有色金属钢铁材料铝.镁.铜.铅.锌等及其合金纯铜:紫铜铜合金:黄铜.青铜.白铜1) 2)1v紫铜紫铜的性能紫铜的代号及用途紫铜即工业纯铜,因其具有玫瑰红色,表面形 成氧化膜后呈紫色而名 面心立方晶体结构,无同素异构转变 比重8・96 ,熔点1083°C ;优覆的导电性和导 热性,其导电性位居第二(仅次于银);逆磁性 物质(磁化系数为很小的负数);很好的耐蚀性裂的现象 II.III.IV.V.VI.极好的塑性,机械性能较低(表9・6) 热脆性:含有铅、铿,当进行热加工时(一般为 820~8609),造成脆性断裂 冷脆:含有硫■氧,铜在冷加工时易于产生破L 代号:T 1 ( 9 9 ・95%Cu).T2(99・90%Cu)、T3(99・7%Cu).T4(99.5%Cu)o用途:船上主要用作柴油机的润滑油管.锅炉水管等和密封垫片I・紫铜在冷变形后通过再结晶退火 > 即将紫铜加热到600~6509 ,然后在水中冷却,一方面去除其表面的灰黑色氧化皮(CuO) f另一方面紫铜得到软化(消除加工硬化现象)1・在船上采用喷灯加热至发红而后水冷, 达到软化的目的。
2、黄铜黄铜一一铜锌合金,根据化学成分的不同,分为普通黄铜和特殊黄铜。
(1)普通黄铜:①成分和组织②编号和用途.性能⑵特殊黄申锡黄铜①猛黄铜普通黄铜是由铜和锌组成的二元合金—.黄铜含锌量—般不超过47 %单相黄铜:锌v39% f形成a固溶体(塑性很好 > 适于冷、热加工)三・两相黄铜:含锌量在39-45%时f黄铜的组织为a+p(|3相是以化合物CuZn为基的在温度较低时则很脆 < 不宜冷加工)I. 编号:1 H 1+两位数字(H80 .即表示含铜80 % 的黄铜几铸造黄铜,再加上”Z” 色械性能:与锌的含量有直接关系。
如图9・7所III.锌的含量达30%时■黄铜的塑性最大;IV.含锌量达到45%时,黄铜的强度最大V.铸造性能:优覆VI.耐蚀性:在大气.尤其是有机氟化物(氟利昂12-CF2C12)中VII.应用:用于制作冷凝管.水泵零件、散热片等, 如表9-8所示。
I. 普通黄铜的抗蚀性较好,与紫铜差不多。
对大气、海水.以及氨以外的碱性溶液的耐蚀性很 高■但在氨.氨盐和酸类介质中的耐, 特别是对硫酸、盐酸的抗蚀很差 II. “应力腐蚀破裂”或"季裂〃:含锌大于 7%(尤其是含锌量大于20%)的黄铜经冷加工后, 在潮湿的大气及海水中,特别是在有氨的中,容易产生腐蚀致使黄铜破裂的现象。
III. 产生原因:主要是有残余应力存在,有腐蚀性 介质含锌量较高IV •消除办法:可进行低温退火,退火温度一般为 260-300 °C ,时间一般l~3h 。
一・为了改善和提高普通黄铜的某些性能,如机械性能.抗蚀性及工艺性,在普通黄铜中加入Mn、Sn、Si、Pb、Al、Fe等元素而形成的黄铜,称为特殊黄铜。
二・特殊黄铜的编号方法是:”H”+主加元素符号+ 铜含量+主加元素含量。
例如HSn70-l ,表示主加元素为Sn ,含量为1%.含铜70% ,余为锌的锡黄铜,如是铸造的,则在编号前加”Z”。
三・△种常见特殊黄铜的成分和机械性能如表9・9所-•锡元素:在海洋大气、海水中的抗蚀性大大地提高,同时强度也得以提高,HSH70-1常用于制造冷却器及冷凝器的管子。
-•猛元素:强度有较大的提高 > 同时还提高其在海水.氯化物及热蒸气中的耐蚀性。
二・HMn58-2 f用于制造螺旋桨轴的轴套三・ZHMn55-3-l f为铸造猛黄铜中加入1 % 的Fe f提高机械性能f用于制造螺旋桨和蒸气泵活塞等。
