有色金属幻灯.ppt

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1、第四节第四节 有色金属及其合金有色金属及其合金 （铁及铁合金以外的金属）（铁及铁合金以外的金属）内容内容:一、铜及其合金一、铜及其合金 二、钛及其合金二、钛及其合金 三、轴承合金三、轴承合金教学目标教学目标：1.能根据编号鉴别铜合金、钛合金、轴承合金能根据编号鉴别铜合金、钛合金、轴承合金 2.能表述铜合金、钛合金、轴承合金的主要性能能表述铜合金、钛合金、轴承合金的主要性能 特点特点教学目的教学目的：熟悉铜合金、钛合金、轴承合金的牌号：熟悉铜合金、钛合金、轴承合金的牌号 性能及在电厂的应用性能及在电厂的应用 第一节第一节 铝及铝合金铝及铝合金 特性：特性：1、比重小（、比重小（2.7）2、导电、

2、导热性好、导电、导热性好 3、在空气中耐蚀性好。但不耐碱、盐溶液及热、在空气中耐蚀性好。但不耐碱、盐溶液及热 的稀硝酸、稀硫酸的腐蚀的稀硝酸、稀硫酸的腐蚀 4、低强度、硬度，高塑性、低强度、硬度，高塑性一、工业纯铝一、工业纯铝 牌号：牌号：L+顺序数字顺序数字 （数字愈大，纯度愈低，即杂质铁和硅含量越高）（数字愈大，纯度愈低，即杂质铁和硅含量越高）如：如：L1，L2，L3L7，用途：用途：配制铝合金。配制铝合金。电力电器工业中，导线、电缆、电力电器工业中，导线、电缆、电容器电容器 二、铝合金二、铝合金铜、硅、锰、镁、锌铜、硅、锰、镁、锌铝合金与纯铝相比，强度高铝合金与纯铝相比，强度高1、铝合金

3、的分类、铝合金的分类 按成分、组织、性能按成分、组织、性能 生产工艺来分类生产工艺来分类 铝合金铝合金变形铝合金变形铝合金铸造铝合金铸造铝合金防锈铝合金防锈铝合金硬铝合金硬铝合金超硬铝合金超硬铝合金 （1）防锈铝合金（）防锈铝合金（AlMg、AlMn系）系）2、变形铝合金、变形铝合金 性能：耐蚀性好，塑性、韧性及焊接性好，强度比纯性能：耐蚀性好，塑性、韧性及焊接性好，强度比纯 铝高，不能热处理强化铝高，不能热处理强化 编号：编号：LF+顺序数字顺序数字（数字越大，含合金元素越多）（数字越大，含合金元素越多）如：如：LF21，LF5等等 用途：电厂中热交换器、容器、壳体、铆钉等。用途：电厂中热交

4、换器、容器、壳体、铆钉等。用途：电厂铆钉、冲压件、发电机离心式风扇叶片等用途：电厂铆钉、冲压件、发电机离心式风扇叶片等 性能：强度、硬度高，耐蚀性差，能热处理强化性能：强度、硬度高，耐蚀性差，能热处理强化 编号：编号：LY+顺序数字顺序数字 如：如：LY11，LY12 等等（2）硬铝合金（）硬铝合金（Al-Cu-Mg系、系、Al-Cu-Mn系）系）（3）超硬铝合金）超硬铝合金(Al-Zn-Mg-Cu系系)3、铸造铝合金（、铸造铝合金（Al-Si系系、Al-Cu系、系、Al-Mg系系)编号：编号：ZL+三位数字三位数字 第一位数字第一位数字合金系（合金系（1Al-Si系，如系，如 ZL102；2

5、Al-Cu系，系，如如ZL201；3Al-Mg系，如系，如 ZL301）第二、三位数字第二、三位数字顺序号。顺序号。用途：形状复杂的铸件，如仪表零件、油泵、活塞用途：形状复杂的铸件，如仪表零件、油泵、活塞 性能：良好的铸造性，性能：良好的铸造性，Al-Si系具有好的耐蚀性、焊系具有好的耐蚀性、焊 接性、较好的机械性能接性、较好的机械性能 性能：高的强度、硬度性能：高的强度、硬度 编号：编号：LC+顺序数字顺序数字 如：如：LC4，LC9等等 用途：受力较大的结构零件，如飞机大梁、起落架用途：受力较大的结构零件，如飞机大梁、起落架 特性：特性：1、良好的导电（仅次于银）、导热性、良好的导电（仅次

