课题非铁合金及其他材料

课题非铁合金及其他材料1.铝及其合金

（1）纯铝：

性能：银白色轻金属，熔点为660℃，塑性好，强度、硬度低，密度小、导电和导热性好、抗大气腐蚀性好。牌号：1070A、1060、1200等。应用：制造电线、电缆、电器件、装饰件、散热器等

工程中通常将钢铁材料以外的金属或合金，统称为非铁金属及非铁合金（旧标准称有色金属）。在航空、航天、航海、兵器、核能、计算机等部门赖以发展的重要战略物资和工程材料。第2页,共28页，2024年2月25日，星期天（2）铝合金性能：既具有高强度，又具有纯铝的优良特性。分类：变形铝合金和铸造铝合金。铝合金型材变形铝合金分为：防锈铝、硬铝、超硬铝、锻铝第3页,共28页，2024年2月25日，星期天

1）变形铝合金

①防锈铝合金性能：抗蚀性和强度高于纯铝，良好的塑性与焊接性

牌号：四位数字或四位字符表示应用：油罐、管道、容器等汽化器(热交换器)3A21(LF21)第4页,共28页，2024年2月25日，星期天

性能：强度、硬度高，加工性能好，耐蚀性低于防锈铝。常用牌号：

2A11

(LY11)、2A12

(LY12)等飞机翼梁（腹板为硬铝合金）

应用：冲压件、模锻件和铆接件，如螺旋桨、支架、梁隔框、叶片等排气管铝合金铸件

②硬铝合金第5页,共28页，2024年2月25日，星期天

③超硬铝性能：强度、硬度高，热态塑性好，但耐蚀性差。

常用牌号：7A04(LC4)、7A09

(LC9)等飞机起落架

应用：

工作温度较低、受力较大的结构件，如飞机的大梁、起落架第6页,共28页，2024年2月25日，星期天性能：可锻性好，热塑性和耐蚀性较好，力学性能与硬铝相近。常用牌号：2014、2219等。

应用：制作形状复杂的锻件和模锻件，如叶轮、压缩机叶片飞机浆叶等压缩机叶片④锻铝第7页,共28页，2024年2月25日，星期天性能：力学性能不如变形铝合金，但其熔点低，流动性好，易于

铸造成形。牌号：“铸铝”二字的汉语拼音第一个大写字母“ZL”

加三位数字表示。

应用：飞机电动机壳体、汽缸体、发动机活塞、内燃机汽缸头气缸体2）铸造铝合金第8页,共28页，2024年2月25日，星期天

铸造铝合金汽缸头活塞（裙部为铝硅合金）铝铸造灯罩液压过滤器第9页,共28页，2024年2月25日，星期天2.铜及铜合金性能：优良的导电性和导热性，良好的耐蚀性，塑性好，但强度、硬度低。（1）纯铜（紫铜）代号：T+数字应用：电线、电缆、电器元件等铜管过水热专用纯铜放气阀第10页,共28页，2024年2月25日，星期天（2）铜合金分为黄铜(Cu+Zn)、白铜(Cu+Ni)和青铜(Cu+Sn)

1）黄铜

※普通黄铜牌号:H+数字分为普通黄铜和特殊黄铜两种。应用：H90、H70等，适宜制作冷变形件，如弹壳、冷凝器管、套管、散热器片及复杂深冲零件

H62、H59等，适宜制作受力件，如弹簧、导管、垫圈、电器件等。第11页,共28页，2024年2月25日，星期天冷凝器管H59黄铜铜合金活扳手黄铜制作铜牌第12页,共28页，2024年2月25日，星期天※特殊黄铜性能：强度、耐蚀性比普通黄铜好，铸造性能改善。是在普通黄铜中再加入其他合金元素所组成的多元铜合金。

应用：钟表件、船舶件等第13页,共28页，2024年2月25日，星期天2）青铜除黄铜和白铜以外的铜合金统称为青铜。牌号：Q+主加元素符号及其平均百分含量+其他元素平均百分含量，如QSn4-3。性能：耐蚀性优于黄铜，铸造性好，耐磨性好，有弹性。应用：用于铸造形状复杂、致密性要求不高，耐磨、耐蚀件、弹性件、抗磁件，如弹簧、轴承等。第14页,共28页，2024年2月25日，星期天四羊方尊

青铜器

司母戊鼎司母戊鼎：高133mm，重875kg，饰纹优美青铜应用第15页,共28页，2024年2月25日，星期天3.硬质合金

硬质合金是采用高硬度、高熔点的碳化物粉末和粘结剂钴混合制成。性能：硬度高、耐磨性好、热硬性好；抗压强度和弹性模量高；耐蚀性、抗氧化性好；线膨胀系数小。分类：钨钴类硬质合金，钨钛钴类硬质合金，通用硬质合金及钢结硬质合金。应用：常制成一定形状的刀片，镶焊在刀体上使用。第16页,共28页，2024年2月25日，星期天（1）钨钴类硬质合金牌号：K（类别代号）+组别号（两位数字），如K30性能：具有较高的强度、韧性和耐磨性

应用：加工短切削的黑色金属（如铸铁）、有色金属及非金属材料（铜及其合金、铝及其合金、塑料、橡胶、石料等）。硬质合金车刀第17页,共28页，2024年2月25日，星期天（2）钨钛钴类硬质合金

牌号：P（类别代号）+组别号（两位数字），如P10

性能：较高的耐热性和耐磨性

应用：加工长切削的黑色金属，如钢和铸钢等。刀片第18页,共28页，2024年2月25日，星期天（3）通用硬质合金牌号：M（类别代号）+组别号（两位数字），如M20性能：合金兼有上述两类硬质合金的优点。

