【正文】 （2） H70、H68 按成分稱為七三黃銅，具有優(yōu)良的冷、熱塑性變形能力，適用于冷沖壓（深拉、彎曲）制造形狀復(fù)雜而要求耐蝕的管、套類零件，如彈殼、樂(lè)器、波紋管等，故又稱彈殼黃銅之稱。若是鑄造黃銅，其牌號(hào)用“ZCuZn+數(shù)字”表示，ZCuZn表示鑄造銅鋅合金，數(shù)字表示平均含鋅量的百分?jǐn)?shù)。當(dāng)含鋅量增加至30%—32%時(shí)，塑性最大；當(dāng)含鋅量在39%—45%時(shí)，塑性下降而強(qiáng)度增高；但含鋅量超過(guò)45%以后，其強(qiáng)度和塑性開始急劇下降，在生產(chǎn)中已無(wú)實(shí)用價(jià)值。按照化學(xué)成分的不同，黃銅又分為普通黃銅和特殊黃銅。1. 黃銅黃銅是以鋅為主加元素的銅合金，因色黃而得名。銅合金 工業(yè)上廣泛使用的是銅合金。純銅強(qiáng)度、硬度不高（σb為200—240MPa，HBS為100—120），不宜用做結(jié)構(gòu)材料，主要用做導(dǎo)電材料，還可用來(lái)配制各種合金。根據(jù)雜質(zhì)含量不同，工業(yè)純銅可分為TTT3，%、%、%。（2） 耐腐蝕 由于銅的化學(xué)活潑性差，一般難與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用，因而在大氣、淡水中具有優(yōu)良的抗蝕性。熔點(diǎn)為1083℃，具有面心立方晶格，無(wú)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，抗磁性。第二節(jié) 銅及銅合金 純銅純銅呈玫瑰紅色，表面形成氧化銅膜后，外觀為紫紅色，故俗稱紫銅。（3） Al—Mg系 鋁鎂合金具有良好的耐蝕性，可用于制造腐蝕介質(zhì)條件下工作的鑄件。（2） Al—Cu系 鋁銅合金強(qiáng)度較高，加入鎳、錳更可提高耐熱性。（1） Al—Si系 鋁硅合金俗稱硅明鋁，一般用來(lái)制造質(zhì)輕、耐蝕、形狀復(fù)雜但強(qiáng)度要求不高的鑄件。按照主要合金元素的不同，鑄造鋁合金可分為Al—Si系、Al—Cu系、Al—Mg系、Al—Zn系四類，其中Al—Si系應(yīng)用最為廣泛。因此，生產(chǎn)中某些需要進(jìn)一步加工變形的零件，可在淬火后放在低溫狀態(tài)下保存，使其在需要加工變形時(shí)仍具有良好的塑性。鋁合金的時(shí)效硬化還與淬火后的溫度有關(guān)。自然時(shí)效不是一開始就發(fā)生的，在最初幾小時(shí)（＜2h）內(nèi)，鋁合金強(qiáng)度和硬度變化不大，這段時(shí)間稱為孕育期。淬火鋁合金的力學(xué)性能隨時(shí)間而發(fā)生顯著變化的現(xiàn)象，稱為時(shí)效硬化。 鋁合金的熱處理特點(diǎn)——時(shí)效硬化 可以熱處理的鋁合金，在剛淬火后強(qiáng)度、硬度并不立即升高，且塑性較好。這類鋁合金熱處理后的性能與硬鋁相近，有良好的熱塑性及耐蝕性，更適合于鍛造。主要用于航空業(yè)制造受力大的結(jié)構(gòu)件。其比強(qiáng)度已相當(dāng)于超高強(qiáng)度鋼（一般指σb＞1400MPa的鋼），故名超硬鋁。（3） 超硬鋁 是在硬鋁的基礎(chǔ)上加入鋅形成的Al—Cu—Mg—Zn系合金。所以硬鋁板材的表面常包有一層純鋁，以增加其耐蝕性。