6、于银）、导热性 2、在大气、淡水及冷凝水中有优良耐腐蚀能力在大气、淡水及冷凝水中有优良耐腐蚀能力 但在潮湿的含有但在潮湿的含有COCO2 2的空气中易生成铜绿。在含的空气中易生成铜绿。在含 氧或空气的酸溶液中以及一些盐溶液（如铵盐、氧或空气的酸溶液中以及一些盐溶液（如铵盐、海水）中易被腐蚀。海水）中易被腐蚀。3、强度、硬度低，塑性好强度、硬度低，塑性好一、铜及铜合金一、铜及铜合金（一）工业纯铜（一）工业纯铜 玫瑰红色，玫瑰红色，fcc,熔点熔点1083C 编号：编号：T+顺序号顺序号 （数字大，纯度低，即杂质（数字大，纯度低，即杂质铅、铋铅、铋 氧、硫、磷越多）氧、硫、磷越多）如如T1、T2、

7、T3、T4用途：制造电线、用途：制造电线、电缆、铜管及制电缆、铜管及制造铜合金造铜合金 1、普通黄铜、普通黄铜Cu-Zn二元合金二元合金 编号：编号：H+两位数两位数 （二）黄铜（二）黄铜以锌为主加元素的铜合金以锌为主加元素的铜合金 性能：机械性能与锌含量有关。普通黄铜在大性能：机械性能与锌含量有关。普通黄铜在大气、海水、除氨以外的碱性溶液中有较好耐蚀性，气、海水、除氨以外的碱性溶液中有较好耐蚀性，但经冷变形后在潮湿大气或海水中易腐蚀，以致但经冷变形后在潮湿大气或海水中易腐蚀，以致发生自裂（变形后有残余应力，而产生应力腐蚀）发生自裂（变形后有残余应力，而产生应力腐蚀）用途：汽轮机冷油器管。凝汽

8、器管原来使用普用途：汽轮机冷油器管。凝汽器管原来使用普通黄铜，但出现脱锌（铜、锌电极电位不同，锌通黄铜，但出现脱锌（铜、锌电极电位不同，锌的电位低的缘故）的电位低的缘故）H68 H68A含砷普通黄铜（微量砷有效抑制脱锌）含砷普通黄铜（微量砷有效抑制脱锌）平均含铜量的百分数平均含铜量的百分数在铜锌合金中再加入其它合金元素（在铜锌合金中再加入其它合金元素（铅、铅、锡、铝、锰、硅、镍、铁锡、铝、锰、硅、镍、铁）的铜合金。的铜合金。加入合金元素目的：提高加入合金元素目的：提高黄铜的机械性能、耐黄铜的机械性能、耐 腐蚀性和某些工艺性能腐蚀性和某些工艺性能2、特殊黄铜、特殊黄铜编号：编号：H（ZH）+主加

9、元素符号主加元素符号+两组数字两组数字 （Cu%、主加合金元素主加合金元素%)如：如：HSn70-1用途：凝汽器管、汽轮机冷油器管用途：凝汽器管、汽轮机冷油器管编号后加编号后加AA含砷特殊黄铜含砷特殊黄铜 牌号：牌号：B+B+合金元素符号合金元素符号+两组数字两组数字 （镍、合金元素含量的百分数）（镍、合金元素含量的百分数）BMn401.5BMn401.5 40%40%镍、镍、1.5%1.5%锰的锰白铜（康铜）锰的锰白铜（康铜）BMn430.5BMn430.5 43%43%镍、镍、0.5%0.5%锰的锰白铜（考铜）锰的锰白铜（考铜）（三）白铜（三）白铜含镍低于含镍低于50%50%的铜镍合金的铜

