第八章 有色金属及其合金.docx

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第八章有色金属及其合金

第九章有色金属及其合金

在工业生产中，通常把钢铁材料称为黑色金属，而把其它的金属材料称为有色金属。

与钢铁等黑色金属材料相比，有色金属具有许多优良的特性，是现代工业中不可缺少的材料，在国民经济中占有十分重要的地位。

例如，铝、镁、钛等具有相对密度小，比强度高的特点，因而广泛应用于航空、航天、汽车、船舶等行业；银、铜、铝等具有优良导电性和导热性的材料广泛应用于电器工业和仪表工业；铀、钨、钼、镭、钍、铍等是原子能工业所必需的材料，等等。

随着航空、航天、航海、石油化工、汽车、能源、电子等新型工业的发展，有色金属及其合金的地位将会越来越重要。

本章主要介绍工业上广泛使用的铝合金、铜合金、钛合金和轴承合金等有色金属的性能特点，为合理选用材料打下基础。

第一节铝及其合金

一、纯铝

纯铝是一种银白色的轻金属，熔点为660℃，具有面心立方晶格，没有同素异构转变。

它的密度小（只有2.72g/cm3）；导电性好，仅次于银、铜和金；导热性好，比铁几乎大三倍。

纯铝化学性质活泼，在大气中极易与氧作用，在表面形成一层牢固致密的氧化膜，可以阻止进一步氧化，从而使它在大气和淡水中具有良好的抗蚀性。

纯铝在低温下，甚至在超低温下都具有良好的塑性和韧性，在0℃～－253℃之间塑性和冲击韧性不降低。

纯铝具有一系列优良的工艺性能，易于铸造，易于切削，也易于通过压力加工制成各种规格的半成品。

所以纯铝主要用于制造电缆电线的线芯和导电零件、耐蚀器皿和生活器皿，以及配制铝合金和做铝合金的包覆层。

由于纯铝的强度很低，其抗拉强度仅有90～120MPa/m2，所以一般不宜直接作为结构材料和制造机械零件。

纯铝按其纯度分为高纯铝、工业高纯铝和工业纯铝。

纯铝的牌号用“铝”字汉语拼音字首“L”和其后面的编号表示。

高纯铝的牌号有LG1、LG2、LG3、LG4和LG5，“G”是高字的汉语拼音字首，后面的数字越大，纯度越高，它们的含铝量在99.85%～99.99%之间。

工业纯铝的牌号有L1、L2、L3、L4、L4-1、L5、L5-1、和L6。

后面的数字表示纯度，数字越大，纯度越低。

二、铝合金的分类

根据铝合金的成分、组织和工艺特点，可以将其分为铸造铝合金与变形铝合金两大类。

变形铝合金是将铝合金铸锭通过压力加工（轧制、挤压、模锻等）制成半成品或模锻件，所以要求有良好的塑性变形能力。

铸造铝合金则是将熔融的合金直接浇铸成形状复杂的甚至是薄壁的成型件，所以要求合金具有良好的铸造流动性。

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图9-1铝合金分类示意图

工程上常用的铝合金大都具有与图9-1类似的相图。

由图可见，凡位于相图上D点成分以左的合金，在加热至高温时能形成单相固溶体组织，合金的塑性较高，适用于压力加工，所以称为变形铝合金；凡位于D点成分以右的合金，因含有共晶组织，液态流动性较高，适用于铸造，所以称为铸造铝合金。