由于密度小，其比強(qiáng)度（強(qiáng)度與密度之比）與高強(qiáng)度鋼（一般指σb為1000——1200MPa的鋼）相近，故名硬鋁。（2） 硬鋁 是Al—Cu—Mg系合金。它強(qiáng)度適中，塑性優(yōu)良，并具有很好的耐腐蝕性，拋光性好，能長(zhǎng)時(shí)間保持表面光亮。（1） 防銹鋁 主要是Al——Mn系和Al——Mg系合金。牌號(hào)中的第一位數(shù)字是用主要合金元素Cu、Mn、Si、Mg、Mg2Si、Zn的順序來(lái)表示變形鋁合金的組別，依其主要合金元素的排列順序分別標(biāo)示為7；牌號(hào)中的第二位表示原始鋁合金（如0或A）或改型鋁合金（如1——9或B——Y）；后兩位數(shù)字用以標(biāo)示同一級(jí)別中的不同鋁合金。1. 變形鋁合金這種鋁合金在加熱到較高溫度時(shí)，可以得到均勻的單相固溶體，塑性較好，適用于鍛造、壓延和拉伸，故稱為變形鋁合金。工業(yè)純鋁的強(qiáng)度較低，σb為80——100MPa，經(jīng)冷變形后也只能提高至150——250MPa，故工業(yè)純鋁難以滿足結(jié)構(gòu)零件的性能要求。牌號(hào)的第二位表示原始純鋁（如0或A）或改型純鋁（如1——9或B——Y）；牌號(hào)的最后兩位數(shù)字表示最低鋁百分含量。（3） 耐腐蝕（4） 塑性好 鋁的δ為50%，Ψ為80%，能通過(guò)冷、熱壓力加工制成絲、線、片、棒、管、箔（）等型材。（2） 導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好 鋁的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性僅次于銀和銅。工業(yè)純鋁1. 純鋁的性能純鋁是銀白色的金屬，熔點(diǎn)為660℃，具有面心立方晶格。第一節(jié) 鋁及鋁合金鋁是地殼中儲(chǔ)糧最豐富的金屬（%）。 第七章完第八章 有色金屬及硬質(zhì)合金有色金屬有高的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性、較低的密度和熔化溫度，良好的力學(xué)性能和工藝性能。蠕墨鑄鐵的鑄造性優(yōu)于球墨鑄鐵而接近于灰鑄鐵。蠕墨鑄鐵的減振性較灰鑄鐵低，但比球墨鑄鐵高。 蠕墨鑄鐵的導(dǎo)熱性接近灰鑄鐵，但比球墨鑄鐵要高得多。又由于石墨是相互連接的，強(qiáng)度和韌性都不如球墨鑄鐵。蠕墨鑄鐵的性能和用途 蠕墨鑄鐵的力學(xué)性能優(yōu)于基體相同的灰鑄鐵，而低于球墨鑄鐵。根據(jù)蠕化劑的加入量和石墨化程度，蠕墨鑄鐵可得到鐵素體、鐵素體+珠光體、珠光體三種金屬基體組織。蠕墨鑄鐵的組織和牌號(hào) 蠕墨鑄鐵的金屬基體上分布著蠕蟲狀石墨，蠕蟲狀石墨的長(zhǎng)寬比一般在2——10范圍內(nèi)。2. 孕育處理促進(jìn)石墨化，并細(xì)化蠕墨鑄鐵的晶體。蠕化劑最好預(yù)熱至200℃——300℃，粒度約3——6mm。 蠕化處理 孕育處理生鐵熔煉①————→②————→蠕墨鑄鐵 （金屬基體+蠕蟲狀石墨）1. 蠕化處理脫硫、脫氧和促使碳結(jié)晶成蠕蟲狀石墨。第六節(jié) 蠕墨鑄鐵 蠕墨鑄鐵的化學(xué)成分 為確保石墨的最佳蠕化效果，蠕墨鑄鐵采用高碳和低硫、磷的成分。 球墨鑄鐵的用途 球墨鑄鐵的力學(xué)性能可與鋼相媲美，并具有鑄鐵的優(yōu)良性能。（3） 調(diào)質(zhì)處理 是為了獲得回火索氏體的球墨鑄鐵，從而獲得良好的綜合力學(xué)性能。