【分享】金属材料及热处理知识（二十八）【系列完】

8.2.2 黄铜
以锌为主要合金元素的铜为黄铜。黄铜按化学成分可分为普通黄铜和特殊黄铜。按工艺可分为加工黄铜和铸造黄铜。


1．普通黄铜
铜和锌的二元合金称为普通黄铜。加工普通黄铜的牌号为+表示铜平均百分含量的数字。
普通黄铜的耐蚀性较好，与纯铜接近，但含锌量超过7%的冷变形黄铜件，在湿气、海水中或氨的作用下，易产生应力腐蚀，称为季裂。因此，须对冷变形件进行去应力退火。
2．特殊黄铜
在普通黄铜的基础上加入硅、锡、铝、锰、镍、铁、铅等元素形成特殊黄铜。加工特殊黄铜的牌号为H（黄）+主加元素符号+铜平均百分含量，合金元素的加入，可影响和的相对量，提高强度；铝猛硅锡可体高耐蚀性；铅可改善切削加工性；硅还可以改善铸造性能。常用牌号有等特殊黄铜强度、耐蚀性比普通黄铜好，铸造性能改善，主要用于船舶及化工零件，如冷凝管、齿轮、螺旋桨、轴承、衬套及阀体等。

8.2.3 青铜
除黄铜和白铜外的其他铜合金称为青铜。根据主加元素锡、铝、铍、硅、铅等的不同，分别称为锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜、铅青铜等。加工青铜的牌号为Q+主加元素符号及其平均百分含量+其他元素平均百分含量，如Q+Sn4-3为含4%Sn、3%Zn的锡青铜。



1．锡青铜
是以锡为主加元素的铜合金，锡含量一般为3%～14%。含5%～7%的锡青铜塑性好，适于冷热加工。Sn的含量大于10%锡青铜强度较高，适于铸造。锡青铜铸造流动性差，易形成分散气孔，铸件密度低，高压下易渗漏，但体积收缩率小，适于制造形状复杂、尺寸精度要求高的零件。锡青铜具有良好的耐蚀性，在大气、海水及无机盐溶液中的耐蚀性比纯铜和黄铜好，但在硫酸、盐酸和氨水中的耐蚀性较差。常用的牌号有QSn4-3、QSn65-0.4、ZCuSnPbl等，主要用于耐蚀承载件，如弹簧、轴承、齿轮轴、蜗轮、垫圈等。
2．铝青铜
是以铝为主加元素的铜合金，铝含量一般为5%～11%。铝含量为10%左右时强度最高，多在铸态或经热加工后使用。铝青铜的强度、硬度、耐磨性、耐热性几耐蚀性均高于黄铜和锡青铜，铸造性能好，但收缩率比锡青铜大，焊接性能差。常用牌号有QAl5、QAl7、QAl9、QAl10-4-4、ZCuAlMn13Fe3Ni2等前两者为低铝青铜，塑性、耐蚀性能好，具有一定的强度，主要用于制造要求高耐蚀的弹簧和弹性元件，后三者为高铝青铜，强度、耐磨性耐蚀性高。主要用于制造船舶、飞机及仪器中的高强、耐磨、耐蚀件，如齿轮、轴承、蜗轮轴套、螺旋桨等。
3．铍青铜
是以铍为主加元素的铜合金，铍含量一般为1.7%～2.5%。铍青铜是时效强化型合金，经淬火时效处理后，其抗拉强度达1200MPa～1400MPa，硬度可达350HB～400HB。铍青铜具有高的强度、弹性极限、耐磨性、耐蚀性，良好的导电性、导热性和耐低温新，无磁性，受冲击时不产生火花，以及良好的冷热加工性能和铸造性能，但价格较贵。常用牌号有QBe2、Qe1.7、QBe1.9等，主要用于制造重要的弹性件、耐磨件等，如精密弹簧、膜片，高速高压下工作的轴承以及防爆工具、航海罗盘等重要零件。

8.2.4 白铜
以镍为主要合金元素的铜合金称为白铜。白铜分为普通白铜和特殊白铜，普通白铜的牌号为B+镍的平均百分含量，如B5为含5%的白铜；特殊白铜的牌号B+为主加元素符号（Ni除外）+加镍的平均百分含量+主加元素平均百分含量，如BMn40-1.5为含40%Ni、1.5%Mn的锰白铜。普通白铜是Cu-Ni二元合金，具有较高的耐蚀性和抗腐蚀疲劳性能及优良的冷热加工性能。常用的牌号有B5、B19等，主要用于制造在蒸汽和海水环境下工作的精密机械仪表中零件几冷凝器、热交换器等。特殊白铜是矮子普通白铜的基础上添加锌、锰、铝等元素形成的，分别称锌白铜、锰白铜、铝白铜等，其耐蚀性、强度和塑性高，成本低。常用牌号有BMn40-1.59康铜）、BMn43-0.5（考铜）等，用于制造精密机械、仪表零件及医疗器械等。

8.3 钛及钛合金
8.3.1 工业纯钛
纯钛是灰白色金属，密度小（4.507g/cm3），熔点高(1688℃)，在882.5℃发生同素异构转变α-Tiβ-Ti。纯钛的强度低，比强度高，塑性、低温韧性和耐蚀性好，具有良好的加工工艺性能，切削加工性能与不锈钢接近。纯钛的性能受杂质影响很大，少量杂质即可显著提高其强度。纯钛主要用于350℃以下的工件，强度要求不高的零件，如石油工用的热交换器、反应器海水净化装置及舰船零部件。

