【正文】 字”表示。第一數(shù)字是合金類別。后兩位為順序號。例：ZL102。（4） 鋁合金的熱處理 固溶處理和時(shí)效。1) 固溶熱處理（俗稱淬火）：將合金加熱到單相α固溶體狀態(tài)，并水冷至室溫，獲得過飽和α固溶體組織。2) 時(shí)效強(qiáng)化(時(shí)效)：固溶熱處理后的合金在室溫或加熱至一定溫度放置，隨放置時(shí)間的延長，因過飽和α固溶體不穩(wěn)定而析出細(xì)小分散的的過渡相，使強(qiáng)度顯著增高、塑性降低的現(xiàn)象。鋁合金經(jīng)固溶處理后，強(qiáng)度和硬度不會(huì)明顯升高，塑性會(huì)顯著提高。但這種組織是不穩(wěn)定的，經(jīng)時(shí)效處理，強(qiáng)度和硬度顯著升高，塑性下降。（5） 應(yīng)用：1．5．2銅及銅合金1 工業(yè)純銅 純銅呈紫紅色，熔點(diǎn)1083℃， g/cm3，面心立方晶格、無同素異晶轉(zhuǎn)變，良好的電導(dǎo)性、熱導(dǎo)性、耐蝕性、抗磁性和加工工藝性能。純銅主要用于制作電線、電纜、導(dǎo)熱材料及配置合金。 工業(yè)純銅的代號用“T”加順序號表示，共有TTTT4四個(gè)牌號。序號越大，純度越低。2 銅合金 銅合金黃銅（CuZn）青銅（CuSn）白銅（CuNi）普通黃銅特殊黃銅）錫青銅無錫青銅（1） 黃銅：黃銅的牌號用“H+數(shù)字”表示。如H68。單相黃銅H68，有較高的強(qiáng)度，冷、熱變形能力，較好的耐蝕性，用于制造形狀復(fù)雜、耐蝕的零件。雙相黃銅H62，有較高的強(qiáng)度，可進(jìn)行熱變形加工，廣泛用于制作熱軋、熱壓零件或由棒材經(jīng)機(jī)加工制造各種零件。特殊黃銅是在普通黃銅中加入其他合金元素的黃銅。加入的合金元素有鉛、錫、鋁、硅、錳、鐵、鎳等，以改善切削加工性、提高耐蝕性、鑄造性能和力學(xué)性能等。特殊黃銅的牌號用“H+主加合金元素符號+銅的百分含量合金元素的百分含量”表示，例：HPb591。（2） 青銅：1) 錫青銅：以錫為主要添加元素的銅基合金。常用錫青銅一般Wsn＝3％－14％，其中壓力加工錫青銅Wsn＜7%。錫青銅的耐磨性好、無磁性和冷脆現(xiàn)象，可用于制作軸承、軸套等耐磨零件及彈簧等彈性元件。錫青銅的鑄造收縮率小，用于鑄造形狀復(fù)雜、致密性要求不高，耐磨、耐蝕的零件。2) 無錫青銅：是含鋁、鈹、硅、鉛、錳等合金元素的銅基合金。主要有鋁青銅、鈹青銅等。鋁青銅缺點(diǎn)是可焊性較差。鑄造鋁青銅用來制造齒輪、軸套、渦輪等強(qiáng)度耐磨性較高的摩擦零件。鈹青銅用于彈性元件及鐘表、儀器的零件，電焊機(jī)電機(jī)等1．5．4滑動(dòng)軸承合金（1） 用途：制造滑動(dòng)軸承中的軸瓦及內(nèi)襯的合金。（2） 性能和組織特點(diǎn)： 軸承支承軸進(jìn)行工作，會(huì)與軸頸產(chǎn)生摩擦。為減少軸承對軸頸的磨損，對軸承合金有如下要求：1) 較高的抗壓強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度；2) 摩擦系數(shù)小、表面能儲存潤滑油，耐磨性好；3) 良好的抗蝕性、熱導(dǎo)性和較小的膨脹系數(shù)；4) 良好的磨合性；5) 加工性能好，原料來源廣，價(jià)格便宜。組織特點(diǎn):軟基體上分布硬質(zhì)點(diǎn)或硬基體上分布軟質(zhì)點(diǎn)。軟基體上分布硬質(zhì)點(diǎn)，常用材料為錫基或鉛基軸承合金（巴士合金）；硬基體上分布軟質(zhì)點(diǎn)常用材料為銅基及鋁基軸承合金。