3、青铜铜合金中除黄铜(CmZn)和白铜(Cu-Ni)IU 外的合金均称作青i(1)宝青铜:锡青铜的成分和性能无锡青铜:①铝青铜②铅青铜③硅青铜④披KIM青铜又分为锡青铜和无锡青铜。
青铜的编号方法是:"Q” +主加元素符号 +主加元素含量。
例如QPb30表示含铅30%.含铜70%的铅青铜。
-■以锡为主要或基本元素的铜合金称为锡青铜。
・(1) 以Pb、Al、Mn、SiBe为主要元素的铜合金称为无锡青铜铜。
二・铝青铜的机械性能如图9・9所示三・机械性能…•高于锡青铜和黄铜>青铜.黄铜高,五・耐磨性…•优于锡青铜和黄铜二•铅青铜主要用作耐磨材料>QPb30为含铅30%的铅青铜,用于制做大功率高速柴油机轴承。
-・以硅为主要元素的铜合金称为硅青铜二・QSi3-l为含硅3%.含猛1%的铜硅合金,常用于制造船舶辅机零件及排水系统管件。
-・以锻为主要元素的铜合金称为锻青铜二・QBe2常用于制做重要弹簧.高速止回阀等。
4、白铜-•以猱元素为主要合金元素的铜合金称为白铜二・白铜的代号为:"B" +平均含银量。
B19 : 含媒量19% f其余为铜的白铜。
三・白铜的代号.成分和机械性能:见表9・ 11所示。
二・$吕及¥吕合金一 •器韓灘要包馴变铝合金二■ 1.工业纯铝三■⑴ 工业纯铝的性能及用途六・铝合金的分类和代号七・铸造铝合金的用途一 •性能 工业纯铝的比重为2.7 f 熔点为五■ 2660.4°C;有良好的导电性和导热性f导电性仅次于银、铜、金,居第四位;二・塑性好;通过冷、热加工可制成各种型材; 三・抗大气腐蚀性能好I.强度很低 > 冷变形加工硬化后强度可达150~25OMN/m2 f塑性降到50~60%五•用途:它主要用于制作电缆.电线 > 以及具有导热和耐大气腐蚀而对强度要求不很咼的用品。
一•代号:是以所含杂质(主要是铁和硅)元素的量编制的 > 数字越大 > 纯度则越低。
工业纯铝分为冶炼产品和加工产品两类。
二・冶炼产品代号:Al-OO. A1O Al-k Al- 2、Al-3三•对应的牌号称为特一号铝、特二号铝、—号*吕、二号铝、三号铝。
加工产品代号:LI. L2、L3. L4、1 f 5、L6. L7f对应的牌号称为一号工业纯铝、…七号工业纯铝。
一・铝中加入适量的Cu. Mg. Si、Mn等合金元素 > 可获得较高的强度 > 能用于制造承受载荷的机械零件。
2・硬铝合金,代号LY—“硬铝”形变钳合金3.超硬铝金,代号LC一“超硬铝”14・勰合金,代号LD—“锻铝” 1・铝旌傍造合金,ALSi系一1,代号ZL101-ZL1112.铝铜傍造合金,Ai・Cu系一2,代号ZL201〜ZL2033.铝鎂铸造合金,Ai-Mg系一3,代号ZL301-ZL30214.铝锌傍造合金,Ai-Zn系一4,代号ZL401〜ZL402AlB(%)一・在船上应用较广泛的铸造铝合金主要为铝硅系列铸造铝合金。
二・如ZL102 ,称为普通硅铝明。
具有优覆的铸造性.焊接性.相当好的抗蚀性.耐热性。
但缺点是铸件致密度较小,强度不高。
主要用于制造承受低载荷和形状复杂但强度不高的铸件, 如手柄、罩壳、手轮等三.ZL108 , 2L110称为特殊硅铝明,主要用于制造船用中高速柴油机、汽车和拖拉机或汽油机的活塞,或工作温度在250C以下的零件。
铝合金的分类.代号及性能特点见表9J2所示。
