工程材料第八章解读.ppt

第八章 有色金属及其合金 第九章 有色金属及其合金 定义 : 除黑色金属 ( 钢、铁 ) 以外的所有 金属 性能特点:具有独特的性能（如：重量轻、耐蚀等）。 本章重点介绍： 铝及铝合金； 铜及铜合金； 钛及钛合金； 轴承合金。 一、铝及铝合金 1、工业纯铝（纯度为98.7％～99. 8％） 铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位； 在金属品种中，仅次于钢铁，为第二大类金属。 性能 熔点660℃，密度2.7g/cm3，24－32HB，σb=90～120MPa 面心立方晶格，无同素异构转变 导电导热性好，耐大气腐蚀。 切削性好，塑性好、可冷成型。 牌号 工业纯铝：L01～L06 数字↑，纯度↓ 2、铝合金 含元素：Si、Cu、Mn、Mg、Zn等 （1）铝合金分类： （2）铝合金的强化方式 固溶处理 将成分位于D～F之间的合金加热到固态溶解度线DF以上某一温度，获得单相固溶体α， 然后水冷，次生相CuAl2来不及析出获得过饱和固溶体α。 （2）铝合金的强化方式 时效强化 这种过饱和固溶体是不稳定的，在室温放置或在低于固溶度线的某一温度下加热时，使过饱和α固溶体趋于发生分解，析出二次相，使合金的强度和硬度明显提高，这种现象称为时效或时效硬化（时效强化）。 自然时效——在室温下进行的时效 人工时效——在加热条件下进行的时效。 含4%Cu的铝合金自然时效曲线 含4%Cu的铝合金在不同温度下的人工时效曲线 3、变形铝合金 包括：防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金、锻铝合金 （1）防锈铝合金（LF） Al-Mn、Si系， Mn、Si起固溶强化作用。 如：LF5、LF21。 退火后为单相组织——强度不高，塑性耐蚀性好。 不能热处理强化 常用于制作轻载 冲击件和耐蚀件， 如：油箱、仪表盘、 门窗等。 3、变形铝合金 （2）硬铝合金（LY） Al-Cu、Mg系， 形成CuAl2、CuMgAl2强化相 如：LY11、LY12。 经时效强化后，能获得很高的强度硬度，但耐蚀性远不及纯铝，常在表面包一层纯铝以增加耐蚀性。 常用于制作中等载荷的受力件， 如：飞机蒙皮、铆钉、文体用品等。 3、变形铝合金 （3）超硬铝合金（LC） 一般为Al-Cu-Mg-Zn系 在硬铝合金基础上加入了Zn,形成MgZn2、Mg3Zn3Al2等，强化相多 如：LC4、LC6。 经时效强化后，可以获得极高的强度硬度（强度在铝合金中最高的）。 常用于制作受力很大的构件， 如飞机大梁、加强框、起落架等。 3、变形铝合金 （4）锻铝合金（LD） 一般为Al-Cu-Mg-Si、Al-Cu-Mg-Ni系 每种元素的含量较少，有良好的热塑性 如：LD5、LD6 机械性能与硬铝合金相当，经软化处理后，有良好的热塑性，适合锻造成形。 常用于制作一些形状复杂、 承受中等载荷的锻造件， 如活塞、风扇叶轮等。 变形铝合金的牌号、成分及力学性能 4、铸造铝合金 （1）铸造AL-Si铝合金( ZL101～ZL102等 ) AL-Si系铸造铝合金一般称为硅铝明，其铸造性能优良、密度小、耐蚀性好，但机械性能较差。为改善性能，常对其进行变质处理。 AL-Si系铸造铝合金在工程上主要用于制造形状复杂并对强度要求不高的薄壁件，如汽化器壳体、仪表外壳。 4、铸造铝合金 （2）铸造AL-Cu铝合金( ZL201～ZL203等 ) 铸造性能较差，耐蚀性及比强度也较一般优质硅铝明低。大部分已为其它铝合金所代替。 ZL201室温强度、塑性比较好，可制作300℃以下工作的零件。ZL202 塑性较低，制作不受冲击的零件。 4、铸造铝合金 （3）铸造AL-Mg铝合金( ZL301、ZL302 ) 是密度最小、耐蚀性最好、强度最高的铸造铝合金，且抗冲击和切削加工性能良好，但铸造工艺性能和耐热性能较差。 常用于承受冲击载荷、振动载荷和耐海水或大气腐蚀、形状较简单的零件或接头。 4、铸造铝合金 （4）Al—Zn合金( ZL401、ZL402 ) 是最便宜的一类铸造铝合金，较高强度，无特别突出的优点，主要缺点是耐蚀性较差。 ZL401主要用于工作温度不超过200℃、形状复杂、受力不大的零件。 4、铸造铝合金 二、铜及其合金 1、工业纯铜 （1）性能 新鲜断口呈玫瑰红，氧化后呈紫色，称紫铜 具有面心立方晶格，塑性韧性好，导电导热性好 耐蚀性好（在大气、海水、淡水及不少酸类中耐蚀） （2）牌号：T1、T2、T3、T4（数字↑，纯度↓） （3）应用 主要用于电气工业，如：电线、电缆、通讯器材，以及散热器、输油管道、油管、垫片等。 2、铜合金 （1）黄铜 以Zn为主加元素的铜合金。分为普通黄铜和铸造黄铜。 普通黄铜 普通