1、第14章 铸造铜合金及其他有色金属 概 述 一：铸造铜合金的优点：良好的耐蚀性能，导热性，耐磨性能。 二：铸造铜合金的分类： 表14-1黄铜： 以加锌为主。 有铸造黄铜，铝黄铜, 硅黄铜，铅黄铜.青铜： 不以加锌为主： 9种，29个牌号，如：锡青铜，铝青铜，铅青铜，铍青铜等. 三：其他有色合金1、铸造钛合金，高合成强度（主要用于航空工业），强的耐蚀性（主要用于石油化工），石墨型铸造，因为与大多数铸型作用。2铸造镁合金高合成强度 ，表面光亮。3铸造锌合金强度比较高，铸造性能好（薄壁，复杂件）常用于热室压铸，新型减磨锌合金。,14-1锡 青 铜优点：耐蚀性好，耐磨性好，摩擦系数小。缺点：强度低，铸
2、造性能差，气密性差。 一：二元锡青铜 （一）合金组织： 主要含有：, ,等项，见图 14-1.相：锡熔于铜中的置换式固溶体，面心立方晶格，塑性好，强度高于纯铜（固溶强化）相：以电子化合物（Cu31Sn8）为基础固溶体，复杂立方晶格。硬而脆，弥散分布于相中，耐磨性好。相：以电子化合物（Cu5Sn）为基础固溶体，体心立方晶格，高温相。高温时韧性，塑性升高，常温是硬而脆。相：以铜锡化合物为基础固容体，性能与相相似。相：以电子化合物（Cu3Sn）为基础固溶体，密排六方晶格，难以出现在铸造中。 一个包晶转变：L + 三个共析转变： + , + , + 一般铸造条件下为： + 见图 14 2,（二）：合金
3、的力学性能：随Sn量而变化，取决于相的固溶体的强化程度, 及+共析量的数量.Sn对力学性能的 见图 14 4Sn b先是升后降， k 直至变脆。分布在中，耐磨性 冷却速度快，偏析大，冷却速度慢，疏松大, 壁厚效应。疏松导致漏水,采用退火使枝晶细化来改善. （三）：合金的铸造性能：湿润性好（表面质量好铸件）缩松倾向和热裂倾向大。,二：多元铸造锡青铜： （一）锡锌青铜。Zn的作用：固溶强化相，减少合金的结晶温度间隔，铸造性能，壁厚效应气密性 缺点：使耐蚀性，Zn使成本下降。 （二）锡镍青铜： Ni:作用：细化晶粒，缩小合金结晶温度间隔, 气密性 增加耐腐蚀性 （三）锡镍铅青铜： Pb：填充微观缩松
4、 耐蚀性，起润滑作用 使合金减磨 轴承 （四）锡磷青铜：P：脱氧后残留部分 氧化夹渣少 流动性，相图见图14-5加入P的合金化作用：随P耐磨性 。组织变化为： + +Cu3P形成合金皮下气孔，常用于干型铸造。,三、锡青铜反偏析的形成及防止措施1、锡青铜反偏析的形成锡青铜的结晶温度范围宽，枝晶发达，低熔点的富锡相被包围在相枝晶间隙中，此时氢的溶解度因温度的下降而急剧下降，呈气泡形式析出，产生背压，把富锡熔体推向枝晶间隙中心，而在凝固后期，铸件从内部到外仍存在着大量的显微通道，在氢气泡形成的背压和固态收缩力内外交攻下，迫使富锡熔体沿相枝晶的显微通道向铸件表面渗出，堆积在铸件表面，形成铸件表面锡浓度
5、高于内部锡浓度的反偏析。 2、防止措施放置冷铁，提供冷却速度，出现层状凝固。调整化学成分，如加入锌，缩小结晶温度间隔。采取有效的精炼除气措施，减少合金中的含气量。,14-2 铝青铜很高的强度和一定的塑性。属高强度铜合金。 耐磨性优于黄铜， 低于锡青铜，成本低，铸造性能好，缓冷脆性现象。 一：二元铝青铜： （一）合金的组织 含有， 2等固溶体相，相图见图14-7： 以Cu为基础的固溶体，面心立方晶格。 较高的强度，良好的塑性。： 以电子化合物Cu3AL为基础的固溶体，体心立方晶格，为高温相。2： 以电子化合物Cu32Al19为基础的化合物，复杂体心立方晶格，强度低，硬而脆。成分与组织：Al 11
6、.8% 为 2+(+2)实际铸造条件下，由于冷却速度快， +2的转变不能充分进行，使相保留 到室温，+切变为无扩散相变.,（二）合金的力学性能：图14-8Al 4% 开始下降Al 78% 时，大幅度下降Al 1011% 时，生成脆性相2不仅下降，强度也开始下降在Al:710%时，具有较高的强度和硬度. （三）：合金的铸造性能结晶温度间隔小，流动性好。缩松倾向小，不易偏析，易形成氧化铝夹杂物.,二：多元铸造铝青铜： 1、铝铁青铜：Fe : 2.04.0%Fe的作用：细化晶粒，提高耐磨性，消除“缓冷脆性”（Fe抑制共析分解）AL3Fe高的硬相,提高耐磨性. 2、铝锰青铜：Mn : 1.52.5%Mn的作用:固溶强化，固溶体提高耐蚀性，消除缓冷脆性.近年来高度发展“高锰铝青铜”12%Mn 3、铝镍青铜 :Ni:3.55.5%温度 T 下降，固溶体可通过热处理使合金强化 并且有高的耐磨性和耐热性。,返回,返回,返回,返回,返回,
