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第五节 常用有色金属. 一、铝合金 二、铜合金 三、轴承合金. 重点要求： 熟悉常用 Al、Cu 合金的牌号、成份、热处理工艺、组织、及其应用。 一般 了解 轴承合金 。. 一、铝合金. 工业纯铝牌号 L+ 顺序 L1～L7. 1、工业纯铝. 熔点660℃， 密度2.7 g/cm 3 。 力学性能 ： σ b = 80～100 Mpa， δ = 30～50 % ， 比强度高。 导电导热性好，耐大气腐蚀。 塑性好、可冷成 型 。 做散热器、器皿、导线、电缆等。. 2．铝合金. 分类 —— 形变铝合金、铸造铝合金.
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第五节 常用有色金属 一、铝合金 二、铜合金 三、轴承合金 重点要求：熟悉常用Al、Cu合金的牌号、成份、热处理工艺、组织、及其应用。 一般了解轴承合金 。
一、铝合金 工业纯铝牌号 L+顺序 L1～L7 1、工业纯铝 熔点660℃，密度2.7g/cm3 。 力学性能 ：σb= 80～100 Mpa，δ= 30～50 %， 比强度高。 导电导热性好，耐大气腐蚀。 塑性好、可冷成型。 做散热器、器皿、导线、电缆等。
2．铝合金 分类 ——形变铝合金、铸造铝合金 （1）分类和强化 强化方法： • 形变强化 • 固溶—时效强化 • 变质处理。
时效强化: 淬火后合金强度硬度随时间延长而显著升高. -CuAl2 时效工艺： 固溶处理（水冷淬火）→ 过饱和固溶体 时效过程 —— 过饱和固溶体分解，析出强化相 。
时效效果：时效温度越高，则速度越快，但 强化效果小。 AL-Cu合金自然时效曲线 Al-Cu合金的人工时效曲线 自然时效—— 在室温经过数天时间停留完成时效。 人工时效—— 加热至100~200℃，保温一定时间。
（２）变形铝合金 合金类别 代号 主 要 化 学 成 分, % 热处理 机械性能 Cu Mg Mn 其它 σbMPa % HB 防锈 铝 LF5 4.5~5.5 0.3~0.6 退火 270 23 70 LF11 4.8~5.5 0.3~0.6 V 0.02~0.2 270 23 70 LF21 1.0~1.6 130 23 30 硬铝 LY1 2.2~3.0 0.2~0.5 固溶处理 + 自然时效 300 24 70 LY11 3.8~4.8 0.4~0.8 0.4~0.8 420 18 100 LY12 3.8~4.9 1.2~1.8 0.3~0.9 480 11 131 超硬 铝 LC4 1.4~2.0 1.8~2.8 0.2~0.6 Zn 5.0~7.0 固溶处理 + 人工时效 600 12 150 LC6 2.2~2.8 2.5~3.2 0.2~.5 Zn 7.6~8.6 680 7 190 锻铝 LD5 1.8~2.6 0.4~0.8 0.4~0.8 Si 0.7~1.2 420 13 105 LD7 1.9~2.5 1.4~1.8 Ni 1~1.5 Fe 1.0~1.5 440 13 120 LD10 3.9~4.8 0.4~0..8 0.4~1.0 Si 0.5~1.2 480 10 135
变形铝合金的应用 防锈铝—— LF，不可热处理强化，做油箱、油管、铆钉。 硬铝—— LY，做螺旋桨叶片、支柱。 超硬铝—— LC，做飞机大梁、桁架、起落架等。 锻铝 —— LD，做锻件、模锻件。
（3）铸造铝合金 合金 代号 主要化学成分, % 机械性能 Si Cu Mg 铸造 方法 热处理 b MPa % HB 铝硅 ZL101 6.0~8.0 0.2~0.4 SB T6 230 1 70 ZL102 10~13 SB J T2 T2 143 153 4 2 50 50 ZL110 4.0~6.0 5.0~8.0 0.2~0.5 J T1 170 － 90 铝铜 ZL203 4.0~5.0 J T4 210 6 60 铝镁 ZL301 9.5~11.5 S T4 280 9 20 铸造方法：SB——砂型变质； J——金属砂； S——砂型 热处理： T1——不淬火，人工时效； T2——退火； T4——淬火+自然时效； T6——淬火+人工时效 铝锌 ZL402 6.0~8.0 Zn5~7 0.4~0.7 J T1 240 4 70