球墨鑄鐵的熱處理（1） 退火 退火的主要目的是為了獲得鐵素體基體的球墨鑄鐵，以提高球墨鑄鐵的塑性和韌性，改善切削加工性能，消除內(nèi)應(yīng)力。 牌號(hào)是由“球鐵”的“QT”及兩組數(shù)字組成。塑性、韌性比鋼略低，其他性能與鋼相近，屈服點(diǎn)甚至超過(guò)鋼。球墨鑄鐵的性能和牌號(hào) 經(jīng)過(guò)球化處理和孕育處理生產(chǎn)出來(lái)的球墨鑄鐵，由于石墨呈球狀，割裂金屬基體的作用大大減小，金屬基體可以充分發(fā)揮作用。若鐵水停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，將因球化劑的氧化和晶核的上浮或減少，使球化作用和孕育作用都發(fā)生衰退。孕育劑有硅鐵合金和硅鈣合金。球化劑中的鎂和稀土元素具有很強(qiáng)的球化能力，但它們也是強(qiáng)烈阻礙石墨化的元素，使石墨不易析出。 球化處理 孕育處理生鐵熔煉①————→②————→球墨鑄鐵 （金屬基體+球狀石墨）1. 球化處理促使鑄鐵中的碳結(jié)晶成球狀石墨。后面兩組數(shù)字分別表示最低抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率?？慑戣T鐵的牌號(hào)和用途牌號(hào)采用三個(gè)字母和兩組數(shù)字表示。因此，可鍛鑄鐵的強(qiáng)度比灰鑄鐵高，塑性和韌性得到很大改善，有些像可鍛造鋼的性能。若白口鑄鐵在氧化性氣氛中，按某種工藝進(jìn)行退火，則得到珠光體和團(tuán)絮狀石墨的組織，稱為珠光體可鍛鑄鐵。將白口鑄鐵在中性氣氛中，按某種工藝進(jìn)行退火，得到鐵素體和團(tuán)絮狀石墨的組織。可鍛鑄鐵的化學(xué)成分控制嚴(yán)格，高溫石墨化退火工藝長(zhǎng)（約15h），成本較高。但也不能太低，否則退火時(shí)難以石墨化?？慑戣T鐵的生產(chǎn)方法，分兩步 熔煉澆注 高溫石墨化退火生鐵————→白口鑄鐵—————→可鍛鑄鐵 （Fe3C） （金屬基體+團(tuán)絮狀石墨）為了保證在一般條件下獲得白口鑄鐵件，又要在退火時(shí)易使?jié)B碳體分解，并以團(tuán)絮狀石墨析出，必須嚴(yán)格控制鐵水的化學(xué)成分。第四節(jié) 可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵又稱馬鐵。3. 表面淬火有些大型鑄件的工作表面需要有較高的硬度和耐磨性，常用表面淬火處理。高溫退火是將鑄件加熱到850℃——900℃，保溫2——5h，使白口組織中的滲碳體分解為石墨和鐵素體，然后隨爐冷卻至400℃——500℃，再出爐空冷。經(jīng)熱處理后，鑄件內(nèi)應(yīng)力基本消除。所以，一些形狀復(fù)雜的鑄件或精度要求高的鑄件（如機(jī)床床身、機(jī)架等），都要進(jìn)行去應(yīng)力退火。1. 去應(yīng)力退火由于鑄件形狀復(fù)雜，壁厚不均勻，在冷卻過(guò)程中，鑄件各個(gè)部位冷卻速度不一致而產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力?；诣T鐵的熱處理 灰鑄鐵進(jìn)行熱處理只能改變其金屬基體組織，但不能改變片狀石墨形態(tài)和分布，因而對(duì)提高灰鑄鐵的力學(xué)性能作用不大。孕育鑄鐵的顯微組織是細(xì)珠光體基體上分布著細(xì)片狀石墨，不僅強(qiáng)度有較大提高，而且塑性和韌性也有所改善。