9章有色金属及粉末冶金材料.ppt

　 第九章 有色金属及粉末冶金材料 　　黑色金属是指钢和铸铁。一般将黑色金属以外的金属称为有色金属。 　　有色金属没有黑色金属使用量大，但它们的某些物理、化学性能是黑色金属所没有的，因此是现代工业中不可缺少的一类材料。 §9—1 铝及铝合金 一、工业纯铝 　　铝(Al)含量不小于99%的铝称为纯铝。密度2.7，熔点为6600C，面心立方晶格，无同素异晶转变。 　　纯铝具有良好的导电性、导热性，铝能与空气中的氧气形成氧化膜，防止进一步氧化，但不耐酸、碱、盐的腐蚀。纯铝的强度低，塑性好，可加工硬化。 　　工业纯铝分为铸造铝和变形铝。 　　铸造纯铝用“Z”+Al+数字表示。数字表示含纯铝的百分数。如 ZAl99.5 　　变形铝用“1×××”表示。最后两位数字表示纯铝百分数中小数点后两位数字，第二位数字表示原始纯铝的改型情况，字母A表示原始纯铝。 二、铝合金分类及时效强化 　　在铝中加入其它合金元素可以有效提高铝的比强度。 　　铝合金根据成分和加工成型特点，分为铸造铝合金和变形铝合金。 1、变形铝合金 变形铝合金在图9-1中D点左面部分，加热后为单相固溶体组织，塑性好，可通过压力加工成型。 　　变形铝合金采用四位字符牌号命名，用2×××～8×××系列表示。第一位数字表示主要元素Cu、Mn、Si、Mg、Mg+Si、Zn…顺序表示变形铝合金的组别。　　 第二位数字表示原始纯铝的改型情况。A表示原始纯铝。 　　最后两位数字用来区分同一组中不同的铝合金。 　　例如　2A11表示以铜为主要合金元素的变形铝合金。 部分合金含量较高铝合金（D-F之间）淬火后硬度并不提高，须放置一段时间后，其强度、硬度才显著提高。这种现象称为时效硬化。 F点以左的变形铝合金不能热处理强化。　 　　自然实效－在室温下进行的时效。 　　人工实效－在加热条件下（100-200）进行的时效。 铝合金在淬火后在时效硬化前，可以进行冷加工。淬火＋时效处理是铝合金强化的主要途径。 变形铝合金时效强化后，可加热到200-270，保温一段时间，然后水中急冷，成为回归处理。回归处理后的变形铝合金可恢复到淬火状态。 　　变形铝合金按性能和用途分为四大类 (1)、防锈铝 　　Al-Mn、Al-Mg合金。防锈铝不能用热处理方式强化，一般通过冷变形提高强度。防锈铝具有良好的塑性、耐蚀性及焊接性。 　　主要用于受力不大，须冲压或焊接制成的结构件。 (2)、硬铝 　　Al-Cu-Mg合金。硬铝经淬火＋时效后具有较高的强度和硬度，但其耐腐蚀性较差。主要在航空工业中应用。 (3)、超硬铝 　　在硬铝的基础上加入锌元素所组成。淬火＋人工时效后具有很高的强度，耐腐蚀差，可采用表面覆纯铝克服腐蚀。 　　飞机的主要部件。 (4)、锻铝 　　在硬铝的基础上加入硅元素所组成的合金。淬火＋人工时效后也具有很高的强度，并具有良好的锻造性能。 　　常见的为锻件和棒材。 ２、铸造铝合金 图9-1D点右面部分，由于有共晶组织存在，适于铸造，所以称铸造铝合金。　　 主要有Al-Si系，Al-Cu系，Al-Mg系，Al-Zn系四种。 　　最常见的Al-Si系合金通常采用变质处理(在熔炼过程中加入钠盐作为变质剂)，达到细化晶粒、提高力学性能的目的。 　　在铝合金中加入Cu、Mg、Zn等元素，可以形成CuAl2、MgSi等强化相，淬火并时效处理后有明显强化效果。　 在铝合金中加入Cu、Mg、Zn等元素，可以形成CuAl2、MgSi等强化相，淬火并时效处理后有明显强化效果。 　　铸造铝合金用“ZL”后面三位数字表示。第一位数字表示合金类别，后二位为合金顺序号。 §9—2铜及铜合金 一、工业纯铜 　　铜(Cu)是一种重要的有色金属。密度8.96，熔点为10830C，面心立方晶格，无同素异晶转变。 　　纯铜具有良好的导电性、导热性及良好的耐腐蚀性。纯铜的强度、硬度不高，塑性好，可加工硬化。 　　工业纯铜分未加工产品用Cu-1、Cu-2表示。加工产品用T1、T2、T3表示。 二、铜合金的分类及牌号表示方法 １、铜合金的分类 　　工业中铜合金分为黄铜、青铜和白铜。按加工条件分为加工铜合金、铸造铜合金。 2、铜合金牌号表示方法 (1)、加工铜合金 　　普通加工黄铜代号用“H”＋铜含量分数表示。 　　特殊加工黄铜代号用“H”＋主加元素符号＋铜及各合金元素的含量分数表示。 　　加工青黄铜代号用“Q”＋主加元素化学符号及质量分数＋其它合金元素化学符号及质量分数表示。 　　如　QSn4-3 (2)、铸造铜合金 　　铸造铜合金用“Z”＋铜元素符号＋主要元素符号及含量分数＋其他元素符号及含量分数表示。 　　如　ZCuSn10P1 三、黄铜 　　黄铜以锌为主要合金元素的锌－铜