金属材料与热处理-有色金属

金属材料与热处理
有色金属Biblioteka 项目导入我们把铁及其合金称为黑色金属，把黑色金属以外的金属称为有 色金属。有色金属中密度小于3.5 g/cm3的（铝、镁等）称轻有色金属， 密度大于3.5 g/cm3的称重有色金属。它的产量比黑色金属少，但它具 有许多特殊的性能，如导电性、导热性好，密度和熔点低，力学性 能和工艺性能好，是现代化工业、国防工业不可缺少的材料。
（3）铍青铜 常用铍青铜的铍质量分数为1.7%～2.5%。淬火时效强度高，R m 达1250～1500 MPa，硬度350～400 HB。弹性极限高（700～780 MPa），弹性稳定 性好，弹性滞后小，耐蚀、耐磨、耐寒、耐疲劳，无磁性，冲击不发生火花，导电、 导热性能好，所以，铍青铜的综合性能优良。铍青铜用作高级弹性元件（如弹簧、 膜片，手表的游丝），特殊要求的耐磨元件，高速，高压下工作的轴承、衬套、齿 轮等。主要用于弹性零件和有耐磨性要求的零件。
二、铜合金的分类及应用
锌含量在32%以下时，随锌含量的增加，黄铜的强度和塑性不断提高，当锌含 量达到30%～32%时，黄铜的塑性最好;当锌含量超过39%以后，出现了β相，强度继 续升高，但塑性迅速下降;当锌含量大于45%以后，强度急剧下降，无实用价值。
单相黄铜塑性很好，适于冷、热变形加工。双相黄铜强度高，热状态下塑性 良好，适于热变形加工。
二、铜合金的分类及应用
1.黄铜 黄铜是以锌为主要添加元素的铜合金。按化学成分的不同分为普通黄铜和特 殊黄铜。 （1）普通黄铜 普通黄铜又分为单相黄铜和双相黄铜两种。 ①单相黄铜:当锌含量小于39%时，锌全部溶于铜中形成α固溶体称为单相黄 铜。 ②双相黄铜:当锌含量大于等于39%时，除了有α固溶体外，组织中还出现化 合物CnZn为基体的β固溶体，即α+β的双相黄铜。
常用的合金元素有硅、铝、锡、铅、锰、铁与镍等。在黄铜中加铝能提高黄 铜的屈服强度和抗腐蚀性，稍降低塑性。含铝小于4%的黄铜具有良好的加工、铸造 等综合性能。在黄铜中加1%的锡能显著改善黄铜的抗海水和海洋大气腐蚀的能力， 因此称为“海军黄铜”。锡还能改善黄铜的切削加工性能。黄铜加铅的主要目的是 改善切削加工性和提高耐磨性，铅对黄铜的强度影响不大。锰黄铜具有良好的机械 性能、热稳定性和抗蚀性;在锰黄铜中加铝，还可以改善它的性能，得到表面光洁 的铸件。黄铜可分为铸造和压力加工两类产品。
二、铜合金的分类及应用
2.青铜 青铜是历史上应用最早的一种合金，原指铜锡合金，因颜色呈青灰色，故称 青铜。为了改善合金的工艺性能和力学性能，大部分青铜内还加入其他合金元素， 如铅、锌、磷等。由于锡是一种稀缺元素，所以工业上还使用许多不含锡的无锡青 铜，它们不仅价格便宜，还具有所需要的特种性能。无锡青铜主要有铝青铜、铍青 铜、锰青铜、硅青铜等。此外还有成份较为复杂的三元或四元青铜。现在除黄铜和 白铜（铜镍合金）以外的铜合金均称为青铜。 青铜牌号由Q+主加元素的符号及含量+其他加入元素的含量组成，如:QSn4—3: 表示锡的质量分数4%，锌的质量分数3%，其余为铜的锡青铜。QAl7:表示铝的质量 分数7%，其余为铜的铝青铜。按主要添加元素种类的不同，青铜可分为锡青铜、铝 青铜、硅青铜和铍青铜。
学习目标
纯铜的性能。 铜合金的分类及应用。 铜合金的热处理。
任务描述
一、纯铜
纯铜是玫瑰红色金属，表面形成氧化铜膜后呈紫色，故工业纯铜常称紫铜或 电解铜。密度为8.9 g/cm3，熔点1083 ℃。纯铜导电性很好，大量用于制造电线、 电缆、电刷等;无磁性好，常用来制造防磁性干扰的磁学仪器、仪表。如罗盘、航 空仪表，塑性极好，易于热压和冷压力加工，可制成管、棒、线、条、带、板等铜 材。
目录
CONTENT
CONTENT
01 铜及铜合金 02 铝及铝合金 03 钛及钛合金 04 滑动轴承合金 05 硬质合金
任务一
铜及铜合金
铜及铜合金具有良好的导电、导热、抗腐 蚀性能，易加工成形。在电气、化工、机械、 动力、交通等工业部门得到广泛的应用。
会识别纯铜和铜合金。 能看懂铜合金牌号。 会应用铜合金。
二、铜合金的分类及应用
（1）锡青铜 锡能溶于铜形成α固溶体，但比锌在铜 中的溶解度小。锡青铜有较高的力学性能，较好的耐蚀性、 减摩性和好的铸造性能;对过热气体的敏感性小，焊接性能 好，无铁磁性，收缩系数小。锡青铜在大气、海水、淡水 和蒸汽中的抗蚀性都比黄铜高，广泛用于制造耐蚀零件。
锡对铸态青铜的影响有: 锡质量分数较小时，随着锡 质量分数的增加，青铜的强度和塑性增加，锡质量分数超 过5%～ 6%时，塑性急剧下降，强度仍然高。锡质量分数大 于10%时，塑性显著降低。锡质量分数大于20%时，强度显 著降低，合金变得硬而脆，无使用价值。工业用的锡青铜， 锡质量分数一般在3%～14%。
工业纯铜分冶炼品及加工品两种，铜锭按杂质含量分为一号铜、二号铜、三 号铜、四号铜。
二、铜合金的分类及应用
铜合金是以铜为基体，加入合金元素形成的合金，铜合金与纯铜比较，不仅 强度高，而且具有优良的物理性能和化学性能，因此工业中广泛使用的是铜合金。 根据化学成分，铜合金分为黄铜、白铜、青铜; 按主加元素（如Sn、Al、Be等） 命名为锡青铜、铝青铜、铍青铜。根据加工方法可分为压力加工铜合金和铸造铜合 金。
普通黄铜的牌号由“H+数字”表示。如H90表示平均铜的质量分数为90%的普 通黄铜。
铸造黄铜的牌号表示方法:ZCu+主加元素的元素符号+主加元素的含量+其他加 入元素的元素符号及含量组成。如:ZCuZn38表示主加元素为Zn，含量为38%的铸造 黄铜。
二、铜合金的分类及应用
（2）特殊黄铜 在普通黄铜中加入其他合金元素所组成的合金，称特殊黄铜。 特殊黄铜的牌号由H+主加元素的元素符号+铜含量的百分数+主加元素含量的百分数 组成。如:HPb59—1表示铜的质量分数为59%，铅的质量分数为15%的铅黄铜。
二、铜合金的分类及应用
（2）铝青铜 铝质量分数为5%～12%。铝青铜有比锡青铜高的力学性能和耐 磨、耐蚀、耐寒、耐热、无铁磁性，有良好的流动性，无偏析倾向，可得到致密的 铸件，常用来铸造承受重载、耐蚀和耐磨的零件。在铝青铜中加入铁、镍和锰等元 素，可进一步改善合金的各种性能。
二、铜合金的分类及应用