铝合金的分类及性能特点列于表9-1。

表9-1铝合金的分类及性能特点

对于变形铝合金来说，位于F点以左成分的合金，在固态始终是单相的，不能进行热处理强化，被称为热处理不可强化的铝合金。

成分在F和D之间的铝合金，由于合金元素在铝中有溶解度的变化会析出第二相，可通过热处理使合金强度提高，所以称为热处理强化铝合金。

铸造铝合金按加入的主要合金元素的不同，分为Al－Si系、Al－Cu系、Al－Mg系和Al－Zn系四种合金。

合金牌号用“铸铝”二字汉语拼音字首“ZL”后跟三位数字表示。

第一位数表示合金系列，1为Al－Si系合金；2为Al－Cu系合金；3为Al－Mg系合金；4为Al－Zn系合金。

第二、三位数表示合金的顺序号。

如ZL201表示1号铝铜系铸造铝合金，ZL107表示7号铝硅系铸造铝合金。

变形铝合金按照性能特点和用途分为防锈铝、硬铝、超硬铝和锻铝四种。

防锈铝属于不能热处理强化的铝合金，硬铝、超硬铝、锻铝属于可热处理强化的铝合金。

防锈铝用“LF”和跟在后面的顺序号表示，“LF”是“铝防”二字的汉语拼音字首。

硬铝、超硬铝、锻铝分别用“LY”（铝硬）、“LC”（铝超）、“LD”（铝锻）和后面的顺序号来表示。

如“LF5”表示5号防锈铝，LY11表示11号硬铝，LC4表示4号超硬铝，LD8表示8号锻铝，余类推。

三、铝合金的强化

铝合金的强化方式主要有以下几种：

1．固溶强化

纯铝中加入合金元素，形成铝基固溶体，造成晶格畸变，阻碍了位错的运动，起到固溶强化的作用，可使其强度提高。

根据合金化的一般规律，形成无限固溶体或高浓度的固溶体型合金时，不仅能获得高的强度，而且还能获得优良的塑性与良好的压力加工性能。

Al－Cu、Al－Mg、Al－Si、Al－Zn、Al－Mn等二元合金一般都能形成有限固溶体，并且均有较大的极限溶解度（见表9-2），因此具有较大的固溶强化效果。

表9-2常用元素在铝中的溶解度

2．时效强化

合金元素对铝的另一种强化作用是通过热处理实现的。

但由于铝没有同素异构转变，所以其热处理相变与钢不同。

铝合金的热处理强化，主要是由于合金元素在铝合金中有较大的固溶度，且随温度的降低而急剧减小。

所以铝合金经加热到某一温度淬火后，可以得到过饱和的铝基固溶体。

这种过饱和铝基固溶体放置在室温或加热到某一温度时，其强度和硬度随时间的延长而增高，但塑性、韧性则降低，这个过程称为时效。

在室温下进行的时效称为自然时效，在加热条件下进行的时效称为人工时效。

时效过程中使铝合金的强度、硬度增高的现象称为时效强化或时效硬化。

其强化效果是依靠时效过程中所产生的时效硬化现象来实现的。

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图9-2铝—铜二元合金状态图

图9-2是Al-Cu合金相图，现以含4%Cu的Al-Cu合金为例说明铝的时效强化。

铝铜合金的时效强化过程分为以下四个阶段：

第一阶段：

在过饱和α固溶体的某一晶面上产生铜原子偏聚现象，形成铜原子富集区（GP[Ⅰ]区），从而使α固溶体产生严重的晶格畸变，位错运动受到阻碍，合金强度提高。

第二阶段：

随时间延长，GP[Ⅰ]区进一步扩大，并发生有序化，便形成有序的富铜区，称为GP[Ⅱ]区，其成分接近CuAl2（θ相），成为中间状态，常用θ″表示。

θ″的析出，进一步加重了α相的晶格畸变，使合金强度进一步提高。

第三阶段：

随着时效过程的进一步发展，铜原子在GP[Ⅱ]区继续偏聚。

当铜与铝原子之比为1:

