汽车工程材料教学课件作者王大鹏等第六章有色金属及其合金课件.ppt

第五章 有色金属及其合金 有色金属的产量和用量不如黑色金属多，但由于其具有许多优良的特性，如特殊的电、磁、热性能，耐蚀性能及高的 比强度（强度与密度 之比）等，已成为现 代工业中不可缺少的 金属材料。 变形有色金属及其合金的牌号表示方法还不统一。 铸造有色金属及其合金的牌号表示方法统一如下 ： ① 铸造有色纯金属的牌号为 一 铝及铝合金 一、铝及铝合金的性能特点 纯铝具有银白色金属光泽，密度小（2.72 ），熔点低（660.4℃），导电、导热性能优良。 抗大气腐蚀性能好，易于加工成形 。 具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性。 塑性高,断面收缩率为70%~90%，伸长率为32%~40%。 工业纯铝牌号为L1,L2,L3,L4,L5,L6。L以后的数字愈大，其纯度愈低。 含铝在99.93%以上的高纯铝牌号表示为L01~04，数字越大，纯度越高。 铝合金是航空航天飞行器的主要结构材料。航空上主要用于飞机的蒙皮、隔框、长梁和锻件、铸件等。一架波音747客机需要消耗约18.6吨铝。 铝合金既具有高强度又保持纯铝的优良特性 。 铝合金常加入的元素主要有Cu、Mn、Si、Mg、Zn等，此外还有Cr、Ni、Ti、Zr 等辅加元素。 二、铝合金的分类 铝合金一般具有有限固溶型共晶相图。 可将铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。 三、铝合金的热处理 可热处理强化变形铝合金的热 处理方法：固溶处理 + 时效。 固溶处理是指将合金加热到固溶线以上，保温并淬火后获得过饱和的单相固溶体组织的处理。 时效是指将过饱和的固溶体加热到固溶线以下某温度保温，以析出弥散强化相的热处理。 含4%Cu的Al-Cu合金的自然时效曲线? 四、铝合金的牌号、性能及用途 1、变形铝合金 ⑴ 变形铝及铝合金牌号表示方法 根据国家标准GB/T 16474-96规定 ，变形铝及铝合金可直接引用国际四位数字 体系牌号或采用国标规定的 四位字符牌号。 GB 3190-82中的旧牌号仍可继续使用，表示方法为： ? 防锈铝合金：LF+序号 ? 硬铝合金： LY +序号 ? 超硬铝合金：LC +序号 ? 锻铝合金： LD +序号 在普通铸造条件下， ZL102组织几乎全部为共晶体，由粗针状的硅晶体和?固溶体组成，强度和塑性都较差。生产上通常用钠盐变质剂进行变质处理，得到细小均匀的共晶体加一次?固溶体组织，以提高性能。 硅铝明的主要缺点是铸件致密程度低，强度较低 加入其他合金元素的铝硅铸造合金称复杂(或特殊)硅铝明。 Al-Si系铸造铝合金的铸造性能好，具有优良的耐蚀性、耐热性和焊接性能。 用于制造飞机、仪表、电动机壳体、汽缸体、风机叶片、发动机活塞等。 ⑵ Al-Cu系铸造铝合金 这类合金的耐热性好，强度较高；但密度大，铸造性能、耐蚀性能差，强度低于Al-Si系合金。 常用代号有ZL201(ZAlCu5Mn)、ZL203(ZAlCu4)等。 二、 铜及铜合金 一、铜及铜合金的性能特点 纯铜呈紫红色，故又称紫铜，密度8.92克/立方厘米，具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性。 纯铜具有优良的导电性和导热性，在大气、淡水和冷凝水中有良好的耐蚀性。塑性好。 铜合金常加元素为Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、Ti、Zr、Cr等，既提高了强度，又保持了纯铜特性。 铜合金分为黄铜、青铜、白铜三大类。 三、黄铜 以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。 黄铜按化学成分可分为普通黄铜和特殊黄铜。 按工艺可分为加工黄铜和铸造黄铜。 （1）黄铜的力学性能与含锌量的关系 常用的普通黄铜 性能：耐蚀性、导热性、塑性好。 牌号：H68 应用：复杂的冷冲压件、散热器外壳、弹壳、导管、波纹管、轴套 2、 特殊黄铜 ( special brass ) 常用的特殊黄铜 四、青铜 除黄铜和白铜外的其他铜合金统称为青铜。 加工青铜的牌号为：Q +主加元素符号及其平均百分含量+其他元素平均百分含量 如QSn4-3（含4%Sn、3%Zn )。 常用青铜有锡青铜、铝青铜、 铍青铜、硅青铜、铅青铜等。 1、锡青铜 是以锡为主加元素的铜合金， 锡含量一般为3~14%。 锡青铜铸造流动性差，铸件 密度低，易渗漏，但体积收缩率在有色金属中最小 。 锡青铜具有良好的耐蚀性，在大气、海水及无机盐溶液中的耐蚀性比纯铜和黄铜好，但在硫酸、盐酸和氨水中的耐蚀性较差。 四、白铜 以镍为主要合金元素的铜合金称 白铜。分普通白铜和特殊白铜。 普通白铜是Cu-Ni二元合金，具有较高的耐蚀性和抗腐蚀疲劳性能及优良的冷热加工性能。 普通白铜牌号：B+镍的平