（3） 常見軸承合金：1) 錫基軸承合金：Z+基體元素+主加元素及含量+輔加元素及含量。膨脹系數(shù)小，減摩擦好，并具良好的導(dǎo)熱性、塑性和耐腐蝕性，適用于制造汽車、拖拉機(jī)、汽輪機(jī)等高速軸瓦。ZSnSb11Cu62) 鉛基軸承合金：價(jià)格便宜，鑄造性好，低速、低負(fù)載的軸承使用。如汽車、拖拉機(jī)的曲軸軸承及電動(dòng)機(jī)軸承等。ZPbSb16Cu23) 銅基軸承合金：鉛青銅（ZCuPb30）、錫青銅（ZCuSn10Pb1）。鉛青銅具有高的疲勞強(qiáng)度和承載能力，優(yōu)良的耐磨性、導(dǎo)熱性和低的摩擦系數(shù)，承受高載荷、高速度的重要軸承。如航空發(fā)動(dòng)機(jī)、高速柴油機(jī)等。錫青銅能承受較大的載荷，廣泛用于中等速度及承受較大的固定載荷。如電動(dòng)機(jī)、泵、金屬切削機(jī)床的軸承。4) 鋁基軸承合金：鋁銻鎂軸承合金、鋁錫軸承合金。新型減磨材料，具有密度小、導(dǎo)熱性好、疲勞強(qiáng)度高和耐腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)。小結(jié)鋁及鋁合金的分類、性能及應(yīng)用銅及銅合金的分類、性能及應(yīng)用滑動(dòng)軸承合金的分類、性能及應(yīng)用四、布置作業(yè)習(xí)題：26補(bǔ)充題：簡述鋁合金的分類。變形鋁合金的熱處理形式。銅合金的分類及主要應(yīng)用？常見滑動(dòng)軸承合金材料有哪些？第十講 其他材料167。 其他材料課 題： 粉末合金材料陶瓷材料塑料、橡膠材料復(fù)合材料課題形式：講授、兩課時(shí)教學(xué)目的： 講解常見非金屬材料的分類、性能及應(yīng)用教學(xué)要求： 了解常見非金屬材料的分類、性能及應(yīng)用查閱相關(guān)機(jī)械工程資料能力教學(xué)重點(diǎn)： 冶金材料的分類、性能及應(yīng)用復(fù)合材料的分類、性能及應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)： 冶金材料的分類、性能及應(yīng)用教 具：多媒體圖片、表格教學(xué)方法：多媒體講解教學(xué)過程：案例導(dǎo)入：之前的章節(jié)已經(jīng)對鐵碳合金及合金鋼、常見的有色金屬等材料進(jìn)行了學(xué)習(xí)，在本章中將對常見的及其他材料的性能進(jìn)行學(xué)習(xí)，這樣就能了解到完整地對常見的材料，才能更好地具備合理選材、合理提高毛坯件性能的能力。那么常見的其他材料有哪些呢？它們有著什么樣的性能及應(yīng)用呢？教學(xué)內(nèi)容：粉末冶金是制取金屬或用金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合物）作為原料，經(jīng)過成形和燒結(jié)，制造金屬材料、復(fù)合以及各種類型制品的工藝技術(shù)。粉末冶金法與生產(chǎn)陶瓷有相似的地方，因此，一系列粉末冶金新技術(shù)也可用于陶瓷材料的制備。工藝流程：混粉成型燒結(jié)熱處理再壓后續(xù)加工包裝 粉末冶金具有獨(dú)特的化學(xué)組成和機(jī)械、物理性能，而這些性能是用傳統(tǒng)的熔鑄方法無法獲得的。運(yùn)用粉末冶金技術(shù)可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油軸承、齒輪、凸輪、導(dǎo)桿、刀具等，是一種少無切削工藝。粉末冶金材料的應(yīng)用與分類，主要有：粉末高熔點(diǎn)材料、復(fù)合材料、粉末冶金多孔材料等。