2时，形成与母相保持共格关系的过渡相θ′。

θ′相出现的初期，母相的晶格畸变达到最大，合金强度达到峰值。

第四阶段：

时效后期，过渡相θ′从铝基固溶体中完全脱落，形成与基体有明显相界面的独立的稳定相CuAl2，称为θ相。

此时，θ相与基体的共格关系完全破坏，共格畸变也随之消失，随着θ相质点的聚集长大，合金明显软化，强度、硬度降低。

图9-3硬铝合金在不同温度下的时效曲线

图9-3是硬铝合金在不同温度下的时效曲线。

由图中可以看出，提高时效温度，可以使时效速度加快，但获得的强度值比较低。

在自然时效条件下，时效进行得十分缓慢，约需4～5天才能达到最高强度值。

而在-50℃时效，时效过程基本停止，各种性能没有明显变化，所以降低温度是抑制时效的有效办法。

3．过剩相强化

如果铝中加入合金元素的数量超过了极限溶解度，则在固溶处理加热时，就有一部分不能溶入固溶体的第二相出现，称为过剩相。

在铝合金中，这些过剩相通常是硬而脆的金属间化合物。

它们在合金中阻碍位错运动，使合金强化，这称为过剩相强化。

在生产中常常采用这种方式来强化铸造铝合金和耐热铝合金。

过剩相数量越多，分布越弥散，则强化效果越大。

但过剩相太多，则会使强度和塑性都降低。

过剩相成分结构越复杂，熔点越高，则高温热稳定性越好。

4．细化组织强化

许多铝合金组织都是由α固溶体和过剩相组成的。

若能细化铝合金的组织，包括细化α固溶体或细化过剩相，就可使合金得到强化。

由于铸造铝合金组织比较粗大，所以实际生产中常常利用变质处理的方法来细化合金组织。

变质处理是在浇注前在熔融的铝合金中加入占合金重量2～3%的变质剂（常用钠盐混合物：

2/3NaF+1/3NaCl），以增加结晶核心，使组织细化。

经过变质处理的铝合金可得到细小均匀的共晶体加初生α固溶体组织，从而显著地提高铝合金的强度及塑性。

四、变形铝合金

变形铝合金包括防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金及锻铝合金等。

变形铝合金的主要牌号、化学成分、机械性能及主要用途见表9-3。

1．防锈铝合金

防锈铝合金中主要合金元素是Mn和Mg，Mn的主要作用是提高铝合金的抗蚀能力，并起到固溶强化作用。

Mg也可起到强化作用，并使合金的比重降低。

防锈铝合金锻造退火后是单相固溶体，抗腐蚀能力高，塑性好。

这类铝合金不能进行时效硬化，属于不能热处理强化的铝合金，但可冷变形加工，利用加工硬化，提高合金的强度。

2．硬铝合金

硬铝合金为Al-Cu-Mg系合金，还含有少量的Mn。

各种硬铝合金都可以进行时效强化，属于可以热处理强化的铝合金，亦可进行变形强化。

合金中的Cu、Mg是为了形成强化相θ相及S相。

Mn主要是提高合金的抗蚀性，并有一定的固溶强化作用，但Mn的析出倾向小，不参与时效过程。

少量的Ti或B可细化晶粒和提高合金强度。

硬铝主要分为三种：

低合金硬铝，合金中Mg、Cu含量低；标准硬铝，合金元素含量中等；高合金硬铝，合金元素含量较多。

硬铝也存在着许多不足之处，一是抗蚀性差，特别是海水等环境中；二是固溶处理的加热温度范围很窄，这对其生产工艺的实现带来了困难。

所以在使用或加工硬铝时应予以注意。

3．超硬铝合金

超硬铝合金为Al-Mg-Zn-Cu系合金，并含有少量的Cr和Mn。

牌号有LC4、LC6等。

Zn、Cu、Mg与Al可以形成固溶体和多种复杂的第二相，例如MgZn2，Al2CuMg，AlMgZnCu等。

所以经过固溶处理和人工时效后，可获得很高的强度和硬度。

它是强度最高的一种铝合金。

但这种合金的抗蚀性较差，高温下软化快。

可以用包铝法提高抗蚀性。

超硬铝合金多用来制造受力大的重要构件，如飞机大梁、起落架等。

4．锻铝合金

LD5、LD7、LD10等属于这类铝合金。

锻铝合金为Al-Mg-Si-Cu系和Al-Cu-Mg-Ni-Fe系合金。

合金中的元素种类多但用量少，具有良好的热塑性，良好的铸造性能和锻造性能，并有较高的机械性能。

这类合金主要用于承受重载荷的锻件和模锻件。

锻铝合金通常都要进行固溶处理和人工时效。

第二节铜及铜合金

铜及铜合金具有以下性能特点。

1．有优异的物理化学性能。

纯铜导电性、导热性极佳，许多铜合金的导电、导热性也很好；铜及铜合金对大气和水的抗腐蚀能力也很高；铜是抗磁性物质。

2．有良好的加工性能。

铜及某些铜合金塑性很好，容易冷、热成型；铸造铜合金有很好的铸造性能。

3．有某些特殊的机械性能。

例如优良的减摩性和耐磨性（如青铜及部分黄铜）；高的弹性极限及疲劳极限（铍青铜等）。

4．色泽美观。

由于有以上优良性能，铜及铜合金在电气工业、仪表工业、造船工业及机械制造工业部门中获得了广泛的应用。

但铜的储藏量较小，价格较贵，属于应节约使用的材料之一，只有在特殊需要的情况下，例如要求有特殊的磁性、耐蚀性、加工性能、机械性能以及特殊的外观等条件下，才考虑使用。

