有色合金介绍资料.ppt

有色金属及其热处理 河北工业大学 教授 材料科学系 主任 武建军 博士 1 铝及合金 1.1 铝及铝合金的特性 比重小，比强度高；ρ纯铝=2.7g/cm3 优良的物理、化学性能； i 导电性好，仅次于Ag, Cu, Au； ii 极好的抗大气腐蚀能力； iii 非磁性，即磁化率极低。 加工性能良好： i 塑性好，可冷成形； ii 切削性能好； iii铸造铝合金铸造性能极好。 1.2 铝合金的分类与牌号 铝中加入适量Si、Cu、Mg、Zn、Mn等主加元素和Cr、Ti、Zr、B、Ni等辅加元素，组成铝合金，可提高强度并保持纯铝的特性。 根据铝合金的成分和生产加工方法的不同，可以把铝合金分为变形（或形变）铝合金和铸造铝合金两类。 变形铝合金的牌号 变形纯铝及铝合金的牌号及化学成分按GB／T3190-1996，16474－1996规定(基本与国际接轨) 第一位为数字，表示铝合金组别 第二位表示纯铝的成分改变状况， 第二位： A /0 表示原始合金，其它字母表示改型合金 纯铝的牌号以1开头四位字符，第三、四位表示铝的质量分数小数点后两位数（即99.XX中的XX）。例如1A97表示，含铝99.97％的原始成分纯铝（~LG4） 其它铝合金的牌号，例如牌号：2 0 2 0中，第三、四位区分同一组的不同合金，无特殊意义 变形铝合金的旧牌号 变形铝合金按照性能特点分为 LF+数字：防锈铝合金； LY+数字：硬铝合金； LC+数字：超硬铝合金； LD+数字：锻铝合金； 后边的数字为顺序号。 铸造铝合金的牌号 按照GB8063规定，铸造铝合金牌号用化学元素及数字表示，数字表示该元素的平均含量。 例如ZAlSi7Mg表示铸造铝合金，平均含硅量为7％，平均含镁量小于1％。在牌号的最前面用“Z”表示铸造。 另外还用合金代号表示， 优质合金在数字后面附加字母“A”。 铸造铝合金的代号 铸造铝合金包括 ZL1××：Al-Si合金； ZL2××：Al-Cu合金； ZL3××：Al-Mg合金； ZL4××：Al-Zn合金。 合金代号由字母“ZL”、及其后的三位数字组成。ZL后面第一个数字表示合金系列，其中1、2、3、4分别表示铝硅、铝铜、铝镁、铝锌系列合金，ZL后面第二位、第三位两个数字表示顺序号。 1.3 铝合金的强化与热处理 1、固溶强化；如Cu, Mg, Zn, Si, Mn等加入可形成有限固溶体。 2、时效强化：经长时间室温停留或加热至100-200℃一定时间保温后，在母相固溶体的一定晶面上出现一个原子层厚度的铜或其它原子的偏聚区，偏聚区边缘发生晶格略变，阻碍位错运动，因而合金强度，硬度提高。 3、第二相强化和细晶强化； 4、冷变形强化。? Al-Si系铸造铝合金 Al-Si系铸造铝合金俗称硅铝明，是一种应用最广的铸造铝合金。这类合金具有优良的铸造工艺性能，收缩率较小，强度中等，并可以焊接，适于铸造在常温下工作、形状复杂的零件，如风冷发动机的气缸头、机匣、液压泵壳体等 。 加入其他合金元素Cu、Mg、Mn构成特殊硅铝明，以及孕育处理可以提高强度。 常用牌号：ZL101，ZL102，ZL105，ZL108等 2 铜及其合金 2.1 铜及铜合金的特性 （1）优异的物理化学性能：导电性、导热性好；抗蚀能力高；铜（紫铜）抗磁性； （2）良好的加工性能：塑性好，铸造性能好，焊接性能优良； （3）特殊机械性能：减摩性耐磨性好，高的弹性极限和疲劳极限； （4）色泽美观 2.2 铜合金的分类 按照主加合金元素，分为 黄铜：主加Zn，特殊黄铜、普通黄铜 白铜：主加Ni 青铜：主加Zn，Ni以外的元素 按照成型方法，分为 变形铜合金,如H96，HSn62-1 铸造铜合金：如ZCuZn38 铜合金的强化方法 1、固溶强化；如Zn,Al, Sn, Mn,Ni等加入可形成固溶体,溶解度较大； 2、冷变形强化；? 3、第二相强化和细晶强化； 4、时效强化：如Be,Ti,Zr，Cr等元素在铜中的溶解度随温度变化很大。 5、淬火，回火：铝青铜有同素异构转变可以利用 常用黄铜 钛合金的热处理 （1）消除应力退火：450℃～650℃可消除或减少加工过程中产生的残余应力，防止在一些腐蚀环境中的腐蚀和减少变形。 （2）完全退火： 650℃～850℃退火，可去加工硬化，获得好的韧性，改善加工性能，有利于再加工以及提高尺寸和组织的稳定性。 （3）固溶处理和时效：目的是为了提高强度，α钛合金和稳定的β钛合金不能进行强化热处理，在生产中只进行退火。α+β钛合金和含有少量α相的亚稳β钛合金可以通过固溶处理和时效使合金进一步强化。 通常α合金和（α＋β）合金退火温度选在（α＋β）─→β相转变点以下120～200℃； 固溶和时效处理是从高温区快冷,以得到马氏体α′相和亚稳定的