第六章 铸铁与铸钢;第一节 铸铁的石墨化及分类;一、铸铁的石墨化及其影响因素;一、铸铁的石墨化及其影响因素;二、铸铁的分类;第二节 常用铸铁;一、灰铸铁;一、灰铸铁;一、灰铸铁;一、灰铸铁;一、灰铸铁;二、球墨铸铁;二、球墨铸铁;二、球墨铸铁;二、球墨铸铁;三、蠕墨铸铁;三、蠕墨铸铁;四、可锻铸铁;第三节 合金铸铁;一、耐磨铸铁;二、耐热铸铁;二、耐热铸铁;三、耐蚀铸铁;第四节 铸钢;一、碳素铸钢;一、碳素铸钢;二、合金铸钢;三、铸钢在工程中的应用实例;§7 有色金属;近百年来铝工业发展非常迅速，铝及其合金是我国优先发展的重要有色金属。铝在自然界蕴量丰富，铝是地壳中储量最多的一种元素，约占地表总重量的8.2%，约占全部金属元素的1/3，在金属材料中，其产量仅次于钢铁，号称有色金属材料之首。主要使用在于航空及交通运输、电导体、容器、建筑及民用五金领域。 ;铝及铝合金的牌号采用四位字符体系排好命名方法。四位字符体系牌号的第一位、第三位和第四位为阿拉伯数字，第二位为英文大写字母（C、I、L、N、O、P、Q、Z字母除外）。牌号的第一位数字表示铝及铝合金的组别，牌号的第二位字母表示原始纯铝或铝合金的改型情况，最后两位数字用以标识同一组中不同的铝合金或表示铝的纯度。;1.1 纯铝 铝是银白色的轻金属,在工业上是仅次于钢铁的一种重要金属材料,工业上使用的纯铝,纯度为98%～99.9%。纯铝的密度比较小，仅为2.72g/cm3,其熔点为660℃。其导电、导热性能好,化学性质很活泼,在空气和水中有较好的耐蚀性,但不能耐酸、碱、盐的腐蚀。纯铝具有面心立方晶格,无同素异构转变,塑性好,强度低,易加工变形,冷变形加工后强度可提高,但塑性下降。;1.2 铝合金 纯铝的强度和硬度很低,不适宜作为工程结构材料使用。如果在纯铝中加入适量的合金元素, 制成铝合金,可提高强度并保持纯铝的特性。若再经 过冷加工或热处理,其抗拉强度可达500MPa以上,可制造一些承受一定载荷的零件。 据合金的成分和工艺性能的特点分类： 变形铝合金 铸造铝合金;变形铝合金成分低于 D 的铝合金,加热时能形成单相固溶体 (α)组织,塑性较好,适于变形加工。 成分???于D 的铝合金,由于冷却时有共晶反应发生,流动性较好,适于铸造生产,称为铸造铝合金。;变形铝合金中成 分低于F 的合金,在固相区加热或冷却时不发生相变,因此不能通过热处理进行强化, 称为不可热处理强化的铝合金;成分位于F~D 之间的合金,称为可热处理强化的铝 合金。;1）变形铝合金 特点：塑性较好,适于进行锻造、轧制等压力加工，也被称 为可压力加工铝合金。 根据用途可分为：防锈铝合金（铝、锰、镁） 硬铝合金（铝、铜、镁） 超硬铝合金（铝、铜、锌、镁） 锻铝合金（铝、镁、锌、硅） ;2）铸造铝合金 特点：拥有非常良好的铸造性能，足够的强度，而且密度小, 但塑性较差。 按组成元素可分为： 铝硅系铝合金、 铝铜系铝合金、 铝镁系铝合金及铝锌系铝合金 ;二、铜及其合金;2.1纯铜 纯铜颜色为玫瑰红,表明产生氧化膜后外观呈紫红色,故又称紫铜,因纯铜是用电解法获得的,又称电解铜。 铜的密度为8.96g/cm3,熔点为1083℃,在固态时具有面心立方晶格,无同素异构转变，无磁性。;牌号;2.2铜合金 纯铜的强度低,不宜作结构材料。为改善其力学性能,可在纯铜中加入合金元素制成铜合金。由于合金元素的固溶强化及第二相强化作用,使得铜合金既提高了强度,又保持了纯铜的特性,且仍具备比较好的导电、导热耐蚀、抗磁等特殊性能,因此在工业中得到了广泛的应用。 按化学成分的不同分为黄铜、青铜和白铜;1）黄铜：以锌为主加元素的铜合金。 ①按化学成分不同有： 普通黄铜：铜锌合金 特殊黄铜：铜锌合金+其他元素 ②普通黄铜牌号： H+数字 例： H68 表示平均含铜量68%的普通黄铜 ③特殊黄铜牌号： H+主加元素符号（锌除外）+铜的质量分数+主加元素的质量分数+其他元素的质量分数 例： HPb59—1 表示含铜量为59%，含铅量为1%，其 余量为Zn的铅黄铜。;2）青铜：铜与锡的合金。