一、纯铜（紫铜）

纯铜是玫瑰红色金属，表面形成氧化铜膜后，外观呈紫红色，故常称为紫铜。

纯铜主要用于制作电工导体以及配制各种铜合金。

工业纯铜中含有锡、铋、氧、硫、磷等杂质，它们都使铜的导电能力下降。

铅和铋能与铜形成熔点很低的共晶体（Cu＋Pb）和（Cu＋Bi），共晶温度分别为326℃和270℃，分布在铜的晶界上。

进行热加工时（温度为820℃～860℃），因共晶体熔化，破坏晶界的结合，使铜发生脆性断裂（热裂）。

硫、氧与铜也形成共晶体（Cu＋Cu2S）和（Cu＋Cu2O），共晶温度分别为1067℃和1065℃，因共晶温度高，它们不引起热脆性。

但由于Cu2S、Cu2O都是脆性化合物，在冷加工时易促进破裂（冷脆）。

根据杂质的含量，工业纯铜可分为四种：

T1、T2、T3、T4。

“T”为铜的汉语拼音字头，编号越大，纯度越低。

工业纯铜的牌号、成分及用途见表9-5。

表9-5紫铜加工产品的牌号、成分及用途

纯铜除工业纯铜外，还有一类叫无氧铜，其含氧量极低，不大于0.003%。

牌号有TU1、TU2，主要用来制作电真空器件及高导电性铜线。

这种导线能抵抗氢的作用，不发生氢脆现象。

纯铜的强度低，不宜直接用作结构材料。

二、黄铜

铜锌合金或以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。

黄铜具有良好的塑性和耐腐蚀性，良好的变形加工性能和铸造性能，在工业中有很强的应用价值。

按化学成分的不同，黄铜可分为普通黄铜和特殊黄铜两类。

表9-6是常用黄铜的牌号、成分、性能和用途。

1．普通黄铜

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图9-4Cu-Zn合金相图

普通黄铜是铜锌二元合金。

图9-4是Cu-Zn合金相图。

α相是锌溶于铜中的固溶体，其溶解度随温度的下降而增大。

α相具有面心立方晶格，塑性好，适于进行冷、热加工，并有优良的铸造、焊接和镀锡的能力。

β′相是以电子化合物CuZn为基的有序固溶体，具有体心立方晶格，性能硬而脆。

黄铜的含锌量对其机械性能有很大的影响。

当Zn≤30%～32%时，随着含锌量的增加，强度和延伸率都升高，当Zn>32%后，因组织中出现β＇相，塑性开始下降，而强度在Zn=45%附近达到最大值。

含Zn更高时，黄铜的组织全部为β＇相，强度与塑性急剧下降。

