喷雾干燥机的热塑性和耐蚀性

１．０ ００ １ １１ ．０ ００ ～ １４．００ ≤ ０．０５０ ≤ ０．０９０１０６０～ １１００ 水６３７２０１ １１ ８２２９ＺＧＭｎ１３－３０．９０～ １．３００．３０～ ０．８０１ １１ ．０ ００ ～ １４．００ ≤ ０．０５０ ≤ ０．０８０１０６０～ １１００ 水６８６２５１ １１ ８２２９  用于结构复 杂、要求以韧性 为主的高冲击 铸件，如覆带板 等 ＺＧＭｎ１３－４０．９０～ １．２００．３０～ ０．８０１ １１ ．０ ００ ～ １４．００ ≤ ０．０５０ ≤ ０．０７０１０６０～ １１００ 水７３５３５１ １１ ８２２９   注：牌号、化学成分、热处理、力学性能摘自ＧＢ５６８０—８５《高锰钢铸件技术条件》。 高锰钢由于铸态组织是奥氏体＋碳化物，而碳化物要沿奥氏体晶界析出，降低了钢的韧性与 耐磨性，所以必须进行水韧处理。所谓“水韧处理”，是将高锰钢铸件加热到１０ ０００～１１０ ００°Ｃ，使 碳化物全部溶解到奥氏体中，然后在水中急冷，防止碳化物析出，获得均匀的、单一的过饱和单相 奥氏体组织。这时其强度、硬度并不高，而塑性、韧性却很好（σ≥６３７～７３５ＭＰａ，δ≥２０％～ ｂ５ ·６８· ３５％，硬度≤２ ２２９ＨＢＳ，Ａ≥１ １１８Ｊ）。但是，当工作时受到强烈的冲击或较大压力时，则表面因塑 Ｋ 性变形会产生强烈的冷变形强化，从而使表面层硬度提高到５００～５ ５５０ＨＢＷ，因而获得高的耐磨 性，而心部仍然保持着原来奥氏体所具有的高的塑性与韧性，能承受冲击。当表面磨损后，新露 出的表面又可在冲击和磨损条件下获得新的硬化层。因此，这种钢具有很高耐磨性和抗冲击能 力。但要指出，这种钢只有在强烈冲击和磨损下工作才显示出高的耐磨性，而在一般机器工作条 件下高锰钢并不耐磨。 高锰钢被用来制造在高压力、强冲击和剧烈摩擦条件下工作的抗磨零件，如坦克和矿山拖拉 机履带板、破碎机颚板、挖掘机铲齿、铁道道岔及球磨机衬板等。 １．５ 有色金属 １．５．１ 铝及铝合金 １．工业纯铝 纯铝为面心立方晶格，无同素异构转变，呈银白色。塑性好（ψ≈８０％）、强度低（σ＝８０～ １０ ００ＭＰａ），一般不能作为结构材料使用，可经冷塑性变形使其强化。铝的密度较小（约２．７×１０３ ｂ ３ ｋｇ／ｍ），仅为铜的三分之一；熔点６６０°Ｃ；磁化率低，接近非磁材料；导电导热性好，仅次于银、铜、 金而居第四位。铝在大气中其表面易生成一层致密的ＡｌＯ薄膜而阻止进一步的氧化，故耐大 ２３ 气腐蚀能力较强。 根据上述特点，纯铝主要用于制作电线、电缆，配制各种铝合金以及制作要求质轻、导热或耐 大气腐蚀但强度要求不高的器具。 纯铝中含有铁、硅等杂质，随着杂质含量的增加，其导电性、导热性、耐大气腐蚀性及塑性将 下降。 工业纯铝分未加压力加工产品（铝锭）和压力加工产品（铝材）两种。按ＧＢ１１９６—８ ８８规定， 铝锭的牌号有Ａ１９ ９９．７、Ａ１９ ９９．６、Ａ１９ ９９．５、Ａ１９９、Ａ１９８五种。铝的质量分数不低于９ ９９．０％的铝材为 纯铝。按ＧＢ／Ｔ１６４７４—１９ ９９６规定，铝材的牌号有１０７０Ａ、 １０６０、１０５０Ａ、１０３５、１２０ ００等（即化学成分近似于旧牌号Ｌ１、 Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５），牌号中数字越大，表示杂质的含量越高。 ２．铝合金分类 由于纯铝的强度低，向铝中加入硅、铜、镁、锌、锰等 合金元素制成铝合金，具有较高的强度，并且还可用变形 或热处理方法，进一步提高其强度。故铝合金可作为结 构材料制造承受一定载荷的结构零件。 根据铝合金的成分及工艺特点，可分为变形铝合金 和铸造铝合金两类。铝合金相图的一般类型如图１．５．１ 所示，凡位于Ｄ左边的合金，在加热时能形成单相固溶 体组织，这类合金塑性较高，适于压力加工，故称为变形 铝合金。合金成分位于Ｄ以右合金，都具有低熔点共晶 ·６９·  图１．５．１ 铝合金相图的一般类型 组织，流动性好，塑性低，适于铸造而不适于压力加工，故称为铸造铝合金。对于变形铝合金来 说，位于Ｆ点左边的合金，其固溶体的成分不随温度的变化而变化，故不能用热处理强化，称为 不能热处理强化的铝合金。成分在Ｆ与Ｄ点之间的合金，其固溶体成分随温度的变化而改变， 可用热处理来强化，故称为能热处理强化的铝合金。 ３．铝合金的热处理 当铝合金加热到 α相区，保温后在水中快速冷却，其强度和硬度并没有明显升高，而塑性却 得到改善，这种热处理称为固溶热处理。由于固溶热处理后获得的过饱和固溶体是不稳定的，有 分解出强化相过渡到稳定状态的倾向。如在室温放置相当长的时间，强度和硬度会明显升高，而 塑性明显下降。 固溶处理后铝合金的强度和硬度随时间变化而发生显著提高的现象，称为时效强化或沉淀 硬化。在室温下进行的时效为自然时效，加热条件下进行的时效为人工时效。 在不同温度下进行人工时效时，其效果也不同，时效温度愈高，时效速度愈快，其强化效果愈 低。 ４．变形铝合金 常用变形铝合金的牌号、成分、力学性能见表１．５．１。 表１．５．１ 常用变形铝合金的牌号、成分、力学性能（摘自ＧＢ／Ｔ１６４７４—１９９６） 新牌号旧牌号 化学成分ｗＭｅ×１０ ００ 直径及板 厚／ｍｍ 力学性能 σｂ／ＭＰａ δ１０×１０ ００ ＣｕＭｇＭｎＺｎ其他 ５Ａ０５ＬＦ５０．１０４．８～ ５．５０．３０～ ０．６００．２０ — ..≤２００２６５１５３Ａ２１ＬＦ２１０．２０ — １．０～ １．６ — —所有＜１６７２０２Ａ０１ＬＹ１２．２～ ３．００．２０～ ０．５００．２００．１０Ｔｉ０．１５ — — — ２Ａ１ １１ ＬＹ１ １１ ３．８～ ４．８０．４０～ ０．８００．４０～ ０．８００．３０Ｔｉ０．１５＞２．５～ ４．０＜２３５３７３１２１５２Ａ１２ＬＹ１２３．８～ ４．９１．２～ １．８０．３０～ ０．９００．３０Ｔｉ０．１５＞２．５～ ４．０≤２１６４５６１４８０．５０～４．０２４５１０７Ａ０４ＬＣ４１．４～ ２．０１．８～ ２．８０．２０～ ０．６０５．０～ ７．０Ｃｒ０．１０～ ０．２５＞２．５～４．０４９０７ ..２０～１０ ００ ５４９６２Ａ１２ＬＤ２０．２０～ ０．６０．４５～ ０．９０ 或Ｃｒ０．１５～ ０．３５ — Ｓｉ０．５～１．２Ｔｉ０．１５ ..２０～ １５０３０４８２Ａ５０ＬＤ５１．８～ ２．６０．４０～ ０．８０．４０～ ０．８００．３０Ｓｉ０．７～１．２Ｔｉ０．１５ ..２０～ １５０３８２１０ ·７０·   变形铝合金按其主要性能特点可分为防锈铝、硬铝、超硬铝与锻铝等。通常加工成各种规格 的型材（板、带、线、管等）产品供应。 变形铝合牌号用（ＧＢ／Ｔ１６４７４—１９ ９９６规定）２......～８... ..系列表示。牌号第一位数字表 示组别，按铜、锰、硅、镁和硅、锌，其他元素的顺序来确定合金组别；牌号第二位

