金屬材料與熱處理(2)-wenkub

　

【正文】 ② 鋁青銅 ：以鋁為主要合金元素的銅基合金 。 分為 壓力加工青銅 ， 代號為 Q+第一個主加元素的化學符號及其名義質量分數 數字 （ 其它合金元素的名義質量分數 ） ，如 QSn43表示含錫 4％ ， 含鋅 3％ 。其代號為 ZCu+合金元素 1的化學符號及其名義質量分數 ，如：ZCuZn3 ZCuZn40Pb2等。 常加入錫 、 硅 、 鉛 、鋁 、 錳等 ， 稱為錫黃銅 、 硅黃銅 、 鉛黃銅 ， 鋁黃銅 。其性能隨鋅含量增加，起初強度和塑性都提高，而后由于出現了 β 相，強度繼續升高，但塑性下降，直至全部為 β 相時，強度塑性急劇下降，如下頁圖所示。 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 ：也叫二元黃銅，是 CuZn二元合金。 牌號：工業純銅牌號為 T+順序號 ， 共有 T1,T2, T3,T4；序號越大 ， 純度越低 （ 見下圖 ） 。 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 銅及其合金是人類應用最早的金屬，目前工業上使用 的主要有工業純銅、黃銅、青銅。鑄造這樣高大的銅器，所需金屬料當在 1000千克以上，且必須有較大的熔爐。新中國成立后 ,于 1959年入藏中國歷史博物館。 (司母戊鼎便是最負盛名的四足大方鼎 ) 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 司母戊鼎是商后期 (約公元前十四世紀至公元前十一世紀 )鑄品 ,原器 1939年 3月出土于河南安陽侯家莊武官村。在古代 ,鼎是貴族身份的代表。 在奴隸制鼎盛時代，被用作“別上下，明貴賤”，是一種標明身份等級的重要禮器。該鼎是商王祖庚或祖甲為祭祀其母所鑄。 317。見下面的對比： 熱傳導系數 的定義為：每單位長度、每度 K（絕對溫度），可以傳送多少瓦數的能量，單位為：“ w/m記憶合金還可以制成任意變形的眼鏡架，如果不小心被碰彎曲了，只要將其放在熱水中加熱，就可以恢復原狀。當登月艙在月球上成功著陸后，只需利用太陽的輻射能對小球加溫如圖 c所示，折疊成球形的天線因具有形狀 “ 記憶 ” 功能便會自然展開，恢復到原始的拋物面形狀，如圖 d 所示 。因此，形狀記憶合金享有“永不忘本”、“百折不撓”等美譽，被比作一個人應具有的永不變節、堅貞不屈的精神和氣節。有色金屬種類繁多，本模塊僅介紹銅及銅合金、鋁及鋁合金、軸承合金的分類、編號方法、性能特點及用途。 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 第三套人民幣硬幣 1元硬幣： 銅鎳合金 5角硬幣：銅鋅合金 2角硬幣： 銅鋅合金 1角硬幣： 銅鋅合金 第四套人民幣硬幣 1元硬幣： 鋼芯鍍鎳 5角硬幣： 銅鋅合金 1角硬幣： 鋁鎂合金 第五套人民幣硬幣 1元硬幣： 鋼芯鍍鎳 5角硬幣： 鋼芯鍍銅合金 1角硬幣： 鋁合金 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 新型合金之一儲氫合金： Ti Fe 、 LaNi儲氫合金可用于以 H2為燃料的汽車鈦合金：親生物金屬人造骨頭 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 新型合金之二形狀記憶合金： 鈦鎳合金 合金的形狀被改變之后，一旦加熱到一定的躍變溫度時，它又可以魔術般地變回到原來的形狀，人們把具有這種特殊功能的合金稱為形狀記憶合金。 形狀記憶合金（ a）能撐起自重 100倍以上的重量，馬達（ b）的驅動力可達自重的 50倍，而螞蟻（ c）和人（ d）則分別是 20倍和 2倍。 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 1969年 7月 20日，乘坐“阿波羅 11號”登月艙的美國宇航員阿姆斯特朗在月球上踏下的第一個人類的腳印，諦聽著這位勇士從月宮里傳回的富于哲理的聲音：“ 對我個人來說，這只是邁出的一小步；但對全人類來說，這是跨了一大步 ”。不久的將來，汽車的外殼也可以用記憶合金制作。 K” ，該數值越大說明導熱性能越好。 240。 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 鼎為中國古代炊食器。文獻記載：“天子九鼎，諸侯七鼎，大夫五鼎，元士三鼎或一鼎”，又載“鑄九鼎，像九州”。