普通黄铜分为单相黄铜和双相黄铜两种类型，从变形特征来看，单相黄铜适宜于冷加工，而双相黄铜只能热加工。

常用的单相黄铜牌号有H80、H70、H68等，“H”为黄铜的汉语拼音字首，数字表示平均含铜量。

它们的组织为α，塑性很好，可进行冷、热压力加工，适于制作冷轧板材、冷拉线材、管材及形状复杂的深冲零件。

而常用双相黄铜的牌号有H62、H59等，退火状态组织为α＋β＇。

由于室温β＇相很脆，冷变形性能差，而高温β相塑性好，因此它们可以进行热加工变形。

通常双相黄铜热轧成棒材、板材，再经机加工制造各种零件。

2．特殊黄铜

为了获得更高的强度、抗蚀性和良好的铸造性能，在铜锌合金中加入铝、铁、硅、锰、镍等元素，形成各种特殊黄铜。

特殊黄铜的编号方法是：

“H＋主加元素符号＋铜含量＋主加元素含量”。

特殊黄铜可分为压力加工黄铜（以黄铜加工产品供应）和铸造黄铜两类，其中铸造黄铜在编号前加“Z”。

例如：

HPb60-1表示平均成分为60%Cu，1%Pb，余为Zn的铅黄铜；ZCuZn31Al2表示平均成分为31%Zn，2%Al，余为Cu的铝黄铜。

锡黄铜：

锡可显著提高黄铜在海洋大气和海水中的抗蚀性，也可使黄铜的强度有所提高。

压力加工锡黄铜广泛应用于制造海船零件。

铅黄铜：

铅能改善切削加工性能，并能提高耐磨性。

铅对黄铜的强度影响不大，略为降低塑性。

压力加工铅黄铜主要用于要求有良好切削加工性能及耐磨的零件（如钟表零件），铸造铅黄铜可以制作轴瓦和衬套。

铝黄铜：

铝能提高黄铜的强度和硬度，但使塑性降低。

铝能使黄铜表面形成保护性的氧化膜，因而改善黄铜在大气中的抗蚀性。

铅黄铜可制作海船零件及其它机器的耐蚀零件。

铅黄铜中加入适量的镍、锰、铁后，可得到高强度、高耐蚀性的特殊黄铜，常用于制作大型蜗杆、海船用螺旋桨等需要高强度、高耐蚀性的重要零件。

硅黄铜：

硅能显著提高黄铜的机械性能、耐磨性和耐蚀性。

硅黄铜具有良好的铸造性能，并能进行焊接和切削加工。

主要用于制造船舶及化工机械零件。

锰黄铜：

锰能提高黄铜的强度，不降低塑性，也能提高在海水中及过热蒸汽中的抗蚀性。

锰黄铜常用于制造海船零件及轴承等耐磨部件。

铁黄铜：

黄铜中加入铁，同时加入少量的锰，可起到提高黄铜再结晶温度和细化晶粒的作用，使机械性能提高，同时使黄铜具有高的韧性、耐磨性及在大气和海水中优良的抗蚀性，因而铁黄铜可以用于制造受摩擦及受海水腐蚀的零件。

