汽车材料（总发中职）资料包-第3章.pptVIP

第三章 有色金属及其合金 有色金属相对于黑色金属有许多优良的特性，在工业领域尤其是高科技领域具有极为重要的地位。例如铝、钦、镁等轻金属具有相对密度小、比强度高等特点，广泛用于航空航天、汽车、船舶和军事领域；铜、银、金等贵重金属具有优良导电导热和耐蚀性，是电器仪表和通讯领域不可缺少的材料。 一、铝及铝合金 1.工业纯铝 铝在地壳中储量丰富，占地壳总重量8. 2%，居所有金属元素之首。 工业纯铝有银白色光泽，密度小，熔点低(660℃ )，导电导热性优良(仅次于Ag、Cu)，为非磁性材料。纯铝化学性质活泼，在空气中极易氧化形成一层牢固致密的表面氧化膜，从而使其在空气及淡水中具有良好的抗蚀性。铝具有良好的塑性和韧性，可以很容易通过压力加工成型，且在低温下也有很好的塑性韧性。纯铝还易于铸造和切削，具有良好的工艺性能。其优异性能已在几乎所有工业领域得到应用。 第一节 铝及铝合金 2.变形铝合金 (1)变形铝合金的分类 按性能和使用特点不同，变形铝合金可分为防锈铝、硬铝、超硬铝和锻铝四大类。除防锈铝外，变形铝合金都是可热处理强化的铝合金。 (2)变形铝合金性能特征及应用 1)硬铝合金 硬铝合金是指通过热处理后得到的具有较高强度和硬度的铝合金。硬铝合金强度、硬度较高，但耐蚀性较差，一般常在硬铝板材表面包一层纯铝，以提高耐腐蚀性能。硬铝合金主要用于制造受力一般的航空零件以及汽车铆钉。 2)超硬铝合金 超硬铝合金是指具有比硬铝更高的强度和硬度的铝合金，简称超硬铝。经热处理后的强度可高达680MPa，但高温软化快，耐蚀性、焊接性差，常用包Al-1%Zn合金来提高耐蚀性。主要用于受力较大的重要结构和零件，如飞机大梁、起落架、加强框等。 3)防锈铝合金 防锈铝合金是指在大气、水和油等介质中具有良好的抗腐蚀性能的铝合金。主要特点是抗蚀性、焊接和塑性好，并有良好的低温性能，不可热处理强化，只能通过变形加工来提高合金的硬度。主要用于制造要求抗蚀性的低载荷零件或焊接件。 4)锻铝合金 锻造铝合金是指适宜于锻造的铝合金，简称锻铝。有优良的热塑性，热加工性能好;铸造性和耐蚀性较好，力学性能可与硬铝相当。该类合金主要用作复杂的航空及仪表零件，如叶轮、支杆等;也可作耐热合金(工作温度200℃-300℃ )，如内燃机活塞及汽缸头等。在汽车上主要用于制造形状复杂的中等强度的锻件和冲压件，如发动机活塞、风扇叶片等。 3.铸造铝合金 (1)铸造铝合金的分类及代号 铸造铝合金是指适宜于铸造成型的铝合金。一般含较多的合金元素(总量为8%~25 % )，具有良好的铸造性能，可直接铸造成型各种形状复杂的零件，并有足够的力学性能和其他性能，且生产工艺和设备简单，成本低。因此，尽管其力学性能水平不如变形铝合金，但在许多工业领域仍然有着广泛的应用。 根据合金中加入主要合金元素的不同，铸造铝合金可分四大类: 1)铝硅基铸造铝合金(共有11个代号，分别为:ZL101, ZL102 , … ZL111) ; 2)铝铜基铸造铝合金(代号为:ZL201, ZL202, ZL203); 3)铝镁基铸造铝合金(代号为:ZL301, ZL302); 4)铝锌基铸造铝合金(代号为:ZL401, ZL402)。 (2)铸造铝合金的性能和应用 1) Al-Si系铸造铝合金 Al-Si系铸造铝合金又称硅铝明，具有极好的铸造性，线收缩性好，热裂倾向小，还有高气密性及优良耐蚀性，是应用最多的铸造铝合金系列。可用于制造受载大的复杂件，如汽缸体、发动机压气匣等。 2) Al-Mg系铸造铝合金 这类合金密度最小、比强度高、耐蚀性最好、抗冲击、切削加工性好，但其铸造性和耐热性差，冶炼复杂。因此，其主要用作承受冲击、耐海水腐蚀且外形较简单的零件，如舰船配件、雷达底座、螺旋桨等。 3) Al-Cu系铸造铝合金 铸造铝合金中该类合金热强性最好，但其强度和铸造性能不如A1-Si系合金，耐蚀性也较差。一般只用作要求强度高且工作温度较高的零件，如活塞、内燃机缸头等。 4) A1-Zn系铸造铝合金 该类合金的突出优点是价格便宜，成本低，而且其铸造、焊接和尺寸稳定性较好，但耐热、耐蚀性差。故其一般只用于制作工作温度低( 200℃)但形状复杂受载小的压铸件及型板、支架等。 (3)压力铸造工艺 把液态金属以高压注入金属铸型中并保持压力一段时间，用于获得高质量、高精度、形状比较复杂的铸造零件，这种方法简称压铸，压力铸造是汽车铝合金铸件生产的重要工艺。由于压铸件比普通铸件具有更高的强度、尺寸精度和更细的表面粗糙度，且压铸可铸造形状复杂的薄壁零件，生产效率高，铸件质量稳定，最适合大批量的汽车零件生产。A1-Si系的铸造铝合金是