噴霧干燥機的熱塑性和耐蝕性
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 用于結構復 雜、要求以韌性 為主的高沖擊 鑄件，如覆帶板 等 ＺＧＭｎ１３－４０．９０～ １．２００．３０～ ０．８０１ １１ ．０ ００ ～ １４．００ ≤ ０．０５０ ≤ ０．０７０１０６０～ １１００ 水７３５３５１ １１ ８２２９ 注：牌號、化學成分、熱處理、力學性能摘自ＧＢ５６８０—８５《高錳鋼鑄件技術條件》。 高錳鋼由于鑄態組織是奧氏體＋碳化物，而碳化物要沿奧氏體晶界析出，降低了鋼的韌性與 耐磨性，所以必須進行水韌處理。所謂“水韌處理”，是將高錳鋼鑄件加熱到１０ ０００～１１０ ００°Ｃ，使 碳化物全部溶解到奧氏體中，然后在水中急冷，防止碳化物析出，獲得均勻的、單一的過飽和單相 奧氏體組織。這時其強度、硬度并不高，而塑性、韌性卻很好（σ≥６３７～７３５ＭＰａ，δ≥２０％～ ｂ５ ·６８· ３５％，硬度≤２ ２２９ＨＢＳ，Ａ≥１ １１８Ｊ）。但是，當工作時受到強烈的沖擊或較大壓力時，則表面因塑 Ｋ 性變形會產生強烈的冷變形強化，從而使表面層硬度提高到５００～５ ５５０ＨＢＷ，因而獲得高的耐磨 性，而心部仍然保持著原來奧氏體所具有的高的塑性與韌性，能承受沖擊。當表面磨損后，新露 出的表面又可在沖擊和磨損條件下獲得新的硬化層。因此，這種鋼具有很高耐磨性和抗沖擊能 力。但要指出，這種鋼只有在強烈沖擊和磨損下工作才顯示出高的耐磨性，而在一般機器工作條 件下高錳鋼并不耐磨。 高錳鋼被用來制造在高壓力、強沖擊和劇烈摩擦條件下工作的抗磨零件，如坦克和礦山拖拉 機履帶板、破碎機顎板、挖掘機鏟齒、鐵道道岔及球磨機襯板等。 １．５ 有色金屬 １．５．１ 鋁及鋁合金 １．工業純鋁 純鋁為面心立方晶格，無同素異構轉變，呈銀白色。塑性好（ψ≈８０％）、強度低（σ＝８０～ １０ ００ＭＰａ），一般不能作為結構材料使用，可經冷塑性變形使其強化。鋁的密度較小（約２．７×１０３ ｂ ３ ｋｇ／ｍ），僅為銅的三分之一；熔點６６０°Ｃ；磁化率低，接近非磁材料；導電導熱性好，僅次于銀、銅、 金而居第四位。鋁在大氣中其表面易生成一層致密的ＡｌＯ薄膜而阻止進一步的氧化，故耐大 ２３ 氣腐蝕能力較強。 根據上述特點，純鋁主要用于制作電線、電纜，配制各種鋁合金以及制作要求質輕、導熱或耐 大氣腐蝕但強度要求不高的器具。 純鋁中含有鐵、硅等雜質，隨著雜質含量的增加，其導電性、導熱性、耐大氣腐蝕性及塑性將 下降。 工業純鋁分未加壓力加工產品（鋁錠）和壓力加工產品（鋁材）兩種。按ＧＢ１１９６—８ ８８規定， 鋁錠的牌號有Ａ１９ ９９．７、Ａ１９ ９９．６、Ａ１９ ９９．５、Ａ１９９、Ａ１９８五種。鋁的質量分數不低于９ ９９．０％的鋁材為 純鋁。按ＧＢ／Ｔ１６４７４—１９ ９９６規定，鋁材的牌號有１０７０Ａ、 １０６０、１０５０Ａ、１０３５、１２０ ００等（即化學成分近似于舊牌號Ｌ１、 Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５），牌號中數字越大，表示雜質的含量越高。 ２．鋁合金分類 由于純鋁的強度低，向鋁中加入硅、銅、鎂、鋅、錳等 合金元素制成鋁合金，具有較高的強度，并且還可用變形 或熱處理方法，進一步提高其強度。故鋁合金可作為結 構材料制造承受一定載荷的結構零件。 根據鋁合金的成分及工藝特點，可分為變形鋁合金 和鑄造鋁合金兩類。鋁合金相圖的一般類型如圖１．５．１ 所示，凡位于Ｄ左邊的合金，在加熱時能形成單相固溶 體組織，這類合金塑性較高，適于壓力加工，故稱為變形 鋁合金。合金成分位于Ｄ以右合金，都具有低熔點共晶 ·６９· 圖１．５．１ 鋁合金相圖的一般類型 組織，流動性好，塑性低，適于鑄造而不適于壓力加工，故稱為鑄造鋁合金。對于變形鋁合金來 說，位于Ｆ點左邊的合金，其固溶體的成分不隨溫度的變化而變化，故不能用熱處理強化，稱為 不能熱處理強化的鋁合金。成分在Ｆ與Ｄ點之間的合金，其固溶體成分隨溫度的變化而改變， 可用熱處理來強化，故稱為能熱處理強化的鋁合金。 ３．鋁合金的熱處理 當鋁合金加熱到 α相區，保溫后在水中快速冷卻，其強度和硬度并沒有明顯升高，而塑性卻 得到改善，這種熱處理稱為固溶熱處理。由于固溶熱處理后獲得的過飽和固溶體是不穩定的，有 分解出強化相過渡到穩定狀態的傾向。