镍黄铜：

镍可提高黄铜的再结晶温度和细化其晶粒，提高机械性能和抗蚀性，降低应力腐蚀开裂倾向。

镍黄铜的热加工性能良好，在造船工业、电机制造工业中广泛应用。

三、青铜

青铜原指铜锡合金，但是，工业上习惯把铜基合金中不含锡而含有铝、镍、锰、硅、铍、铅等特殊元素组成的合金也叫青铜。

所以青铜实际上包含锡青铜、铝青铜、铍青铜和硅青铜等。

青铜也可分为压力加工青铜（以青铜加工产品供应）和铸造青铜两类。

青铜的编号规则是：

“Q＋主加元素符号＋主加元素含量（＋其它元素含量）”，“Q”表示青的汉语拼音字头。

如QSn4-3表示成分为4%Sn、3%Zn、其余为铜的锡青铜。

铸造青铜的编号前加“Z”。

1．锡青铜

锡青铜是我国历史上使用得最早的有色合金，也是最常用的有色合金之一。

它的机械性能与含锡量有关。

当Sn≤5%～6%时，Sn溶于Cu中，形成面心立方晶格的α固溶体，随着含锡量的增加，合金的强度和塑性都增加。

当Sn≥5%～6%时，组织中出现硬而脆的δ相（以复杂立方结构的电子化合物Cu31Sn8为基的固溶体），虽然强度继续升高，但塑性却会下降。

当Sn＞20%时，由于出现过多的δ相，使合金变得很脆，强度也显著下降。

因此，工业上用的锡青铜的含锡量一般为3%～14%。

Sn＜5%的锡青铜适宜于冷加工使用，含锡5%～7%的锡青铜适宜于热加工，大于10%Sn的锡青铜适合铸造。

除Sn以外，锡青铜中一般含有少量Zn、Pb、P、Ni等元素。

Zn提高低锡青铜的机械性能和流动性。

Pb能改善青铜的耐磨性能和切削加工性能，却要降低机械性能。

Ni能细化青铜的晶粒，提高机械性能和耐蚀性。

P能提高青铜的韧性、硬度、耐磨性和流动性。

2．铝青铜

以铝为主要合金元素的铜合金称为铝青铜。

铝青铜的强度和抗蚀性比黄铜和锡青铜还高，它是锡青铜的代用品，常用来制造弹簧、船舶零件等。

铝青铜与上述介绍的铜合金有明显不同的是可通过热处理进行强化。

其强化原理是利用淬火能获得类似钢的马氏体的介稳定组织，使合金强化。

铝青铜有良好的铸造性能。

在大气、海水、碳酸及大多数有机酸中具有比黄铜和锡青铜更高的耐蚀性，此外，还有耐磨损、冲击时不发生火花等特性。

但铝青铜也有缺点，它的体积收缩率比锡青铜大，铸件内容易产生难熔的氧化铝，难于钎焊，在过热蒸汽中不稳定。

3．铍青铜

以铍为合金化元素的铜合金称为铍青铜。

它是极其珍贵的金属材料，热处理强化后的抗拉强度可高达1250～1500MPa，HB可达350～400，远远超过任何铜合金，可与高强度合金钢媲美。

铍青铜的含铍量在1.7%～2.5%之间，铍溶于铜中形成α固溶体，固溶度随温度变化很大，它是唯一可以固溶时效强化的铜合金，经过固溶处理和人工时效后，可以得到很高的强度和硬度。

铍青铜具有很高的弹性极限、疲劳强度、耐磨性和抗蚀性，导电、导热性极好，并且耐热、无磁性，受冲击时不发生火花。

因此铍青铜常用来制造各种重要弹性元件，耐磨零件（钟表齿轮，高温、高压、高速下的轴承）及防爆工具等。

但铍是稀有金属，价格昂贵，在使用上受到限制。

表9-7是各种青铜的牌号、成分、性能和主要用途。

第三节滑动轴承合金

一、滑动轴承合金的工作条件及其对性能和组织的要求

滑动轴承合金是指用于制造滑动轴承轴瓦及内衬的材料。

滑动轴承在工作时，承受轴传给它的一定压力，并和轴颈之间存在摩檫，因而产生磨损。

由于轴的高速旋转，工作温度升高，故对用作轴承的合金，首先要求它在工作温度下具有足够的抗压强度和疲劳强度，良好的耐磨性和一定的塑性及韧性，其次还要求它具有良好的耐蚀性、导热性和较小的膨胀系数。