铸造铝合金的应用 变质处理后，×100 ZL102的铸态组织，未变质，×500 铸造铝合金的变质处理 Al-Si 合金（硅铝明10%-13%Si）——铸造性好（熔点低、流动性好、收缩小）。 组织 —— 变质前，共晶体（粗针状Si + α基体 ）+ 初晶Si 变质后，共晶体（细点状Si + α基体 ）+ 初晶α
二、铜合金 铜及铜合金的特点 熔点1083℃，密度8.9g/cm3。 导电导热性仅次于银。 耐大气、海水腐蚀。 切削性好，塑性好，可冷、热成形。 铸造铜合金的铸造性能好。
1．纯铜 —— 紫铜（紫红色） 纯铜管 工业纯铜——T1-T4 ，做电导体。 力学性能: σb = 230-250 MPa δ= 40-50 % 强化途径： 固溶强化 650MPa 时效强化 1400MPa 过剩相强化
2．铜合金(黄铜、青铜、白铜) （１）黄铜 ——Cu-Zn系合金 普通黄铜 ——Cu-Zn合金 单相黄铜 —— 如 H80，含 80% Cu ，单相α，塑性好，可冷成型。 双相黄铜 —— 如 H62，α+β ，可热变形。
组织、牌号、性能 代号 化学成分, % 机械性能 Cu Zn 加工状态 b MPa % HB (b) 双相黄铜 α+β’ (a) 单相黄铜 α H96 95~97 余量 退火 250 35 － H80 79~81 余量 退火 270 50 － H68 67~70 余量 退火 300 40 － H59 57~60 余量 退火 变形 300 420 25 5 － 103 Cu-Zn合金的显微组织
复杂黄铜 —— 改善Cu-Zn合金的耐蚀性、机械性能。 组别 代号 主要化学成分, % 机械性能(变形) Cu 其它 b MPa % HB Pb黄铜 HPb 63-3 HPb 60-1 62.0~65.0 59.0~61.0 Pb 2.4~3.0 Pb 0.6~1.0 600 610 5 4 － － Sn黄铜 HSn 90-1 HSn 62-1 88.0~91.0 61.0~63.0 Sn 0.25~0.75 Sn 0.7~1.1 520 700 5 4 148 － Al黄铜 HAl 77-2 76.0~79.0 Al 1.8~2.6 650 12 170 Si黄铜 HSi 65-1.5-3 63.5~66.5 Si 1.0~2.0 Pb 2.5~3.5 600 8 160 Mn黄铜 Fe黄铜 HMn 58-2 HFe 59-1-1 57.0~60.0 57.0~60.0 Mn 1.0~1.2 Fe 0.6~1.2 700 700 10 10 175 160 Ni黄铜 HNi 65-5 64.0~67.0 Ni 5.0~6.5 700 4 －
黄铜制品 铸造黄铜 —— 如 ZHSi80-3，含80% Cu 。
（2）青铜——Cu-Sn、Cu-Al、Cu-Be系等合金。 压力加工青铜 Sn青铜 —— 如 QSn4-3，含4%Sn 、3%Zn，其余为 Cu 做轴承、弹簧等。 Al青铜 ——如 QAl10-3-1.5，做耐蚀、抗磨的齿轮、 轴套等。 Be青铜 —— 如 QBe2，做弹簧，高速轴承等。 铸造青铜 —— 如Sn青铜 ，ZCuSn10Zn2 。轴瓦、 泵体
（3）白铜 ——Cu-Ni 系合金 如，B19 ，含 19%Ni 的普通白铜，做船 舶仪器零件等。
三、 轴承合金 轴瓦 滑动轴承中的轴瓦及内衬的材料 工作条件 冲击、交变载荷，轴颈压力、摩擦。 性能 强度、塑韧性好，与轴的磨合能力、减摩性好。 导热、抗蚀性好。
Sn基轴承合金 ZChSnSb11-6的组织， ×100 ZChSnSb11-6（含11%Sb，6%Cu）。 α软基体 + 硬质点（白方块是β-SnSb＋白针状η-Cu6Sn5） Pb基轴承合金 ZChPbSb16-16-2 (α＋β)共晶软基体 + 硬质点 Cu基轴承合金——做大载荷、高速轴承。 Pb青铜，ZQPb30，Cu硬基体＋Pb软质点。 Sn青铜，ZQSn10-1，软基体＋硬质点。
重点要求 熟悉常用Al、Cu合金的牌号、成份、热处理工艺、组织、及其应用: LF5、LY11、LC4、LD5、ZL102、 H80、H62、QSn6.5-0.1、QAl9-4、 QBe2