的字母表示原始 合金的改型情况，如果牌号第二位的字母是Ａ，表示为原始合金，如果是Ｂ～Ｙ的字母，则表示为 原始合金的改型合金；牌号的最后两位数字没有特殊意义，仅用来区分同一组中不同的铝 合金。      防锈铝合金属于热处理不能强化的铝合金，常采用冷变形方法提高其强度。主要有ＡｌＭｎ 、Ａｌ－Ｍｇ合金。这类铝合金具有适中的强度、优良的塑性和良好的焊接性，并具有很好的耐蚀 性，故称为防锈铝合金，常用于制造油罐、各式容器、防锈蒙皮等。常用牌号有５Ａ０５等。 其他类都属于热处理能强化的铝合金，其中硬铝属于Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ系，超硬铝属于Ａｌ－ＣｕＭｇ－ Ｚｎ系。硬铝和超硬铝在固溶处理后，可进行人工时效或自然时效，时效后强度很高，其中超 硬铝的强化作用最为强烈。这两类铝合金的耐蚀性较差，为了提高铝合金的耐蚀性，常采用包铝 法（即包一层纯铝）。２Ａ０１硬铝有很好的塑性，大量用于制造铆钉，飞机上常用铆钉的硬铝牌号 为２Ａ１０。它比２Ａ０１铜的含量稍高，镁的含量低，塑性好，且孕育期长，又有较高的抗剪强度。 ２Ａ１ １１硬铝既有相当高的硬度又有足够的塑性，在仪器、仪表及飞机制造中获得广泛的应用。 ７Ａ０４超硬铝，多用于制造飞机上受力大的结构零件，如起落架、大

梁等。 锻铝合金大多是Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ－Ｃｕ系，含合金元素较少，有良好喷雾干燥机的热塑性和耐蚀性，适于用压 力加工来制造各种零件，有较高的力学性能。一般锻造后再经固溶处理和时效处理。常用牌号 为２Ａ５０、２Ａ７０等。 ５．铸造铝合金 铸造铝合金中有一定数量的共晶组织，故具有良好的铸造性能，但塑性差，常采用变质处理 和热处理的办法提高其力学性能。铸造铝合金可分为Ａｌ－Ｓｉ系、Ａｌ－Ｃｕ系、Ａｌ－Ｍｇ系和Ａ１－Ｚｎ 系四大类，其牌号、成分、力学性能及用途见表１．５．２。 铸造铝合金代号用“ＺＬ”（铸铝）及三位数字表示。第一位数字表示合金类别（如１表示ＡｌＳｉ 系，２表示Ａｌ－Ｃｕ系，３表示Ａｌ－Ｍｇ系，４表示Ａｌ－Ｚｎ系等）；后两位数字为顺序号，顺序号不 同，化学成分不同。 （１）Ａｌ－Ｓｉ系合金 Ａｌ－Ｓｉ系铸造铝合金又称硅铝明，是铸造铝合金中应用最广泛的一类。这种合金流动性好， 熔点低，热裂倾向小，耐蚀性和耐热性好，易气焊，但粗大的

硅晶体严重降低合金的力学性能。因 此生产中常采用变质处理提高合金的力学性能，即在浇注前往合金溶液中加入２／３ＮａＦ＋１／３ＮａＣｌ 混合物的变质剂（加入量为合金重量的２％～３％），变质剂中钠能促进硅形核，并阻碍其晶体长 大。因此合金的性能显著提高。ＺＬ１０２经变质处理，其力学性能由 σ＝１４０ＭＰａ提高到 σ＝ １８０ＭＰａ，δ＝３％提高到 δ＝８％。 为提高硅铝明的强度，常加入能产生时效强化的Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ等合金元素制成特殊硅铝明，这 类合金除变质处理外，还可固溶时效处理，进一步强化合金。 ｂｂ