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图9-5软基体硬质点轴瓦与轴的分界面

为了满足上述要求轴承合金应该是在软的基体上分布着硬质点，如图9-5所示；或者在硬基体上分布着软质点。

当机器运转时，软基体受磨损而凹陷，硬质点就凸出于基体上，减小轴与轴瓦间的摩檫系数，同时使外来硬物能嵌入基体中，使轴颈不被擦伤。

软基体能承受冲击和振动，并使轴与轴瓦很好地磨合。

采取硬基体上分布软质点，也可达到上述目的。

常用的轴承合金按主要化学成分可分为锡基、铅基、铝基和铜基等，前两种称为巴氏合金，其编号方法为：

“ZCh＋基本元素符号＋主加元素符号＋主加元素含量＋辅加元素含量”，其中“Z”、“Ch”分别是“铸”造轴“承”的汉语拼音字首。

例如，ZChSnSb11-6表示含11.0%Sb、6%Cu的锡基轴承合金。

二、各类轴承合金简介

1．锡基轴承合金（锡基巴氏合金）

锡基轴承合金是一种软基体硬质点类型的轴承合金。

它是以锡、锑为基础，并加入少量其它元素的合金。

常用的牌号有ZChSnSb11-6、ZChSnSb8-4、ZChSnSb4-4等。

锡基轴承合金具有良好的磨合性、抗咬合性、嵌藏性合耐蚀性，浇注性能也很好，因而普遍用于浇注汽车发动机、气体压缩机、冷冻机合船用低速柴油机的轴承和轴瓦。

锡基轴承合金的缺点是疲劳强度不高，工作温度较低（一般不大于150℃），价格高。

2．铅基轴承合金（铅基巴氏合金）

铅基轴承合金是以Pb-Sb为基的合金，但二元Pb-Sb合金有比重偏析，同时锑颗粒太硬，基体又太软，性能并不好，通常还要加入其它合金元素，如Sn、Cu、Cd、As等。

常用的铅基轴承合金为ZChPbSn-16-16-1.8，它含有15～17%Sn、15～17%Sb、1.5～2.0%Cu及余量的Pb。

铅基轴承合金的硬度、强度、韧性都比锡基轴承合金低，但摩檫系数较大，价格较便宜，铸造性能好。

常用于制造承受中、低载荷的轴承，如汽车、拖拉机的曲轴、连杆轴承及电动机轴承，但其工作温度不能超过120℃。

铅基、锡基巴氏合金的强度都较低，需要把它镶铸在钢的轴瓦（一般用08钢冲压成型）上，形成薄而均匀的内衬，才能发挥作用。

这种工艺称为挂衬。

3．铝基轴承合金

铝基轴承合金是一种新型减摩材料，具有比重小、导热性好、疲劳强度高和耐蚀性好的优点。

它原料丰富，价格便宜，广泛用在高速高负荷条件下工作的轴承。

按化学成分可分为铝锡系（Al-20%Sn-1%Cu）、铝锑系（Al-4%Sb-0.5%Mg）和铝石墨系（Al-8Si合金基体＋3%～6%石墨）三类。

铝锡系轴承合金具有疲劳强度高、耐热性和耐磨性良好等优点，因此适用于制造高速、重载条件下工作的轴承。

铝锑系轴承合金适用于载荷不超过20MN/m2、滑动线速度不大于10m/s工作条件下的轴承。

铝石墨系轴承合金具有优良的自润滑作用和减震作用以及耐高温性能，适用于制造活塞和机床主轴的轴承。

铝基轴承合金的缺点是膨胀系数较大，抗咬合性低于巴氏合金。

它一般用08钢作衬背，一起轧成双合金带使用。

4．多层轴承合金

多层轴承合金是一种复合减磨材料。

它是综合了各种减磨材料的优点，弥补其单一合金的不足，从而组成二层或三层减磨合金材料，以满足现代机器高速、重载、大批量生产的要求。

例如，将锡锑合金、铅锑合金、铜铅合金、铝基合金等之一与低碳钢带一起轧制，复合而成双金属。

为了进一步改善顺应性、嵌镶性及耐蚀性，可在双层减磨合金表面上再镀上一层软而薄的镀层，这就构成了具有更好减磨性及耐磨性的三层减磨材料。

这种多层合金的特点都是利用增加钢背和减少减摩合金层的厚度以提高疲劳强度，采用镀层来提高表面性能。

5．粉末冶金减磨材料

粉末冶金减磨材料在纺织机械、汽车、农机、冶金矿山机械等方面已获得广泛应用。

粉末冶金减磨材料包括铁石墨和铜石墨多孔含油轴承和金属塑料减磨材料。

粉末冶金多孔含油轴承与巴氏合金、铜基合金相比，具有减磨性能好、寿命高、成本低、效率高等优点，特别是它具有自润滑性，轴承孔隙中所贮润滑油，足够其在整个有效工作期间消耗。

因此特别适用于制氧机、纺纱机等场合应用的轴承。

6．非金属材料轴承

在与清水及其它液体接触的滑动轴承，因不能采用机油润滑，此时就可用胶木、塑料、橡胶等非金属材料制成，也可采用金属与非金属材料复合制成。

例如，船舶用的水润滑轴承就是采用铜合金作衬套，橡胶作内衬复合而成的。

表9-3变形铝合金的主要牌号、成分、机械性