现指除黄铜和白铜以外的铜合金。 ①按化学成分的不同分类： 锡青铜 铅青铜 铝青铜 铍青铜 硅青铜 ②青铜牌号 “Q+主加元素符号及质量分数+其他元素质量分数” 例： QAl7： 含铝量为7%,其余为铜的铝青铜 ZQSn10-1：含锡量为10%,其他合 金元素含量为1%,余量为铜的 铸造锡青铜 ;3）白铜：以镍为主加元素的铜合金。镍含量越高,其颜 色越白,故名白铜。 ①按用途分类： 结构白铜：力学性能和抵抗腐蚀能力好。 电工白铜：拥有非常良好的热电性能。 ②牌号：“B+数学” 例：B19 含镍量为18﹪-20﹪，余量为铜的铜镍合金; 钛是一种新型的金属,人类开发利用的历史也不过百年之久。钛矿矿床多为金属共生矿,且以金属氧化物的形式存在,其在地壳中的含量都比常见的铜、镍、锡、铝、锌都要高。 由于钛的重大战略价值和在国民经济中的地位,钛将成为继铁、铝之后崛起的 “第三金属”。钛的应用主要有两大部分:一方面,钛的密度小、比强度高,在航空航天机械中得到了应用;另一方面,钛具备优秀能力的耐蚀性能,大量用于化工过程设备。;3.1 工业纯钛 化工设备常用的工业纯钛 (TA1~TA3)杂质含量比碘法钛高,这些元素与钛形成间隙或置换固溶体,但过量时形成脆性化合物,所 以当钛的纯度降低时,强度升高,塑性则大幅度的降低。因此为保证材料的塑性和韧性,在工 业纯钛中一定要控制杂质元素的含量 ①牌号：TA1 TA2 TA3， 其纯度随序号的增大依次降低。 ②特点：强度不高，但塑性好，易加工成型，冲压、 焊接、可切削加工性能好，有一定的耐 腐蚀性，耐热性能差。;3.2、钛合金 为了提高纯钛的某些性能,往往在纯钛中加入合金元素进行强化,制成钛合金。加入 的合金元素主要有 Al、Sn、V、Cr、Mo、Fe、Si等。合金元素的加入可在一定程度上提 高钛合金的强度、耐热性、耐蚀性能。 ① 钛合金的常见类型 种类： α钛合金 β钛合金 α+β钛合金 特点：综合性能，韧性好，疲劳强度高， 低温韧性好，强度高、耐热性、耐腐的能力能好。 ;②钛及钛合金的热处理 (1)退火 去除应力退火：消除机加工或焊接后的内应力。退火温度一般为 450~650℃,保温1~4h,空冷。 再结晶退火：目的是消除加工硬化。纯钛一般采用550~690℃的温度, 钛合金用 750~800℃的温度,保温1~3h,空冷。 (2)淬火和时效 淬火温度为760~950℃,保温50~60min,水中冷却。 钛合金的时效温度一般在450~550℃之间,时间为几小时至几十小时。 ;滑动轴承一般由轴承体和轴瓦组成,与轴直接接触的是轴瓦。为了更好的提高轴瓦的强度和 耐磨性,往往在钢质轴瓦的内侧浇铸或轧制一层薄而均匀的、耐磨的合金 。这种用来制造滑动轴承内衬的耐磨合金称为轴承合金,按其主要化学成分可分为铅 基、锡基、铝基和铜基等几种。 ;4.1 轴承合金的性能要求及组织特征 轴承合金的性能应满足下列要求： （1）有充足的抗住压力的强度,以承受轴颈较大的压力; （2）高的耐磨性,低的摩擦系数,以减少轴颈的磨损; （3）足够的塑性和韧性,较高的疲劳强度,以承受轴颈交变载荷,并抵抗冲击和震动; （4）良好的导热性及耐蚀性,以利于热量的散失和抵抗润滑油的腐蚀; （5）较小的膨胀系数,防止因摩擦升温而发生咬合; （6）良好的磨合性,使其与轴颈能很快的紧密配合; （7）制造容易,价格适当。;为满足上述要求,轴承合金的理想组织,应是软相和硬相的相互结合,即在软基体上分布硬质点(一般为化合物)或在硬基体上分布软质点。;常用轴承合金有锡基轴承合金、铅基轴承合金、铝基轴承合金与铜基轴承合金等。前两者均以锑作为主加元素,呈白色,故又称为白合金,按发明人的名字又称为巴氏合金。 ① 锡基轴承合金 锡基轴承合金是以锡为基,加入锑(Sb)、铜(Cu)等元素而形成的合金，是一种软基体硬质点类型的轴承合金。 锡基轴承合金的牌号表示方法是以 “Z”(即 “铸”的汉语拼音字首)作为开头,其 后面由基体金属元素及主要合金元素的化学符号组成。另外,主要合金元素后面跟有表示其百分含量的数字。