第7章非铁金属材料.ppt

机 械 制 造 基 础 第7章 非铁金属材料 7.1铝及铝合金 7.1.1工业纯铝 7.1.2铝合金分类 （1）变形铝合金 1）变形铝合金牌号的表示方法 2）防锈铝合金 3）硬铝、超硬铝 4）锻铝合金 （2）铸造铝合金 1）铸造铝合金牌号的表示方法 2）Al-Si系合金 3）其它铸造铝合金 7.2铜及铜合金 7.2.1工业纯铜 7.2.2铜合金 1、黄铜 2、青铜 1）青铜牌号的表示方法 2）锡青铜 3）铝青铜 4）铍青铜 复习与思考题 * 纯铝为面心立方晶格，无同素异构转变，呈银白色。塑性好(??80％)、强度低(?b＝80～100MPa)，一般不能作为结构材料使用，可经冷塑性变形使其强化。铝的密度较小(约2.7×103Kg/m3)，仅为铜的三分之一；熔点660℃；磁化率低，接近非磁材料；导电导热性好，仅次于银、铜、金而居第四位。铝在大气中其表面易生成一层致密的Al2O3薄膜而阻止进一步的氧化，故抗大气腐蚀能力较强。纯铝主要用于制作电线、电缆，配制各种铝合金以及制作要求质轻、导热或耐大气腐蚀但强度要求不高的器具。 工业纯铝分未加压力加工产品（铝锭）和压力加工产品（铝材）： 按GB1196-88规定，铝锭的牌号有： A199.7、A199.6、A199.5、A199、A198五种。铝的质量分数不低于99.0％的铝材为纯铝， 按GB/T16474-1996规定，铝材的牌号有： 1070A、1060、1050A、1035、1200等。（即化学成分近似于旧牌号L1、L2、L3、L4、L5），牌号中数字越大，表示杂质的含量越高。 变形铝合金按其主要性能特点可分为防锈铝、硬铝、超硬铝与锻铝等。通常由冶金厂加工成各种规格的型材（板、带、线、管等）产品供应。 变形铝合牌号用（GB/T16474—1996规定）2×××～8×××系列表示。 牌号第一位数字表示组别，按铜、锰、硅、镁、镁和硅、锌，其它元 素的顺序来确定合金组别；牌号第二位的字母表示原始合金的改型情况。 如果牌号第二位的字母是A，表示为原始合金，如果是B~Y的其它字母，则表示为原始合金的改型合金；牌号的最后两位数字没有特殊意义，仅用来区分同一组中不同的铝合金。 防锈铝合金属于热处理不能强化的铝合金，常采用冷变形方法提高其强度。主要有A1-Mn、A1-Mg合金。锰的作用是固溶强化和提高抗蚀性能，镁的作用是固溶强化与降低合金的密度。这类铝合金具有适中的强度、优良的塑性和良好的焊接性，并具有很好的抗蚀性，故称为防锈铝合金，常用于制造油罐、各式容器，防锈蒙皮等。常用牌号有5A05等。 硬铝、超硬铝都属于热处理能强化的铝合金，其中硬铝属于A1-Cu-Mg系，超硬铝属于Al-Cu-Mg-Zn系。铝中加入铜、镁、锌等是为了得到热处理所必须的强化相。牌号2A01硬铝有很好的塑性，大量用于制造铆钉。飞机上常用铆钉的硬铝牌号为2A10。它比2A01铜的含量稍高，镁的含量低，塑性好，且孕育期长，又有较高的抗剪强度。牌号2A11硬铝既有相当高的硬度又有足够的塑性，在仪器、仪表及飞机制造成中获得广泛的应用。牌号为7A04超硬铝，多用于制造飞机上受力大的结构零件，如起落、大梁等。 锻铝合金大多是A1-Mg-Si-Cu系，含合金元素较少，有良好的热塑性和耐蚀性，适于用压力加工来制造各种零件，有较高的机械性能。一般锻造后再经固溶处理和时效处理。常用牌号2A50、2A70等。 铸造铝合金中有一定数量的共晶组织，故具有良好的铸造性能，但塑性差，常采用变质处理和热处理的办法提高其机械性能。铸造铝合金可分为A1-Si系、A1-Cu系、A1-Mg系和A1-Zn系四大类。 铸造铝合金代号用“ZL”（铸铝）及三位数字表示。第一位数字表示 合金类别（如1表示铝-硅系，2表示铝-铜系，3表示铝-镁系，4表 示铝-锌系等）；后两位数字为顺序号，顺序号不同，化学成分不同。 A1-Si系铸造铝合金又称硅铝明，是铸造铝合金中应用最广泛的一类。这种合金流动性好，熔点低，热裂倾向小，耐蚀性和耐热性好，易气焊。但粗大的硅晶体严重降低合金的机械性能。因此生产中常采用“变质处理”提高合金的机械性能。 A1-Cu铸造铝合金耐热性好，但由于其铸造性能不好，有热裂和疏松倾向，耐蚀性差，比强度低于一般优质硅铝明，故有被其它铸造铝合金取代的趋势。常用牌号有ZL201、ZL202。 A1-Mg铸造铝合金耐蚀性好，强度高，密度小(为2.55×103kg/m3)，但其铸造性能差，耐热性低，熔铸工艺复杂，时效强化效果小，常用牌号有ZL301，ZL302。 A1-Zn铸造铝合金铸造性能好，铸态下可自然时效，是一种铸态下高强度合金，价格是铝合金中最便宜的，但耐蚀性差，热裂倾向大，有应力腐蚀断裂倾向，密度大。常用牌