1-11有色金属材料.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * 第十二节 有色金属材料 ?? 钛及钛合金 轴承合金 铝及铝合金 铜及铜合金 有色金属的分类 一、铝及铝合金 纯铝的特点: 具有银白色金属光泽，为面心立方结构； 密度低（2.7g/cm3）、强度低，但比强度高； 具有良好的导电、导热性能；无磁性、耐腐蚀性好； 加工性能好（易于铸造、塑性变形）。 名称 纯度 用途 高纯铝 99.93%-99.99% 科学研究、制作电器 工业高纯铝 98.85%-99.9% 铝箔、铝合金原料 工业纯铝 98.0%-99.0% 电线、电缆、配置合金 工业纯铝的应用: 配制铝合金，制作电线、电缆及日用器皿等 铝合金: 铝及铝合金 合金化 纯铝强度很低，不能用作结构材料 Cu、Mn、Si、Mg、Zn 铝合金 的 强化 1 固溶强化 2 细晶强化 3 弥散强化 4 时效强化 5 形变强化 铝合金的分类: 铝及铝合金 铝 及 铝 合 金 形变 铝合金 铸造 铝合金 防锈铝合金 LF+序号 铝硅合金（硅铝明） ZL1+两位数字顺序号 硬铝合金 LY +序号 超硬铝合金 LC +序号 锻铝合金 LD +序号 铝铜合金 ZL2+两位数字顺序号 铝镁合金 ZL3+两位数字顺序号 铝锌合金 ZL4+两位数字顺序号 常用形变铝合金 ① 防锈铝合金 主要是Al-Mn和Al-Mg系合金 抗蚀性、焊接性能好，塑性及低温力学性能良好；强度较低，易于变形加工，但切削性能差。 不能进行热处理强化，常利用加工硬化提高其强度。 主要用于焊接零件、构件、容器、管道、飞机蒙皮，以及深冲和弯曲件。在航空工业中应用广泛 卫星天线（LF2） 汽化器(热交换管为LF21) 主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量Mn。 强度、硬度高，比强度与高强度钢接近。加工性能好，耐蚀性低于防锈铝。 可进行时效强化，也可进行变形强化。 常用硬铝合金如LY11 (2A11)、 LY12 (2A12)等，用于制造冲压件、模锻件和铆接件，如螺旋桨、梁、铆钉等. 飞机翼梁(腹板为硬铝合金) 常用形变铝合金 硬铝合金 室温强度最高的铝合金，σb最高可达680MPa。热态塑性好，耐蚀性差。 时效强化效果超过硬铝合金。 主要用作工作温度较低、受力大的重要结构件和承受高载荷的零件。如飞机大梁、起落架等。 常用形变铝合金 超硬铝合金 属Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量Cr和Mn。 飞机主起落架 具有优良的热塑性，适宜锻造； 铸造性能、耐蚀性较好； 力学性能高（与硬铝相近）。 主要用作航空及仪表业中形状复杂、要求比强度高的锻件。如叶轮、框架、支杆等。 常用形变铝合金 锻铝合金 Al-Cu-Mg-Si系合金 Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻铝合金 压气机叶片 常用铸造铝合金 常用铸造铝合金 常用铸造铝合金 活塞 (裙 部为 铝硅 合金) 汽缸头Al-Cu 鼓风机密封件等(ZL102、301) 大 型 空 压 机 活 塞 (ZL401) 美F-117隐身战斗机(所用材料大部分是铝合金) 高比强铝合金机翼 ——航空用最多的材料 铝是可以回收利用的金属 二、钛及钛合金 钛及钛合金的特点: 重量轻、强度、比强度都非常高； 耐热性好，抗腐蚀性能优异 良好低温韧性等 在地球中的储量丰富； 加工工艺复杂、价格昂贵 （钛的化学性质非常活泼， 熔炼、 浇注、焊接和部分热处理都要在真空中进行）； 主要用作航空、航天、化工、造船等重要的结构材料。 美F-22战机约36%重量的零件用钛合金制造 分类: 纯钛、 ?型钛合金、?型钛合金、?+?型钛合金 工业纯钛（TA1～TA3 ） 密度小（4.58g/cm3）,熔点高（1668℃）； 具有同素异构转变： 工业纯钛具有良好的力学性能 （强度不是很高，但比强度高，塑性及低温韧性好）； 耐腐蚀性能非常好（氧化性介质、海水、酸、碱和 大多数有机酸），但在氢氟酸中会被腐蚀； ?-Ti ? ?-Ti 882.5℃ 体心立方 密排六方 钛及钛合金 钛的抗氧化能力优于大多数奥氏体不锈钢 纯钛 用来制造在350℃以下工作的、强度要求不高的零件：如石油化工用热交换器、反应器，海水净化装置及舰船零部件。 钛钢复合反应釜 钛管换热器 钛制蒸馏塔 ?型钛合金（TA5～TA7 ） 钛及钛合金 主加元素为Al、Sn、B等； 通常在退火状态下使用,组织为单相?固溶体； 不能热处理强化，可通过冷变形强化； 室温强度低于另两类钛合金，但高温强度(500℃～600℃)比他们高，抗蠕变性好； 在300~ 500℃具有优良的耐热性和抗氧化性； 焊接性能好，低温韧性及耐蚀性优越； 使用温度不超过500℃，主