1. 硬質(zhì)合金 以高硬度難熔金屬的碳化物（WC、TiC)微米級粉末為主要成分，以鈷（Co）或鎳（Ni）、鉬（Mo）為粘結(jié)劑，在真空爐或氫氣還原爐中燒結(jié)而成的粉末冶金制品。具有：硬度高（86～93HRA，相當(dāng)于69～81HRC）； 熱硬性好（可達(dá)900～1000℃，保持60HRC）；耐磨性好。 硬質(zhì)合金刀具比高速鋼切削速度高4～7倍，刀具壽命高5～80倍。制造模具、量具，壽命比合金工具鋼高 20～150倍?？汕邢?0HRC左右的硬質(zhì)材料。 但硬質(zhì)合金脆性大，不能進(jìn)行切削加工，難以制成形狀復(fù)雜的整體刀具，因而常制成不同形狀的刀片，采用焊接、粘接、機(jī)械夾持等方法安裝在刀體或模具體上使用。（1） 鎢鈷類硬質(zhì)合金 主要成分是碳化鎢（WC）和粘結(jié)劑鈷（Co）。 其牌號是由“YG”（“硬、鈷”兩字漢語拼音字首）和平均含鈷量的百分?jǐn)?shù)組成。 例如，YG8，表示平均WCo＝8％，其余為碳化鎢的鎢鈷類硬質(zhì)合金。 （2） 鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金 主要成分是碳化鎢、碳化鈦（TiC）及鈷。 其牌號由“YT”（“硬、鈦”兩字漢語拼音字首）和碳化鈦平均含量組成。 例如，YT15，表示平均WTi＝15％，其余為碳化鎢和鈷含量的鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金。 （3） 鎢鈦鉭（鈮）類硬質(zhì)合金 主要成分是碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭（或碳化鈮）及鈷。這類硬質(zhì)合金又稱通用硬質(zhì)合金或萬能硬質(zhì)合金。 其牌號由“YW”（“硬”、“萬”兩字漢語拼音字首）加順序號組成，如 YW1。2. 粉末冶金減摩材料 又稱燒結(jié)減摩材料。通過在材料孔隙中浸潤滑油或在材料成分中加減摩劑或固體潤滑劑制得。材料表面間的摩擦系數(shù)小，在有限潤滑油條件下，使用壽命長、可靠性高；在干摩擦條件下，依靠自身或表層含有的潤滑劑，即具有自潤滑效果。廣泛用于制造軸承、支承襯套或作端面密封等。 3. 粉末冶金多孔材料。又稱多孔燒結(jié)材料。由球狀或不規(guī)則形狀的金屬或合金粉末經(jīng)成型、燒結(jié)制成。材料內(nèi)部孔道縱橫交錯(cuò)、互相貫通，一般有30％～60％的體積孔隙度，孔徑1～100微米。透過性能和導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能好，耐高溫、低溫，抗熱震，抗介質(zhì)腐蝕。用于制造過濾器、多孔電極、滅火裝置、防凍裝置等。 4. 粉末冶金結(jié)構(gòu)材料。又稱燒結(jié)結(jié)構(gòu)材料。能承受拉伸、壓縮、扭曲等載荷，并能在摩擦磨損條件下工作。由于材料內(nèi)部有殘余孔隙存在，其延展性和沖擊值比化學(xué)成分相同的鑄鍛件低，從而使其應(yīng)用范圍受限。 陶瓷材料陶瓷是以天然硅酸鹽或人工合成的無機(jī)化合物為原料，用粉末冶金法生產(chǎn)的由金屬和非金屬的無機(jī)化合物構(gòu)成的多晶固體材料。 1）陶瓷的分類 按使用原料分分為普通陶瓷和特種陶瓷。按用途不同分分為日用陶瓷和工業(yè)陶瓷。工業(yè)陶瓷又分為工程結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷。2）陶瓷的性能 a）. 