有色金属幻灯

第四节有色金属及其合金（铁及铁合金以外的金属）内容:一、铜及其合金二、钛及其合金三、轴承合金教学目标：1.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特点教学目的：熟悉铜合金、钛合金、轴承合金的牌号性能及在电厂的应用第一节铝及铝合金特性：1、比重小（2.7）2、导电、导热性好3、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4、低强度、硬度，高塑性一、工业纯铝牌号：L+顺序数字（数字愈大，纯度愈低，即杂质铁和硅含量越高）如：L1，L2，L3……L7，用途：配制铝合金。电力电器工业中，导线、电缆、电容器二、铝合金铜、硅、锰、镁、锌铝合金与纯铝相比，强度高1、铝合金的分类按成分、组织、性能生产工艺来分类铝合金变形铝合金铸造铝合金防锈铝合金硬铝合金超硬铝合金（1）防锈铝合金（Al—Mg、Al—Mn系）2、变形铝合金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编号：LF+顺序数字（数字越大，含合金元素越多）如：LF21，LF5等用途：电厂中热交换器、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性能：强度、硬度高，耐蚀性差，能热处理强化编号：LY+顺序数字如：LY11，LY12等（2）硬铝合金（Al-Cu-Mg系、Al-Cu-Mn系）（3）超硬铝合金(Al-Zn-Mg-Cu系)3、铸造铝合金（Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系)编号：ZL+三位数字第一位数字——合金系（1—Al-Si系，如ZL102；2—Al-Cu系，如ZL201；3—Al-Mg系，如ZL301）第二、三位数字——顺序号。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，Al-Si系具有好的耐蚀性、焊接性、较好的机械性能性能：高的强度、硬度编号：LC+顺序数字如：LC4，LC9等用途：受力较大的结构零件，如飞机大梁、起落架特性：1、良好的导电（仅次于银）、导热性2、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CO2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、海水）中易被腐蚀。3、强度、硬度低，塑性好一、铜及铜合金（一）工业纯铜玫瑰红色，fcc,熔点1083ºC编号：T+顺序号（数字大，纯度低，即杂质铅、铋氧、硫、磷越多）如T1、T2、T3、T4用途：制造电线、电缆、铜管及制造铜合金1、普通黄铜——Cu-Zn二元合金编号：H+两位数（二）黄铜—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。凝汽器管原来使用普通黄铜，但出现脱锌（铜、锌电极电位不同，锌的电位低的缘故）H68H68A含砷普通黄铜（微量砷有效抑制脱锌）平均含铜量的百分数——在铜锌合金中再加入其它合金元素（铅、锡、铝、锰、硅、镍、铁）的铜合金。加入合金元素目的：提高黄铜的机械性能、耐腐蚀性和某些工艺性能2、特殊黄铜•编号：H（ZH）+主加元素符号+两组数字（Cu%、主加合金元素%)如：HSn70-1•用途：凝汽器管、汽轮机冷油器管编号后加A—含砷特殊黄铜牌号：B+合金元素符号+两组数字（镍、合金元素含量的百分数）BMn40—1.540%镍、1.5%锰的锰白铜（康铜）BMn43—0.543%镍、0.5%锰的锰白铜（考铜）（三）白铜——含镍低于50%的铜镍合金1、普通白铜—铜镍二元合金牌号：B+镍含量百分数如B30——含镍30%的普通白铜2、特殊白铜—在铜镍二元合金中再加入其它合金元素（锰、锌、铝、铁）的铜合金根据性能和用途白铜分为：耐蚀结构用白铜（以普通白铜为主）特点是在各种腐蚀介质中如海水、有机酸和各种盐溶液中有较高的化学稳定性，耐氨腐蚀性能优于黄铜，有优良的冷热变形能力；较高强度和硬度（加入镍增加了合金的强度和硬度）可用作凝汽器材料电工用白铜（以锰白铜为主）特点是具有高的电阻和低的电阻温度系数，特别是与铜接触时热电势小，用作热电偶、变阻器、加热器等电工材料白铜的性能和用途二、钛及其合金性能：强度低，塑性较好，密度小，比强度高，优良的耐腐蚀性，对海水和大多数酸、碱盐均有优良的耐蚀能力，耐高温（600C以下具有良好抗氧化性能）、耐寒冷；具有同素异晶转变--882C以下为-钛（密排六方晶格）882C以上为-钛（体心立方晶格）（一）工业纯钛用途：电厂凝汽器管、汽轮机长叶片等（二）钛合金——以钛为基，加入铝、铬、锰、铁、钼、钒等合金元素按组织结构的不同分为三类：（1）型钛合金退火状态的组织为固溶体牌号：TA+顺序号序号越大，合金元素越多TA1、TA2、、TA8TA1、TA2、TA3为工业纯钛性能：中等强度，良好的热稳定性、热强性（650C时能保持足够的强度），优良的焊接性能比强度最高的金属材料（2）型钛合金退火或淬火状态组织为固溶体牌号：TB+顺序号TB1、TB2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（3）+型钛合金退火状态的组织为+固溶体牌号：TC+顺序号TC1、TC2、、TC10性能：良好的综合机械性能，热稳定性差，焊接性能不如钛合金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20m/s和含沙量达40g/L的条件下，均具有优良耐蚀性。钛在海水中抗应力腐蚀和抗腐蚀疲劳性能也很好。钛的这些优异抗腐蚀性是铜合金所无法相比的。因此，钛合金是一种理想的电厂凝汽器材料三、轴承合金——制造滑动轴承轴瓦及内衬的合金1、工作条件：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2、性能要求：（1）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，良好的导热性和一定熔点。（3）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。（5）工艺性能好，价格低廉。硬度不能太高，以免轴被磨损——软基体上均匀分布着硬质点或硬基体上均匀分布着软质点。3、组织要求4、常用轴承合金锡基轴承合金铅基轴承合金铜基轴承合金巴氏合金编号：ZCh+基本元素、主加元素符号+主加元素、辅加元素含量百分数如：ZChSnSb11—6含锑11%、含铜6%(1)锡基轴承合金—以锡为基础，加入少量锑、铜组织：白色块状物是硬质点SnSb化合物，针状或粒状物为Cu3Sn化合物，其余为软基体（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含锑11%、含铜6%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，能承受较大冲击；疲劳强度较低，热强性较差（100C以下使用）常用锡基轴承合金：ZChSnSb11—6(2)铅基轴承合金—以铅为基础，加入锑、锡、铜等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锡基轴承合金低，但价格低含锑16%、含锡16%、含铜2%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、温度不超过120C的轴承