8.3.2 钛合金
纯钛加入合金元素形成钛合金。几乎所有钛合金中都含有铝，因为铝能提高钛合金的强度比强度和再结晶温度。
按退火组织，钛合金可分为α型钛合金、β型钛合金和α+β型钛合金3类，它们的牌号分别用TATBTC加顺序号表示，如TA5TB2TC4等，其中TA0～TA3为工业纯钛。

1． α型钛合金
主加元素为铝，还有锡、硼等。这类合金不能热处理强化，通常在退火状态下使用，组织为α单相固溶体。α型钛合金的强度低于其他两类钛合金，但高温强度低温韧性及耐蚀性优越。常用的牌号有TA5、TA7等，以TA7最为常用，主要用于制造以下工作的零件，如飞机压气叶片、导弹的燃气罐、超音速飞机的涡轮机匣及飞船上的高压低温容器等。
2． β型钛合金
加入的元素有钼、铬、钒、铝等。经淬火时效出理后，组织为β相基体上分布着细小的α相粒子。这类合金的强度高，但冶炼工艺复杂，应用受到限制。β型钛合金有TB2、TB3、TB4三个牌号，主要用于350℃以下工作的结构件和紧固件，如飞机叶片、轴、弹簧、轮盘等。
3． α+β型钛合金
加入的合金元素有铝、钒、钼、铬等。这类合金可进行热处理强化，兼具α型钛合金和β型钛合金的优点，强度高，塑性好，具有优良的热强性、耐蚀性和低温韧性，α+β型钛合金共有9个牌号，其中以TC4应用最广用量最大，其经过淬火加时效处理后，组织为α+β+时效析出的针状α相，主要用于制造400℃以下的飞机叶片、 火箭发动机外壳、火箭和导弹的液氢燃料箱部件及舰船耐壳体等。

8.4 轴承合金
制造滑动轴承的轴瓦及其内衬的耐磨合金称为轴承合金。滑动轴承是许多机器设备中对旋转轴起支撑作用的重要部件，由轴承体和轴瓦两部分组成。与滚动轴承相比滑动轴承具有承载面积大、工作平稳、无噪音及拆装方便等优点。

8.4.1 组织性能要求
当轴高速旋转时，轴瓦除与轴颈发生强烈摩擦外，还要承受轴颈施加的交变载荷和冲击力。因此要求轴承合金具有以下性能：
(1) 足够的强韧性，以承受轴颈施加的压力、冲击及交变载荷。
(2) 较小的热膨胀系数，良好的导热性和耐蚀性，以防止轴与轴瓦之间的咬合。
(3) 较小的摩擦系数，良好的耐磨性和磨合性，以减少轴颈磨损，保证轴与轴瓦间良好的跑和。
为满足上述性能的要求，轴承合金的组织应是软的基体上分布着硬的质点或硬的基体上分布着软的质点。当轴旋转时，软的基体（或质点）被磨损而凹陷，减少了轴颈与轴瓦的接触面积，有利于储存润滑油和轴与轴瓦间的磨合，而硬的质点（基体）则支撑着轴颈，起承载和耐磨作用。此外，软基体（或质点）还能起嵌藏外来杂质颗粒的作用，以避免擦伤轴颈。

8.4.2 常用的轴承合金
工业上应用的轴承合金很多，常用的有锡基、铅基、铜基和铝基轴承合金等，其中锡基和铅基轴承合金 又称巴氏合金，是应用最广的轴承合金。
1. 锡基轴承合金
是以锡为主并加入少量锑、铜等元素的合金，熔点较低，是软基体硬质点组织类型的轴承合金。典型牌号为ZSnSb11Cu6，锡基轴合金具有较高的耐磨性、导热性、耐蚀性和嵌藏性，摩擦系数和热膨胀系数小，但疲劳强度较低，工作温度不超过150℃，价格高。广泛用于重型动力机械，如汽轮机，涡轮机和内燃机等大型机器的高速轴瓦。
2. 铅基轴承合金
是以铅为主加入少量锑、锡、铜等元素的合金，也是软基体硬质点型轴承合金。典型牌号为ZPbSb16Sn16Cu2,铅基轴承合金的强度、硬度、耐蚀性和导热性都不如锡基轴合金，但其成本低，高温强度好，有自润滑性。常用于低速、低载条件下工作的设备，如汽车、拖拉机曲轴的轴承等。
锡基和铅基轴承合金的强度比较低，为提高其承载能力和使用寿命，生产上常采用离心浇注法，将它们镶铸在低碳钢轴瓦上，形成一层薄而均匀的内衬，成为双金属轴承。
3. 铜基轴承合金
常用的牌号有ZCuSn10P1 ZCuSn5Pb5Zn5等锡青铜和ZCuPb30等铅青铜。前者强度高适于制造中速、承受较大载荷的轴承，如电动机、泵、机床上用的轴承，后者具有高的耐磨性、疲劳强度、导热性和低的摩擦系数，工作温度可达350℃，适于制造高速、重载条件下工作的轴承，如航空发动机、高速柴油机、汽轮机上的轴承。
4．铝基轴承合金
这类合金常含有锡、铜、锑、镁等元素，典型牌号为ZAlSn6Cu1Ni1。铝基轴承合金密度小、导热性好、疲劳强度高、价格低廉，广泛用于高速、高负荷条件下工作的轴承，如重型汽车、拖拉机、内燃机的轴承。


【系列完】

学习了，
用的黄铜较多，
最多就是铜镀锡

非常好的系列资料，多谢分享了