;② 铅基轴承合金 它 也 是 一 种 软 基 体 硬 质 点 类 型 的 轴 承 合 金。ZPbSb16Sn16Cu2是典型的铅基轴承合金,这种合金的软基体是锑溶入铅形成的固溶体(即α相固溶体)和以化合物 SnSb为基的含铅固溶体 (即β相固溶体)所组成的共晶体(即α+β共晶体),硬质点是白色方块状的 SbSn及白色针状的 Cu3Sn化合物。;4.2铜基轴承合金 铜 基 轴 承 合 金 有 铅 青 铜、 锡 青 铜 和 锑 青 铜 等, 其 常 用 的 牌 号 有 ZCuPb30、 ZCuSn10P1。铜和铅在固态时互不溶解,显微组织为 Cu+Pb，Cu为硬基体,粒状 Pb为 软质点。它是锡基巴氏合金的代用品。与巴氏合金相比,铜基轴承合金具有高的疲劳强度和承载能力,优良的耐磨性、导热性和低的摩擦系数,因此可作为承受高载荷、高速度及 高温下工作的轴承。;4.3铝基轴承合金 铝基轴承合金是以铝为基体加入锑、锡等合金元素所组成的合金。目前采用的铝基轴 承合金有铝锑镁轴承合金和高锡铝基轴承合金。这类合金并不直接浇铸成型,而是采用铝 基轴承合金带与低碳钢带 (08钢)一起轧成双金属带料,然后制成轴承。 高锡铝基轴承合金以铝为基,含锡20%和铜1%。它的组织其实就是较硬的 Al基体上弥散分布着较软的球状锡质点。另外铜溶入铝中可进一步强化基体,使轴承合金具有高的抗疲劳强度,良好的耐热性、耐磨性和抗蚀性,承载能力较强,具有巴氏合金的抗咬合能力。;5.1镍及镍合金 镍的相对密度为8.9g/m 3,熔点高达1453℃,在空气中有很好的耐热性,600℃ 以上时才氧化0。镍是用途广泛又较贵重的金属。它具有面心立方晶格结构,组织稳定,无同素异构转变。镍能与很多金属形成固溶体,不仅仅具备较高的强度和塑性,优良的耐蚀性,还有良好的延展性和可锻性,可制成薄板和管材。 纯镍在化工装备中大多数都用在制碱工业的高温设备及与烧碱溶液接触的设备,如碱液蒸发器。电解镍大多数都用在制作电镀槽中的阳极。在过程装备中,镍基耐蚀合金大多数都用在条件苛刻的腐蚀环境。 ;5.2锌及锌合金 纯锌为浅灰色,有良好的力学性能和耐蚀性能,但其强度较低,蠕变极限低,不宜自 然时效处理。在纯锌中加入铜、铝 等元素可形成锌合金。锌合金分为两大类:一是铸造锌合金,又分为重力铸造 Zn-Al合 金、压铸Zn-Al合金、压铸Zn-Cu-Ti抗蠕变合金;二是加工锌合金,主要有 Zn-Al超塑 合金、Zn-Cu-Ti抗蠕变合金等。 锌合金具有熔点低、流动性好及耐磨性良好等特点,其力学性能与黄铜相近,价格 低,常作为黄铜、铅青铜及低锡巴氏合金的代用材料,在拖拉机、汽车、机械制造、印刷制版及电池阴极等工业中应用广泛。锌合金的缺点是抗蠕变性能和耐蚀性能差。;5.3含油轴承 利用材质的多孔特性或润滑油的亲和特性,在轴瓦安装使用前,使润滑油浸润轴瓦材料,这样轴承工作期间可以不加或较长时间不加润滑油。这种轴承称为含油轴承。含油轴承在非运转状态时,润滑油充满其空隙;当轴旋转时,因轴与含油轴承之间的摩擦发热,轴瓦热膨胀使空隙减小,于是,润滑油溢出,进入轴承间隙;当轴停止转动后,轴瓦冷却,空隙恢复,润滑油又被吸回空隙。因此,含油轴承润滑油的消耗量非常少,可在不从外部供给润滑油的情况下长期运转使用,很适合供油困难与需要避免润滑油污染的场合。;5.4含油轴承 硬质合金是由作为主要组元的一种或几种难熔金属碳化物和金属黏结剂组成的烧结 料。难熔金属 碳 化 物 主 要 以 碳 化 钨 (WC)、碳 化 钛 (TiC)、碳 化 钽 (TaC)、碳 化 铌 (NbC)等的粉末为主要成分,金属黏结剂主要以钴 (Co)粉末为主,两者混合均匀后, 放入压模中压制成形,最后经高温 (1400~1500℃左右)烧结便可形成硬质合金材料。 硬质合金的硬度高 (最高可达92HRA),高于高速工具钢 (63~70HRC);热硬性 高,800~1000℃时,其硬度可保持60HRC以上,远高于高速工具钢 (500~650℃); 耐磨性好,比高速工具钢要高15~20倍。

