第八章 非铁金属材料 - 多库文档，华中大学子自己的文档 ….ppt

第八章 非铁金属材料 引言 第一节 铝及铝合金 2、纯Al的牌号和用途 二、铝合金 3．常见Al合金 三．铝合金的热处理 四、常用铝合金（以下内容学生自己看） 常用铸造铝合金成分应用列表 2. 形变铝合金 第二节 铜及铜合金 二.铜合金 （3）黄铜的分类,性能及用途 （3）黄铜的分类,性能及用途 2．青铜 三、白铜 第三节 钛及钛合金 二.钛合金 2．β钛合金 3．α＋β钛合金 三、钛合金的热处理 * * 铝及铝合金 铜及铜合金 钛及钛合金 （有色金属） 非铁金属材料是指钢铁材料以外的各种金属材料，又称为有色金属，而把钢铁材料称为黑色金属材料。 这些金属及其合金具有许多特殊的性能，例如比强度高（Al、Ti合金）、导电性或导热性好(如Cu及Cu合金）、耐腐蚀性及耐热性高（Ti合金）等。 工程中常用的非铁金属材料有铝、铜、钛、镁、锌等金属及其合金，以下仅介绍几种工程材料中最常用的非铁金属的性能特点及使用状况。 一、纯Al 1．纯Al的特性 ① 结构： 面心立方（FCC） ② 物理、化学性能： 轻质：密度d＝2.7g/cm3 ；熔点：660℃ 导电、导热性一般。 耐腐蚀：铝表面可生成致密的氧化膜，的抵抗大气 腐蚀，但不耐酸、碱、盐液腐蚀。 ③力学性能：极好的塑性 （δ＝35～40％，ψ≈80％） 强度、硬度较低 （25～30HB，σb≈80-100Mpa） 可通过“加工硬化”提高强度 （1）工业纯铝（Al＝99～99.85%） 铸造纯铝: 如 ZAl99.5 （ GB/T8063－1994） Z ―― 铸造 Al ――铝的元素符号 99.5 ―― Al的含量99.5 wt％ 变形铝：如 lA99 （GB/T16474－1996） l ―― 表示组别 （1：纯Al， 2：含Cu 3：含Mn， 4：含Si， 5：含Mg） A ―― 原始铝或铝合金 （B：Al合金） 99????? ―― 铝的含量99 wt％ （2）高纯Al（Al 99.85%） 牌号： L01、L02、L03、L04 编号愈大，表示纯度愈高 用途： 电子器件、科学研究 用途：电线、电缆、器皿等 1、定义：由于纯Al的强度低，通常加入合金元素来提高纯Al的强度，添加了合金元素的材料统称为Al合金。 2、Al合金的相图 Al合金中的主要添加元素：Cu、Mg、Zn、Si、Mn和 Re 铝和大部分金属元素的相图如图所示。 它们与Al常构成共晶相图，如右图所示 。 不同元素在Al中的固溶度不同，即在右图中的D、F点位置不同 （1）变形Al合金：指由Al合金铸锭经冷热加工后形成的型材。 成分：相图中，D点以左的合金在加热时形成单相固溶体。塑性较好，适合于压力加工。 性能：成分在F点以右、D点以左的合金，固溶体成分沿DF溶解度线变化，可以通过热处理来提高强度（固溶强化），常称为硬Al。 成分在F点以左的合金，成分不随温度变化，始终为单相固溶体，这类合金具有较好的耐蚀性能，常称为防锈Al。 （2）铸造Al合金：指由液态直接浇铸成工件的Al合金。 成分：位于相图D点以右的合金，该类合金在结晶时获得 共晶组织。 性能：塑性较差，铸造好 。 铸造 Al合金 变形 Al合金 工艺：固相线以下20－40℃，保温几个小时至几十个小时 目的：使成分均匀化，消除加工硬化，消除内应力，改善性能。 2、时效强化 1、退火 （1）时效强化概念 以Al－Cu合金为例说明：将过饱和固溶体在室温下放置一段后，在固溶体中有细小的Al－Cu化合物析出使强度提高。这种随时间的延长，材料的强度和硬度提高的现象称为“时效强化”。 室温下时效强化 ―― 自然时效处理， 加热下时效强化 ―― 人工时效处理 两种工艺 退火 时效 （2）时效强化机理 时效强化是由于析出相引起晶体晶格畸变，阻碍位错运动引起的。 类同于 弥散强化 1. 铸造铝合金 牌号： ZLxxx表示，ZL为铸铝，后为三位数字，第一个数字表示合金类型，即主合金元素(1－Si 2－Cu 3－Mg 4－Zn等)，后两位的顺序号表示其它合金元素。 主要用途：铸造铝合金用于制造形状复杂的零件，例如仪表、内燃机活塞、飞机等壳体零件。主