应用：适宜于切削各类钢材，特别是对于不锈钢、耐热钢、高锰钢等难切削材料的切削，效果更好刀片第19页,共28页，2024年2月25日，星期天定位销钻套

冷镦模立铣刀直柄麻花钻硬质合金的应用第20页,共28页，2024年2月25日，星期天（4）钢结硬质合金

主要化学成分是以一种或几种碳化物（如TiC和WC等）粉末与合金钢（高速钢或铬钼钢）粉末为粘结剂，经配料、混合、压制、烧结而成的粉末冶金材料。

性能：高硬度（达70HRC），具有高耐磨、抗氧化、耐腐蚀等优点。

应用：制造各种形状复杂的刃具、模具和要求刚度大、耐磨性好的机械零件，如镗杆、导轨等。

第21页,共28页，2024年2月25日，星期天数控镗刀杆极小径用整体式镗杆钢结硬质合金的应用：倾斜型微调镗杆精镗刀镗杆第22页,共28页，2024年2月25日，星期天【小结】类别新牌号(原代号)用途铝合金形变铝合金防锈铝合金3A21（LF21）中等强度的焊接件、冷冲压件等硬铝2A11(LY11)要求中等强度的零件、构件和冲压件，如螺栓、铆钉等超硬铝合金7A04(LC4)承力构件和高载荷件，如飞机上大梁、桁条、加强框等锻铝合金2014形状复杂中等强度的锻件，活塞、叶轮等铸造铝合金铝硅合金ZAlSi12(ZL102)铸造形状复杂，耐蚀性和气密性高，强度不高的薄壁零件，如飞机仪器零件、船舶件等铝铜合金ZAlCu5Mn(ZL201)承受中等载荷，≤300℃的飞行受力铸件、内燃机气缸头铝镁合金ZAlMg10(ZL301)高载荷、冲击载荷等，如船舰配件等铝锌合金ZAlZn11Si7(ZL401)高静载荷、形状复杂、≤200℃的铸件如汽车、仪表零件第23页,共28页，2024年2月25日，星期天类别新牌号(原代号)用途

铜合金黄铜普通黄铜H68复杂的冷冲件和深冲件，散热器外壳，导管等

特殊黄铜HPb59-1销子、螺钉等冲压或加工件

青铜锡青铜压力加工QSn4-3弹簧、管配件和化工机械中耐磨及抗磁零件

ZCuSn10Zn2中等及较高载荷下工作的重要管配件，如阀、泵体等铸造特殊青铜压力加工QBe2重要仪表的弹簧、齿轮、耐磨件，高速、高压、高温轴承

铸造ZCuPb30高速双金属轴瓦、减磨件，如柴油机曲轴及连杆轴承、齿轮、轴套等

硬质合金钨钴类硬质合金K30(YG8)低硬度灰铸铁、低强度钢、压缩木料。用于在不利条件下可能采用大切削角的车削、铣削、刨削、切槽加工等

钨钛钴类硬质合金P10(YT15)钢、铸钢。高切削速度、中、小切削截面条件下的车削、仿形车削、车螺纹和铣削等

通用硬质合金M20(YW2)钢、铸钢、奥氏体钢和锰钢、灰铸铁。中等切削速度、中等切削截面条件下的车削、铣削

还有含油轴承、摩擦材料、复合材料及新材料（纳米材料、超导材料、高分子材料、形状记忆材料等

第24页,共28页，2024年2月25日，星期天【习题与思考题】

1．填空题（1）根据铝合金成分和性能可将铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两类。（2）常用的多孔含油轴承有铁基基和铜基基两类。（3）硬质合金通常分为钨钴类硬质合金、钨钛钴类硬质合金、通用硬质合金和钢结硬质合金。（4）按照合金的成分，铜合金可分为：黄铜、白铜和青铜三类。（5）铸造铝合金可分为：

Al-Si系、

Al-Cu系、

Al-Mg系和

Al-Zn系。第25页,共28页，2024年2月25日，星期天2．简答题（1）说明下列牌号的意义：H62、H70、HSn62-1、P20、M20、K20。答：H62表示平均铜的质量分数为62％，其余为锌的普通黄铜。H70：wCu=70％，其余为锌的普通黄铜。HSn62-1：wCu=62％，wSn=1％，其余为锌的特殊黄铜。P20：表示分组号为20钨钛钴类硬质合金。M20：表示分组号为20通用硬质合金。K20：表示分组号为20钨钴类硬质合金。第26页,共28页，2024年2月25日，星期天

（2）给以下零件进行选材。机床主轴（a），车床床身（e）锉刀（b），车刀刀头（d），钻头（c）。

a.45钢；b.T12；c.W6Mo5Cr4V2；d.YT15；e.HT200。（3）下列零件选用何种金属材料制造较为合适：起落架采用超硬铝合金支撑梁采用超硬铝合金油箱采用防锈铝合金活塞采用锻铝合金内燃机的气缸体采用锻铝合金飞机蒙皮采用硬铝合金仪表弹簧采用超硬铝合金、拖拉机轴承采用轴承钢（如GCr15）。第27页,共28页，2024年2月25日，星期天（4）含油轴承为什么能在长期工作时不必加油，亦能运转良好?答：这种轴承工作时，由于发热、膨胀，孔隙容积变小，润滑油被挤到表面；同时，轴旋转时带动轴承间隙中的空气层高速流动，降低了摩擦表面的静压力，使空隙内外形成压力差，空隙中的润滑油被