典籍載有天子九鼎、諸侯七鼎、大夫五鼎、元士三鼎或一鼎的用鼎制度。此鼎形制雄偉，重達 ，高 133厘米、口長 110厘米、口寬 79厘米，是迄今為止出土的最大最重的青銅器。 此鼎器形龐大渾厚 ,其腹部鑄有“司母戊” 3字 。經測定 ,司母戊鼎含銅 %,錫%,鉛 %，其他 %。 純銅呈玫瑰紅色 ， 因表面經常形成一層紫紅色的氧化物 ， 俗稱紫銅 、 電解銅 。 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 純銅牌號 純度 鉍 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 黃銅以鋅為主要合金元素的銅基合金。根據含鋅量，可分為（小于 39％ ）單相（ α ）黃銅和（ 39％ ～ 45％ ）雙相（ α ＋ β ）黃銅兩種。 其牌號為 H+銅的名義質量分數 ，如 H62。 錫能顯著提高耐蝕性 ， 主要用于船舶及汽車的零件； 鉛能改善切削加工性能 ， 提高耐磨性 ， 故鉛黃銅用于鐘表零件； 硅能顯著提高黃銅的機械性能 、 耐蝕性 ， 具良好鑄造性能 ， 用于船舶及化工零件 。 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 除黃銅 、 白 銅 以 外 的 銅 合 金 均 稱 為 青 銅 。 鑄造青銅 ， 代號為 ZCu+合金元素 1的化學符號及其名義質量分數 +合金元素 2及其名義質量分數 +?? 如ZCuSn10Zn2。 它有良好的力學性能 ， 耐蝕 、 耐磨 ， 有良好的鑄造性能 ， 受沖擊無火花 。常用牌號有 QBe2， 主要用于制作高級精密的彈性元件 ， 如彈簧 、 膜片 。要求在高溫條件下，承受無限次的周期變速載荷，要求其質量輕，又要強度高，還要耐腐蝕，因此選擇材料的范圍很窄。 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 其熔點為 ℃ ， 密度為 ， 為面心立方晶格 ， 呈銀白色 。 鋁合金的一般類型相圖如圖所示 ， 在 D點以左的合金 ， 在加熱到 DF線以上時 ， 得到單相固溶體組織 ， 塑性好 ， 適于壓力加工 ， 故稱 形變鋁合金 ；成分在 F點以左的合金 ， 冷卻時組織不隨溫度變化 ， 故不能熱處理強化 ， 因而稱為 熱處理不能強化鋁合金 ；在 D點以右為 鑄造鋁合金 。 它具有良好的力學性能 ， 抗蝕性及良好的工藝性能 。 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 形變鋁合金 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 鑄造鋁合金 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 鋁合金的熱處理與鋼不同。在室溫下進行的時效稱為 自然時效 ，在加熱條件下 （固溶溫度與室溫之差的 15％到 25％） 進行的時效稱為 人工時效 。 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 任務三：選擇材料制造車床主軸軸承 車床主軸軸承是滑動軸承，其材料是軸承合金。 為保證車床主軸的平穩運轉，確保軸頸受到最小的磨損，延長主軸的使用壽命，應合理選用軸承合金。但是在高速、高精度、重載、 特別是結構上要求剖分 等場合下，滑動軸承就體現出它的優異性能。 根據潤滑膜的形成原理和特征，潤滑狀態可以分為： （ 1） 流體動壓潤滑 ； （ 2） 液體靜壓潤滑 ； （ 3） 彈性流體動壓潤滑 ； （ 4） 薄膜潤滑 ； （ 5） 邊界潤滑 ； （ 6） 干摩擦狀態 。對于實際機械中的摩擦副，通常總是幾種潤滑狀態同時存在，統稱為混合潤滑狀態。 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 （課本 P140) 根據上述分析，依據車床主軸軸承的性能要求和工作特點，最好選取錫基軸承合金制造，如 ZSnSb11Cu6。鈦合金廣泛用于航天、航空和熱能、化工工業。金屬鈦在大多數水溶液中，都能在表面生成鈍化氧化膜。如果在這些溶液中加入氧化劑或某些金屬離子時，則鈦表面氧化膜便會受到保護，此時鈦的穩定就趨于增加。當飛機、導彈、火箭高速飛行時，其發動機和表面溫度相當高，鋁合金已不能勝任，應用鈦合金是十分合適的。一般來講，馬赫數小于 2的飛機，其發動機使用一部分鈦及其合金，機身一般用鋁合金。