10、镍合金1 1、普通白铜、普通白铜铜镍二元合金铜镍二元合金牌号：牌号：B+B+镍含量百分数镍含量百分数 如如B30B30含镍含镍30%30%的普通白铜的普通白铜2 2、特殊白铜、特殊白铜在铜镍二元合金中在铜镍二元合金中再加入其它合金再加入其它合金 元素（锰、锌、铝、铁）的铜合金元素（锰、锌、铝、铁）的铜合金根据性能和用途白铜分为：根据性能和用途白铜分为：耐蚀结构用白铜耐蚀结构用白铜（以（以普通白铜普通白铜为主）为主）特特点点是是在在各各种种腐腐蚀蚀介介质质中中如如海海水水、有有机机酸酸和和各各种种盐盐溶溶液液中中有有较较高高的的化化学学稳稳定定性性，耐耐氨氨腐腐蚀蚀性性能能优优于于黄黄铜铜，有有

11、优优良良的的冷冷热热变变形形能能力力；较较高高强强度度和和硬硬度度（加加入入镍镍增增加加了了合合金金的的强强度度和和硬硬度度）可可用用作凝汽器材料作凝汽器材料电工用白铜电工用白铜（以（以锰白铜锰白铜为主）为主）特特点点是是具具有有高高的的电电阻阻和和低低的的电电阻阻温温度度系系数数，特特别别是是与与铜铜接接触触时时热热电电势势小小，用用作作热热电电偶偶、变变阻阻器、加热器等电工材料器、加热器等电工材料白铜的性能和用途白铜的性能和用途 二、二、钛及其合金钛及其合金性能性能：强度低，塑性较好，：强度低，塑性较好，密度小，比强度高，密度小，比强度高，优良的耐腐蚀性优良的耐腐蚀性，对海水和大多数酸、碱

12、，对海水和大多数酸、碱 盐均有优良的耐蚀能力，盐均有优良的耐蚀能力，耐高温耐高温（600600 C C以以 下具有良好抗氧化性能）、下具有良好抗氧化性能）、耐寒冷耐寒冷；具有；具有 同素异晶转变同素异晶转变-882-882 C C以下为以下为-钛（密排钛（密排 六方晶格）六方晶格）882882 C C以上为以上为-钛（体心立方钛（体心立方 晶格）晶格）（一）（一）工业纯钛工业纯钛 用途用途：电厂凝汽器管、汽轮机长叶片等：电厂凝汽器管、汽轮机长叶片等（二）钛合金（二）钛合金以钛为基，加入铝、铬、锰、以钛为基，加入铝、铬、锰、铁、钼、钒等合金元素铁、钼、钒等合金元素 按组织结构的不同分为三类：按组

13、织结构的不同分为三类：（1 1）型钛合金型钛合金 退火状态的组织为退火状态的组织为 固溶体固溶体 牌号：牌号：TA+TA+顺序号顺序号 序号越大，合金元素越多序号越大，合金元素越多 TA1TA1、TA2TA2、TA8TA8 TA1 TA1、TA2TA2、TA3TA3为工业纯钛为工业纯钛性能：中等强度，良好的热稳定性、热强性性能：中等强度，良好的热稳定性、热强性 （650 650 C C时能保持足够的强度），优良时能保持足够的强度），优良 的焊接性能的焊接性能比强度最高的金属材料比强度最高的金属材料（2 2）型钛合金型钛合金 退火或淬火状态组织为退火或淬火状态组织为 固溶体固溶体 牌号：牌号：T

14、B+TB+顺序号顺序号 TB1TB1、TB2TB2 性能：塑性很好，可冲压成型；热处理后具有很性能：塑性很好，可冲压成型；热处理后具有很 高的强度，可焊性好，但热稳定性差高的强度，可焊性好，但热稳定性差（3 3）+型钛合金型钛合金 退火状态的组织为退火状态的组织为+固溶体固溶体 牌号：牌号：TC+TC+顺序号顺序号 TC1TC1、TC2TC2、TC10TC10 性能：良好的综合机械性能，热稳定性差，焊接性能：良好的综合机械性能，热稳定性差，焊接 性能不如性能不如 钛合金钛合金钛合金具有优良耐腐蚀性，在海水甚至在钛合金具有优良耐腐蚀性，在海水甚至在含硫化物污染的海水中，在水速高达含硫化物污染的海

