第八章有色金属及其合金—孙学强主编.pptVIP

第八章 有色金属及其合金;教 学 要 求;主 要 内 容;本 章 重 点;第八章 有色金属及其合金; 工业纯铝中ωA1 = 99.7％～99.8％，杂质主要是铁和硅。 工业纯铝的牌号是按其杂质含量来编制的。牌号有1070、 1370、1050、1035、1200等，编号越大，杂质含量越高，纯度 越低。 工业纯铝的主要用途是制作电线、电缆及强度要求不高的 器皿。 二、常用铝合金 1．铝合金的分类及热处理 (1) 铝合金的分类 根据铝合金的成分及生产工艺特点，铝合金分为： 变形铝合金和铸造铝合金两大类。 铝合金相图的一般类型如图8-1所示。 成分位于D点左边的合金，当加热到固溶线以上时，可获 得均匀单相的固溶体，其塑性好，易进行锻压，称为变形铝合 金。; 成分在D点右边的合金，由于共晶组织的存在，只适于 铸造，称为铸造铝合金。 变形铝合金又分为两类。 成分在 F 点左边的合金， 其固溶体的溶解度不随温度而 变化，故不能用热处理方法强 化，称为不能用热处理强化合 金。 成分在F点右边的合金，其 固溶体的溶解度随温度而变化， 可用热处理方法强化，称为能 用热处理强化合金。; (2) 铝合金的热处理 将能热处理强化的变形铝合金加热到某一温度，保温获 得均匀一致的固溶体后，在水中急冷下来，使α固溶体来不 及发生脱溶反应。这样的热处理工艺称为铝合金的固溶处理。 经过固溶处理的铝合金，在常温下其固溶体处于不稳定 的过饱和状态，具有析出第二相，过渡到稳定的非过饱和状 态的趋向。 　　由于不稳定固溶体在析出第二相过程中会导致晶格畸 变，从而使合金的强度和硬度得到显著提高，而塑性则明显 下降。 这种力学性能在固溶处理后随时间而发生显著变化的现 象称为“时效强化”或“时效”。 　 在室温下进行的时效称“自然时效”，在加热条件下 (100～200℃)进行的时效称“人工时效”。 　　时效温度越高，则时效的过程越快，但强化的效果越差。; 2．变形铝合金 (1) 防锈铝合金。属于热处理不能强化的铝合金。 主要有铝一锰系和铝一镁系合金。具有适中的强度、良好的塑性和抗蚀性，故称为防锈铝合金。主要用途是制造油罐、各种容器、防锈蒙皮等。 　　 (2)硬铝合金。属于铝一铜一镁系和铝一铜一锰系。 这类铝合金经淬火和时效处理后可获得相当高的强度，故称为硬铝。由于其耐蚀性差，有些硬铝板材在表面包一层纯铝后使用。 硬铝可轧成板材、管材和型材，以制造较高负荷下的铆接与焊接零件。 　　 (3) 超硬铝合金。属于铝一铜一镁一锌系，是在硬铝的基础上再加锌而成，强度高于硬铝，故称为超硬铝合金。主要用于制造要求重量轻、受力较大的结构零件。 　　 硬铝淬火后多用自然时效；超硬铝淬火后多用人工时效。; (4) 锻造铝合金。大多属于铝一铜一镁一硅系。 这类合金由于具有优良的锻造工艺性能，故称为锻造铝合金。 主要用来制造各种锻件和模锻件。 各类变形铝合金的性能、特点见教材中表8-1。 3．铸造铝合金 (1) 常用铸造铝合金 铸造铝合金可分为铝硅系、铝铜系、铝镁系和铝锌系等四类。 铸造铝合金的代号用“ZL＋三位数字”表示，其中 “ZL”表示“铸铝”；第一位数字表示合金类别：1为铝硅系，2为铝铜系，3为铝镁系，4为铝锌系；第二三位数字表示合金的顺序号。 铸造铝合金的牌号用“Z＋Al＋主要合金元素化学符号及其质量分数”表示，如ZAlSi12，表示ωSi = 12％的铸造铝合金。; 1) 铝硅系合金 (又称硅铝明)。是铸造铝合金中牌号最多、 应用最广泛的一类。它具有良好的铸造性，可加入铜、镁、锰 等元素使合金强化，并通过热处理进一步提高力学性能。 这类合金可用作内燃机活塞、汽缸体、水冷的汽缸头、汽 缸套、扇风机叶片、形状复杂的薄壁零件及电动机、仪表的外 壳等。 2) 铝铜系。铝铜合金强度较高，加入镍、锰更可提高耐热 性，用于高强度或高温条件下工作的零件。 3) 铝镁系。铝镁合金有良好的耐蚀性，可作腐蚀条件下工 作的铸件，如氨用泵体、泵盖及海轮配件等。 4) 铝锌系。铝锌合金有较高的强度，价格便宜，用于制造 医疗器械零件、仪表零件和日用品等。 部分铸造铝合金的牌号、力学性能、特点见教材中表8-2。; (2) 铝合金的变质处理 铸造铝合金中一