力學(xué)性能 室溫彈性模量高于金屬，硬度遠(yuǎn)大于金屬，抗壓強(qiáng)度高于鑄鐵。但抗拉強(qiáng)度低、脆性大。 b）. 熱性能 熔點(diǎn)高于金屬，耐高溫、熱硬性高、熱膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)低于金屬。抗熱震性能比較差。c）. 化學(xué)性能 陶瓷的組織結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，具有很好的耐腐蝕能力。d）. 電性能 具有較好的絕緣性能。3）常用的陶瓷材料 普通瓷、氧化鋁陶瓷、碳化物陶瓷、氮化硅陶瓷等。以氧化鋁陶瓷為例，說明陶瓷的牌號及應(yīng)用。普通型氧化鋁陶瓷系 按Al2O3含量不同分為99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品種。 、橡膠材料塑料 機(jī)械工程中用的高分子材料主要是各種人工合成有機(jī)高分子化合物。 塑料是以樹脂為主要組分，加入一些能改善使用性能和工藝性能的添加劑而制成的一種高分子材料。（1）塑料的分類 按樹脂在加熱和冷卻時(shí)所表現(xiàn)的性能分熱塑性塑料和熱固性塑料 按使用范圍分通用塑料、工程塑料和耐高溫塑料 （2）塑料的組成通常所用的塑料并不是一種純物質(zhì)，它是由許多材料配制而成的。其中高分子聚合物(或稱合成樹脂)是塑料的主要成分，此外，為了改進(jìn)塑料的性能，還要在聚合物中添加各種輔助材料，如填料、增塑劑、潤滑劑、穩(wěn)定劑、著色劑等，才能成為性能良好的塑料。 （3）塑料的性能特點(diǎn) a）. 質(zhì)輕、比強(qiáng)度高b）. 化學(xué)穩(wěn)定性好c）. 良好的電絕緣性能d）. 優(yōu)良的減摩性、耐磨性和自潤滑性e）. 消聲、減震性好f）. 成形加工性好、方法簡單、成本低、生產(chǎn)率高 塑料的強(qiáng)度、硬度不及金屬材料高，耐熱性和熱導(dǎo)性差、膨脹變形大、蠕變大、易老化。（3）常見工程塑料聚乙烯（PE）、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）、ABS塑料、聚酰胺（PA）、聚甲醛（POM）、聚碳酸酯（PC）、有機(jī)玻璃、聚四氟乙烯、酚醛塑料、環(huán)氧塑料橡膠（1）定義：橡膠是在使用溫度范圍內(nèi)處于高彈態(tài)的高分子材料，是常見的彈性材料、密封材料、減震防震材料和傳動(dòng)材料。 （2）組成：生膠和橡膠配合劑（硫化劑、硫化促進(jìn)劑、防老化劑、填充劑、發(fā)泡劑、著色劑）（3）分類：橡膠分為天然橡膠和合成橡膠。a) 天然橡膠 主要來源于三葉橡膠樹，當(dāng)這種橡膠樹的表皮被割開時(shí)，就會(huì)流出乳白色的汁液，稱為膠乳，膠乳經(jīng)凝聚、洗滌、成型、干燥即得天然橡膠。 b) 合成橡膠 是由人工合成方法而制得的，采用不同的原料（單體）可以合成出不同種類的橡膠。如順丁橡膠、氯丁橡膠、丁苯橡膠等等。合成橡膠的產(chǎn)量已大大超過天然橡膠，其中產(chǎn)量最大的是丁苯橡膠。 i. 丁苯橡膠 是由丁二烯和苯乙烯共聚制得的，是產(chǎn)量最大的通用合成橡膠，有乳聚丁苯橡膠 、溶聚丁苯橡膠 和熱塑性橡膠（ SBS ）。 ii. 順丁橡膠 是丁二烯經(jīng)溶液聚合制得的，具有特別優(yōu)異的耐寒性、耐磨性和彈性，還具有較好的耐老化性能。順丁橡膠絕大部分用于生產(chǎn)輪胎，少部分用于制造耐寒制品、緩沖材料以及膠帶、膠鞋等。順丁橡膠的缺點(diǎn)是抗撕裂性能較差，抗?jié)窕阅懿缓谩?iii. 