15、水中，在水速高达2020m/sm/s和含沙量达和含沙量达4040g/Lg/L的条件下，均具有的条件下，均具有优良耐蚀性。钛在海水中抗应力腐蚀和抗优良耐蚀性。钛在海水中抗应力腐蚀和抗腐蚀疲劳性能也很好。钛的这些优异抗腐腐蚀疲劳性能也很好。钛的这些优异抗腐蚀性是铜合金所无法相比的。因此，蚀性是铜合金所无法相比的。因此，钛合钛合金是一种理想的电厂凝汽器材料金是一种理想的电厂凝汽器材料三、轴承合金三、轴承合金 制造滑动轴承轴瓦及内衬的合金制造滑动轴承轴瓦及内衬的合金 1、工作条件：、工作条件：轴在高速转动时，轴瓦承受交变应力，轴和轴轴在高速转动时，轴瓦承受交变应力，轴和轴 瓦之间存在着强烈的摩擦瓦之间

16、存在着强烈的摩擦 2、性能要求：、性能要求：（1）具有足够抗压强度、疲劳强度、韧性和硬度。）具有足够抗压强度、疲劳强度、韧性和硬度。（2）较小的摩擦系数和热膨胀系数，良好的导热）较小的摩擦系数和热膨胀系数，良好的导热 性和一定熔点。性和一定熔点。（3）优良的耐磨性与磨合性。）优良的耐磨性与磨合性。（4）良好的抗蚀性及一定的储油能力。）良好的抗蚀性及一定的储油能力。（5）工艺性能好，价格低廉。）工艺性能好，价格低廉。硬度不能太高，以免轴被磨损硬度不能太高，以免轴被磨损 软基体上均匀分布着硬质点软基体上均匀分布着硬质点或硬基体上均匀或硬基体上均匀 分布着软质点。分布着软质点。3、组织要求、组织要求

17、4、常用轴承合金、常用轴承合金 锡基轴承合金锡基轴承合金铅基轴承合金铅基轴承合金铜基轴承合金铜基轴承合金巴氏合金巴氏合金 编号：编号：ZCh+基本元素、主加元素符号基本元素、主加元素符号+主加元主加元 素、辅加元素含量百分数素、辅加元素含量百分数如：如：ZChSnSb116ZChSnSb116含锑含锑11%11%、含铜、含铜6%6%(1)(1)锡基轴承合金锡基轴承合金以锡为基础，加入少量锑、铜以锡为基础，加入少量锑、铜 组织：白色块状物是硬质点组织：白色块状物是硬质点SnSbSnSb化合物，化合物，针状或粒状物为针状或粒状物为CuCu3 3SnSn化合物，其化合物，其 余为软基体（锑在锡中的固

18、溶体）余为软基体（锑在锡中的固溶体）用途：用于汽轮机、发电机等高速重载机械轴承用途：用于汽轮机、发电机等高速重载机械轴承含锑含锑11%11%、含铜、含铜6%6%性能：适中硬度，小的摩擦系数和热膨胀系数，性能：适中硬度，小的摩擦系数和热膨胀系数，良好韧性、导热性、耐蚀性，能承受较大良好韧性、导热性、耐蚀性，能承受较大 冲击；疲劳强度较低，冲击；疲劳强度较低，热强性较差热强性较差 （100 C以下使用）以下使用）常用锡基轴承合金：常用锡基轴承合金：ZChSnSb116ZChSnSb116(2)铅基轴承合金铅基轴承合金以铅为基础，加入锑、锡、铜等以铅为基础，加入锑、锡、铜等 常用铅基轴承合金：常用铅基轴承合金：ZChPbSb16-16-2 性能：强度、硬度、耐磨性以及冲击韧性均比性能：强度、硬度、耐磨性以及冲击韧性均比 锡基轴承合金低，但价格低锡基轴承合金低，但价格低含锑含锑16%16%、含锡、含锡16%16%、含铜、含铜2%2%用途：电厂中，用于泵、风机、磨煤机、电动机用途：电厂中，用于泵、风机、磨煤机、电动机 等低速度和低、中负荷设备的、温度不超等低速度和低、中负荷设备的、温度不超 过过120120 C的的轴承轴承