  建筑节能与新技术应用 课件 第3--5章 建筑围护结构节能技术、 建筑节能施工与绿色建造、 建筑常规能源系统运行节能.pptx

  建筑节能与新技术应用 课件 第6、7章 建筑可再次生产的能源应用、 建筑减碳新技术与可持续发展.pptx

  建筑节能与新技术应用 课件 第8、9章 建筑节能的技术经济分析、 建筑节能工程与低碳项目案例.pptx

  建筑节能与新技术应用 课件全套 重大 第1--9章 建筑节能导论-课程绪论---建筑节能工程与低碳项目案例.pptx

  《工程材料》课件全套 化工 第0--9章 绪论、金属材料的性能---工程材料的选用.pptx

  工程材料 课件 第0--2章 绪论、金属材料的性能、金属材料组织与铁碳合金.pptx

  工程材料 课件 第3--5章 钢的热处理与表面改性、第四章碳钢、合金钢.pptx

  环境材料概论 课件 第7--9章 催化湿式氧化材料、 环境生物材料、环境材料的绿色设计.pptx

  面向大数据的数据结构与算法设计 课件全套 第1--16章 大数据概念--- 计算模型与算法实现.pptx

  1中化泉州石化 3 万吨年干气脱硫制二甲基亚砜项目-可行性研究报告 (25).pdf

  原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者