB1、MB8(退火態(tài)使用)應(yīng)用:飛機(jī)和航天器蒙皮、壁板等2、Mg-Al-Zn系:性能:強(qiáng)度、塑性較高牌號(hào):MB2、MB33、Mg-Zn-Zr系:牌號(hào):MB1性能:屈服強(qiáng)度275MPa抗拉強(qiáng)度329MPa高
焊接性差,使用溫度150°C低
加工方法:熱擠壓變形直接人工時(shí)效應(yīng)用:航天工業(yè)制品(二)鑄造鎂合金1、高強(qiáng)度鑄造鎂合金Mg-Al-Zn系ZMgAl8Zn牌號(hào)ZM5強(qiáng)度高,但耐熱性差使用:航天工業(yè)中承受較高載荷的結(jié)構(gòu)件和殼體2、耐熱鑄造鎂合金Mg-RE-Zr系ZM3耐熱性高,但室溫強(qiáng)度不高第五節(jié)軸承合金滑動(dòng)軸承工作條件及對(duì)性能、組織的要求1)滑動(dòng)軸承的構(gòu)成:軸承體和軸瓦軸承合金:制造軸瓦和內(nèi)襯的耐磨合金稱(chēng)為軸承合金。工件體軸軸瓦與滾動(dòng)軸承相比滑動(dòng)軸承具有承載面積大,工作平穩(wěn),無(wú)噪音及拆裝方便等優(yōu)點(diǎn)2)軸承工作條件及要求
①軸和軸承不可避免地會(huì)產(chǎn)生相互磨擦和磨損;②常出現(xiàn)所謂邊界潤(rùn)滑狀態(tài)或半干磨擦甚至干磨擦狀態(tài);③軸承合金應(yīng)具有足夠的抗壓強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度,良好的減磨性、磨合性、鑲嵌性。743)對(duì)軸承合金的性能要求:⑴足夠的強(qiáng)度和硬度,以承受軸徑較大的單位壓力。⑵足夠的塑性和韌性,以承受軸頸施加交變沖擊載荷.(3)良好的磨合能力,以防止軸與軸瓦之間咬合。(4)高耐磨性,以減少軸頸磨損,保證軸與軸瓦良好的跑合。(5)良好的導(dǎo)熱性和耐蝕性,較小的
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