為改善灰鑄鐵的力學(xué)性能，生產(chǎn)中常采用孕育處理（變質(zhì)處理），就是在鐵水中加入少量的硅鐵（含Si 75%），使鐵水中產(chǎn)生大量均勻分布的晶核，使片狀石墨和金屬基體得到細(xì)化。 灰鑄鐵中石墨越多、越粗大，分布越不均勻，有害作用越明顯，則力學(xué)性能越差。（含量/%）灰鑄鐵的生產(chǎn)是把生鐵放入沖天爐、電爐等化鐵爐進(jìn)行熔煉后，將生鐵水注入鑄型而獲得鑄件的?；诣T鐵的化學(xué)成分：C、——；Si、——；Mn、——。第三節(jié) 灰鑄鐵，熔點(diǎn)在1150℃——1250℃，它是工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛的鑄鐵。（5） 缺口敏感性小 鋼制零件常因表面有缺口（如油孔、鍵槽、刀痕等）造成應(yīng)力集中，使力學(xué)性能顯著降低，故鋼的缺口敏感性大。（3） 減摩 鑄鐵與其他鋼件發(fā)生摩擦?xí)r，由于鑄鐵中石墨本身具有潤(rùn)滑作用，特別是當(dāng)它從鑄鐵表面脫落后所留下的空隙能吸附和儲(chǔ)存潤(rùn)滑油，使摩擦面上的油膜易于保持而具有良好的減摩性。（1） 鑄造性好 由于鑄鐵的含碳量接近共晶成分，與鋼相比較，不僅熔點(diǎn)低，結(jié)晶區(qū)間小，而且流動(dòng)性好，收縮性小，鑄造性好，所以適合澆注形狀復(fù)雜的零件或毛坯。 由于石墨是碳原子按游離態(tài)構(gòu)成的軟松組織，其強(qiáng)度、硬度很低，塑性、韌性幾乎為零，在鑄鐵中猶如裂紋和空洞，因此，我們可以把常用鑄鐵組織看成是金屬基體上布滿了裂紋和空洞的鋼。鑄鐵的組織 常用鑄鐵組織是由兩部分組成的，一部分是石墨，另一部分是金屬基體。這類鑄鐵強(qiáng)度高，韌性好。這類鑄鐵強(qiáng)度較高，韌性好。（2） 可鍛鑄鐵 鑄鐵中石墨呈緊密的團(tuán)絮狀。2. 根據(jù)鑄鐵中的石墨形態(tài)分類（1） 灰鑄鐵 鑄鐵中石墨以片狀或曲片狀形態(tài)存在。其斷口呈灰白色相間成麻點(diǎn)，故稱麻口鑄鐵。它是應(yīng)用最廣泛的一類鑄鐵。白口鑄鐵主要用做煉鋼原料或可鍛鑄鐵零件的毛坯。第二節(jié) 鑄鐵的分類和性能鑄鐵的分類1. 根據(jù)碳的存在形式分類（1） 白口鑄鐵 碳主要以滲碳體形式存在，其斷口呈銀白色，故稱白口鑄鐵。冷卻速度受鑄型材料、鑄造方法及鑄件厚壁等元素的影響。故錳含量允許在較高的范圍，%——%。錳是阻礙石墨化的元素。硫是強(qiáng)烈阻礙石墨化的元素，易使碳以滲碳體形式存在，促進(jìn)鑄鐵白口化。磷也是促進(jìn)石墨化的元素，但其作用較弱。鑄鐵中碳、硅含量越高，石墨化程度越充分。化學(xué)成分的影響鑄鐵是以鐵、碳為主并含有硅、錳、硫、磷等雜質(zhì)元素的合金。石墨可以直接從液態(tài)鑄鐵或奧氏體中析出，也可以先結(jié)晶出滲碳體，再由滲碳體在一定條件下分解為鐵素體和石墨（即Fe3C→3Fe+C）。）在鑄鐵中，碳可以滲碳體形式存在，也可以石墨的形式存在。同一晶層面上碳原子間距較近，原子結(jié)合力較強(qiáng)，層與層的距離較遠(yuǎn)，結(jié)合力較弱。%——%之間。 常用的耐磨鋼牌號(hào)有ZGMn13ZGMn13ZGMn133和ZGMn134。 由于高錳鋼極易產(chǎn)生加工硬化，難以進(jìn)行切削加工，故應(yīng)盡量避免對(duì)鑄件進(jìn)行加工。故這種鋼具有很高的耐磨性和抗沖擊能力。