氯丁橡膠 它是以氯丁二烯為主要原料，通過均聚或少量其它單體共聚而成的。具有較強(qiáng)的耐燃性和優(yōu)異的抗延燃性，其化學(xué)穩(wěn)定性較高，耐水性良好。缺點(diǎn)是電絕緣性能，耐寒性能較差。氯丁橡膠用途廣泛，如用來制作運(yùn)輸皮帶和傳動(dòng)帶，電線、電纜的包皮材料，制造耐油膠管、墊圈以及耐化學(xué)腐蝕的設(shè)備襯里。 復(fù)合材料（1） 定義：復(fù)合材料是由兩種或兩種以性質(zhì)不同的材料組合起來的一種多相固體材料，它不僅保留了組成材料各自的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有單一材料所沒有的優(yōu)異性能。組分有基體材料和增強(qiáng)體。（2） 分類：1) 按性能劃分為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料等。2) 按基體材料劃分為非金屬基體和金屬基體兩類。3) 按復(fù)合形式劃分為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、疊層或夾層復(fù)合材料、顆粒復(fù)合材料等。（3） 常見復(fù)合材料1) 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料a）. 玻璃纖維樹脂復(fù)合材料（玻璃鋼）i. 熱塑性玻璃鋼 由20%40%的玻璃纖維和80%60%的基體材料（尼龍、聚烯烴類、聚苯乙烯等熱塑性樹脂）組成。高強(qiáng)度、高沖擊韌性、良好的低溫性能、低熱膨脹系數(shù)。軸承、齒輪、儀表盤、殼體。ii. 熱固性玻璃鋼 60%70%的玻璃纖維和40%30%的基體材料（環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂）組成。密度小、強(qiáng)度高（超過一般的高強(qiáng)度鋼、鋁合金、鈦合金）、耐磨性、絕緣性、絕熱性好、低吸水性，易加工成型。但耐熱性差（300176。C以下）。各種機(jī)器的護(hù)罩、復(fù)雜殼體。b）. 碳纖維樹脂復(fù)合材料碳纖維、聚酯、酚醛、環(huán)氧、聚四氟乙烯等。性能優(yōu)于玻璃鋼。運(yùn)動(dòng)器材、航空航天、機(jī)械制造、汽車工業(yè)及化工。c）. 硼纖維樹脂復(fù)合材料硼纖維、環(huán)氧、聚酰亞胺等。高彈性模量，耐熱性良好。缺點(diǎn)各項(xiàng)異性，成本太高。航空航天、軍事d）. 碳化硅纖維樹脂復(fù)合材料碳化硅與環(huán)氧樹脂。抗拉強(qiáng)度接近碳纖維環(huán)氧樹脂復(fù)查材料。航空航天工業(yè)。e）. 有機(jī)纖維樹脂復(fù)合材料芳綸、環(huán)氧樹脂、聚乙烯、聚碳酸酯、聚酯等。凱拉夫（Kevlar）、諾麥克斯（Nomex）。防彈衣、飛機(jī)機(jī)身、雷達(dá)天線罩、輕型艦船。纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料 避免陶瓷的脆性。碳纖維Si3N4復(fù)合材料飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片2) 顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料由一種或多種顆粒均勻分布在基體中所組成的材料。顆粒越小，性能越好。金屬顆粒與塑料復(fù)合、陶瓷顆粒與金屬復(fù)合。例如，鉛粉加入氟塑料中，做軸承材料；氧化鋁金屬陶瓷，高速切削刀具，高溫耐磨材料3) 疊層或夾