三.轴承合金 轴承:滚动轴承、滑动轴承 轴瓦的结构及对轴承材料的要求 巴氏合金:⑴锡基巴氏合金⑵铅基巴氏合金 铜基轴承合金:⑴铅青铜⑵锡青铜 铝基轴承合金:(1)低锡铝合金(2)铝锌镁合金 ⑶高锡铝合金□ 1.2.在滑动轴承中 > 制造轴瓦及内衬的合金称为轴承合金轴瓦是由瓦壳和瓦衬■…耐磨合金组成。
图9-11轴瓦的结构<共有三种形式:(1)两半式厚壁轴瓦图9-12(l)o轴瓦的厚度:>0.064D(D为轴径),耐磨合金层厚度:"•75〜2mm。
用: 中.低速柴油机的主轴承■曲柄销轴承及十字头轴承等。
瓦壳材料:低碳钢;耐磨合金:巴氏合金。
⑵两半式薄壁轴瓦图9-12(b)轴瓦的厚度~0.02~0.065D(D为轴径);耐磨合金层厚度u0.2〜0.7mm ;用:中、高速柴油机的轴承上瓦壳材料:低碳钢;耐磨合金:巴氏合金、铜基轴承合金或铝基轴承合金等。
(3)整体式轴瓦图972(c)铜基轴承合金轴瓦,由钢壳与铅青铜耐磨合金构成;用:筒状活塞式柴油机连杆小端轴瓦及摇臂轴瓦。
轴瓦材料应满足下列要求(在磨损不可避免的情况下应从轴瓦材料上确保轴的磨损最小):在工作温度下具有足够的强度和硬度以及疲劳强度,足够的塑性和韧性;具有低的摩擦系数,较高的耐磨性,覆好的抗咬合性.磨合性和亲油性;具有覆好的耐蚀性.导热性和较小的膨胀系数;覆好的工艺性,易于铸造和切削加工。
③④较理想的结构一般为:在软基体上分布着硬质点(约占13-30%)或在硬基体上分布着软质点(图9・13)。
一・巴氏合金(又称白合金或乌金): 基分为锡巴氏合合和铅基巴氏合金两种(1) Sn(为主)+Sb. Cu(少量)牌号:”ZCh〃 +基本元素和主元素的符号+主加元素和辅加元素的百分含量。
如:ZChSnSbll-6 : 11 % Sb(圭加元素).6 % Cu(辅加元素)。
组织结构:软基体上分布着硬质点。
如图所示。
点:①麗擦系数小,耐磨性好,基体有很好的塑性和韧性;②具有良好的导热性.抗蚀性和工艺性。
③如疲劳强度随着温度升高而下降,最高工作温度小于1100用:船用中低速柴油机主轴承.曲柄销轴承和十字头轴承,船舶中间轴承等。
格J卩硬质点—-SnSb 为基的固溶体基本成分:Pb+Sb ,同时还含有Sn+Cu 代号.成分和性能如表9J3所示。
组织结构:在软基体上分布着硬质点,如图所示特点:①屉好的抗压强度.耐磨性■嵌藏性,②韧性和疲劳强度较低,导热性.耐蚀性较差,工作温廈一般不超过120 °C o总的说来,铅基巴氏合金的性能不如锡基巴氏合金. 可作为锡基巴氏合金的代用材料。
用:中速.中等负荷且冲击作用不大的机器轴承, 如船舶辅机的压缩机■起货机.锚机等的轴承上。
申晶基 (a+共软体p+SnSb 硬质点—・Cu+Pb(为主)二•常用的轴承耐磨材料:铅青铜、锡青铜和铝青铜。
MHZQPb30组织:Pb(颗粒)十Cu(基体几形成了软颗粒 +硬基体,如固9-16。
特点:和降低摩擦系数的作用,优覆的耐磨性较高的疲劳强度和较大的承载能力,优覆的导热性.能在较高温度(300~320°C)下工作耐蚀性、磨合性、嵌藏性及抗咬合性比巴氏合金低。
用:制造高速高压下工作的轴承,如高速大功率柴油机的主轴承.连杆轴承以及航空发动机的轴承等。
☆为了改善铅青铜的表面性能,通常在表面上镀覆一层0.02-0.03mm的锡.铅.锢等,使其成为三层结构的轴瓦。
包括:磷锡青铜:ZOSnlO・l 锌铅锡青铜:ZOSn6-6・3。