但在受到強(qiáng)烈沖擊、強(qiáng)大壓力和劇烈的摩擦?xí)r，表面因塑性變形會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的加工硬化，使表面硬度提高到50HRC以上，從而獲得高的耐磨性，而心部仍保持高的塑性和韌性。碳含量較高可以提高耐磨性；錳含量很高，可以保證熱處理后得到單相奧氏體組織。 高錳鋼ZGMn13為典型的耐磨鋼，標(biāo)準(zhǔn)型ZGMn13鋼又稱哈德菲爾德鋼。4Cr14Ni14W2Mo鋼可以制造600℃以下工作的零件。常用的熱強(qiáng)鋼有15CrMo、4Cr14Ni14W2Mo等。2. 熱強(qiáng)鋼在高溫下具有良好的抗氧化性，并有較高的高溫強(qiáng)度的鋼稱為熱強(qiáng)鋼。由于氧化膜嚴(yán)密而牢固地覆蓋在鋼的表面，使鋼與高溫氧化性氣體隔絕，從而避免了鋼的進(jìn)一步氧化。這類鋼主要用于長(zhǎng)期在高溫（650℃）下工作，但強(qiáng)度要求不高的零件。耐熱鋼可分為抗氧化鋼和熱強(qiáng)鋼兩類。高溫合金是航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)中的關(guān)鍵材料。而在鉻鎳不銹鋼中加入鈦、鈮，如1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9Nb等，可在500℃——700℃范圍內(nèi)工作。根據(jù)這種特性，可與鉻不銹鋼相區(qū)別。因耐腐蝕性好，也廣泛用做裝潢、裝飾材料。這是由于加入大量的Cr和Ni，不僅在鋼表面能形成致密的Cr2O3（氧化鉻）保護(hù)膜，而且，經(jīng)淬火后能得到單相奧氏體組織，故又稱奧氏體不銹鋼。2. 鉻鎳不銹鋼這類不銹鋼平均含Cr：18%，Ni≥8%，故簡(jiǎn)稱188不銹鋼。這兩種不銹鋼的熱處理工藝為淬火后高溫回火，得到回火索氏體組織。這類不銹鋼具有良好的抗大氣、海水、蒸氣等介質(zhì)腐蝕的能力，故主要用于制造在弱腐蝕介質(zhì)中工作的機(jī)械零件和工具。鋼中的Cr使鋼有良好的耐蝕性，而碳則保證鋼有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度。1. 鉻不銹鋼要達(dá)到耐蝕不生銹的目的，鋼中的含Cr量必須不小于13%。第五節(jié) 特殊鋼特殊鋼是指作特殊用途，具有特殊的物理、化學(xué)性能的鋼，如不銹鋼。（2） 碳素工具鋼 有T10A、T12A等，主要用于制造精度不很高、形狀簡(jiǎn)單、尺寸較小的量具。 目前，量具用鋼主要有低合金刀具鋼、滾動(dòng)軸承鋼、碳素工具鋼和滲碳鋼。熱模具鋼的最終熱處理時(shí)淬火后中溫回火（或高溫回火），以保證足夠的韌性。加入W、Mo、V等是為了提高鋼的熱強(qiáng)性和耐磨性。含碳量高會(huì)使韌性下降，導(dǎo)熱性也差，含碳量太低則不能保證鋼的強(qiáng)度和硬度。因此要求熱模具鋼具有高的熱強(qiáng)性、良好的韌性、一定的硬度和耐磨性。這類鋼熱處理后具有高的硬度、強(qiáng)度和耐磨性2. 熱模具鋼熱模具鋼是用于制造使金屬在高溫下成型的模具。小型冷模具可采用碳素工具鋼和低合金刀具鋼或滾動(dòng)軸承鋼來(lái)制造。所以要求模具鋼具有高的硬度（一般為58——62HRC）和耐磨性，并有足夠的強(qiáng)度和韌性。1. 冷模具鋼冷模具鋼是用于制造使金屬在冷態(tài)下變形的模具。 合金模具鋼