如在室溫放置相當長的時間，強度和硬度會明顯升高，而 塑性明顯下降。 固溶處理后鋁合金的強度和硬度隨時間變化而發生顯著提高的現象，稱為時效強化或沉淀 硬化。在室溫下進行的時效為自然時效，加熱條件下進行的時效為人工時效。 在不同溫度下進行人工時效時，其效果也不同，時效溫度愈高，時效速度愈快，其強化效果愈 低。 ４．變形鋁合金 常用變形鋁合金的牌號、成分、力學性能見表１．５．１。 表１．５．１ 常用變形鋁合金的牌號、成分、力學性能（摘自ＧＢ／Ｔ１６４７４—１９９６） 新牌號舊牌號 化學成分ｗＭｅ×１０ ００ 直徑及板 厚／ｍｍ 力學性能 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· 變形鋁合金按其主要性能特點可分為防銹鋁、硬鋁、超硬鋁與鍛鋁等。通常加工成各種規格 的型材（板、帶、線、管等）產品供應。 變形鋁合牌號用（ＧＢ／Ｔ１６４７４—１９ ９９６規定）２......～８... ..系列表示。牌號第一位數字表 示組別，按銅、錳、硅、鎂和硅、鋅，其他元素的順序來確定合金組別；牌號第二位
的字母表示原始 合金的改型情況，如果牌號第二位的字母是Ａ，表示為原始合金，如果是Ｂ～Ｙ的字母，則表示為 原始合金的改型合金；牌號的最后兩位數字沒有特殊意義，僅用來區分同一組中不同的鋁 合金。 防銹鋁合金屬于熱處理不能強化的鋁合金，常采用冷變形方法提高其強度。主要有ＡｌＭｎ 、Ａｌ－Ｍｇ合金。這類鋁合金具有適中的強度、優良的塑性和良好的焊接性，并具有很好的耐蝕 性，故稱為防銹鋁合金，常用于制造油罐、各式容器、防銹蒙皮等。常用牌號有５Ａ０５等。 其他類都屬于熱處理能強化的鋁合金，其中硬鋁屬于Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ系，超硬鋁屬于Ａｌ－ＣｕＭｇ－ Ｚｎ系。硬鋁和超硬鋁在固溶處理后，可進行人工時效或自然時效，時效后強度很高，其中超 硬鋁的強化作用最為強烈。這兩類鋁合金的耐蝕性較差，為了提高鋁合金的耐蝕性，常采用包鋁 法（即包一層純鋁）。２Ａ０１硬鋁有很好的塑性，大量用于制造鉚釘，飛機上常用鉚釘的硬鋁牌號 為２Ａ１０。它比２Ａ０１銅的含量稍高，鎂的含量低，塑性好，且孕育期長，又有較高的抗剪強度。 ２Ａ１ １１硬鋁既有相當高的硬度又有足夠的塑性，在儀器、儀表及飛機制造中獲得廣泛的應用。 ７Ａ０４超硬鋁，多用于制造飛機上受力大的結構零件，如起落架、大
梁等。 鍛鋁合金大多是Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ－Ｃｕ系，含合金元素較少，有良好噴霧干燥機的熱塑性和耐蝕性，適于用壓 力加工來制造各種零件，有較高的力學性能。一般鍛造后再經固溶處理和時效處理。常用牌號 為２Ａ５０、２Ａ７０等。 ５．鑄造鋁合金 鑄造鋁合金中有一定數量的共晶組織，故具有良好的鑄造性能，但塑性差，常采用變質處理 和熱處理的辦法提高其力學性能。鑄造鋁合金可分為Ａｌ－Ｓｉ系、Ａｌ－Ｃｕ系、Ａｌ－Ｍｇ系和Ａ１－Ｚｎ 系四大類，其牌號、成分、力學性能及用途見表１．５．２。 鑄造鋁合金代號用“ＺＬ”（鑄鋁）及三位數字表示。第一位數字表示合金類別（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）；后兩位數字為順序號，順序號不 同，化學成分不同。 （１）Ａｌ－Ｓｉ系合金 Ａｌ－Ｓｉ系鑄造鋁合金又稱硅鋁明，是鑄造鋁合金中應用最廣泛的一類。這種合金流動性好， 熔點低，熱裂傾向小，耐蝕性和耐熱性好，易氣焊，但粗大的
硅晶體嚴重降低合金的力學性能。因 此生產中常采用變質處理提高合金的力學性能，即在澆注前往合金溶液中加入２／３ＮａＦ＋１／３ＮａＣｌ 混合物的變質劑（加入量為合金重量的２％～３％），變質劑中鈉能促進硅形核，并阻礙其晶體長 大。因此合金的性能顯著提高。ＺＬ１０２經變質處理，其力學性能由 σ＝１４０ＭＰａ提高到 σ＝ １８０ＭＰａ，δ＝３％提高到 δ＝８％。 為提高硅鋁明的強度，常加入能產生時效強化的Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ等合金元素制成特殊硅鋁明，這 類合金除變質處理外，還可固溶時效處理，進一步強化合金。 ｂｂ
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