因此，鈦及其合金在火箭、導彈和宇宙飛船上不僅用于制造發動機外殼和結構部件，而且用于制造高壓容器，如高壓氣瓶、低溫液態燃料箱等。 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 任務一：明確高分子材料的特點及應用 高分子材料又稱為高聚物即高分子（大分子量）聚合物。而象聚氨酯一類的高聚物，在室溫下既有玻璃態性質，又有很好的彈性，所以很難說它是橡膠還是塑料。其中，以聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯這四大品種用途最廣泛。聚乙烯的缺點是強度、剛度、表面硬度都低，蠕變大，熱膨脹系數大，耐熱性低，且容易老化。 （ 3） 聚苯乙烯（ PS） 聚苯乙烯是三十年代的老產品，目前是產量僅次于前兩者的塑料品種。它的優點是相對密度小，是塑料中最輕的，而它的強度、剛度、表面硬度都比 PE塑料大；它無毒，耐熱性也好，是常用塑料中唯一能在水中煮沸、經受消毒溫度（ 130℃ ）的品種。它的最大特點是使用溫度寬（－ 190℃ ～190℃ ），達到熱固性塑料的水平；它的耐摩擦磨損性能和電性能也很好，還具有卓越的耐水、蒸汽性能。廣泛應用于電器、機械設備、醫療器械、交通運輸等。化學穩定性好，除濃硝酸、濃硫酸、鹵代烴外，能耐一般酸、堿、鹽，在酮、酯中溶脹。 PSF可進行注塑、模壓、擠出、熱成型、吹塑等成型加工，熔體粘度高，控制粘度是加工關鍵，加工后宜進行熱處理，消除內應力。由于聚四氟乙烯的使用范圍廣，化學穩定性好，介電性能優良，自潤滑和防粘性好，所以在國防、科研和工業中占有重要地位。有機玻璃的缺點是耐磨性差，也不耐某些有機溶劑。被美譽為“塑料之王”。聚四氟乙烯分子中 CF2單元按鋸齒形狀排列，由于氟原子半徑較氫稍大，所以相鄰的 CF2單元不能完全按反式交叉取向，而是形成一個螺旋狀的扭曲鏈，氟原子幾乎覆蓋了整個高分子鏈的表面。所以在高溫裂解時，聚四氟乙烯主要解聚為四氟乙烯。 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 ① 力學性能： 它的摩擦系數極小，僅為聚乙烯的 1／ 5，這是全氟碳表面的重要特征。 聚四氟乙烯在 196～ 260℃ 的較廣溫度范圍內均保持優良的力學性能，全氟碳高分子的特點之一是在低溫不變脆。 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 ③電性能： 聚四氟乙烯在較寬頻率范圍內的介電常數和介電損耗都很低，而且擊穿電壓、體積電阻率和耐電弧性都較高。這類塑料主要有：聚酰胺、聚甲醛、有機玻璃、聚碳酸酯、 ABS塑料、聚苯醚、聚砜、氟塑料等。聚甲醛按分子鏈化學結構不同分為均聚甲醛和共聚甲醛。在很多新領域的應用，如醫療技術、運動器械等方面， POM也表現出較好的增長態勢。 （ 4） ABS塑料 ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種組元所組成，三個單體量可以任意變化，制成各種品級的樹脂。尼龍是世界上首先研制出的一種合成纖維。 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 卡羅瑟斯，美國有機化學家。 1928年應聘在美國杜邦公司設于威爾明頓的實驗室中進行有機化學研究。這種纖維即聚酰胺 66纖維， 1939年實現工業化后定名為耐綸（ Nylon），是最早實現工業化的合成纖維品種。由于尼龍的特性和廣泛的用途，第二次世界大戰后發展非常迅速，尼龍的各種產品從絲襪、衣著到地毯，漁網等，以難以計數的方式出現，是三大合成纖維之一。 聚碳酸酯的耐沖擊性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加劑就具有阻燃性能。一些用于易磨損用途的聚碳酸酯器件需要對表面進行特殊處理。蘋果公司的 ipod音樂播放器和 ibook筆記本電腦外殼也使用聚碳酸酯制作。 朱明工作室 授人以魚不如授人以漁 簡介 ABS塑料 化學名稱：丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物。 、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別。這類塑料產量少，價格貴，只用于特殊需要的場合，如醫用塑料等。 熱塑性塑料的成形方法主要有注射成型、擠出成型、壓延成型和吹塑成