2-6有色金属及合金PPT.ppt

电厂金属材料 * * 第六章 有色金属及其合金 * * 一、工业纯铝 铝是地球上储量最丰富的金属，比铁的储量约多两倍，比其他有色金属的总储量还多铝的产量仅次于铁占第二位，应用也十分广泛。 铝的密度小，铝合金的密度也小，一般在2.5~2.88之间 广泛地用来制造各种要求减轻重量的机械零件和设备。 铝的导电性和导热性好，在电力、械工业中常用于制作导线电缆和电容器，以及导热或散热用的机械零件和设备 铝在空气中优良好的抗浊性，以为铝的表面易生成一层稳定而致密AL2O3薄膜，阻止进一步的氧化。但是铝不耐碱、盐溶液及热的稀硫酸或稀硝酸腐蚀。 铝有很高的塑性，便于通过各种冷、热压力加工制成型材、线材、板材和铝箔。 工业纯铝中最常见的杂质是铁和硅。铝中所含的杂质数量愈多，其导电性、导热性、抗蚀性及塑性就愈低。 我国纯铝的牌号用“铝”字的汉语拼音字首“L”加上按杂质限量编号得数字组成，有L1、L2、L3…….等。数字愈大，纯度愈低。 * * （一）铝合金的分类 铝合金按其成分、组织、性能及生产工艺的不同，可以分为两大类，一类为形变铝合金，一类为铸造铝合金。对铝合金进行分类的示意相图见图6-1所示。 二、铝合金 工业纯铝中加入适量的铜、硅、锰、镁、锌等合金元素就成为铝合金，铝合金的强度显著提高。 铝合金经热处理或冷加工硬化后，Rm可增高到500~600Mpa,而且铝合金的密度小，比强度（σ/r）较高，广泛地应用于要求重量轻承载构件。 * * （二）形变铝合金 形变铝合金中如其合金元素B的含量介于F~D%之间，在加热或冷却过程中，固液体的溶解度将有变化，因此就可采用淬火的方法进行强化。这种成分范围的铝合金即为热处理能强化的合金。而B元素含量如果小于F点含量的铝合金，在固态时始终是单一的固溶体，采用淬火的方法已不能进行强化。这种成分的铝合金即为热处理不能强化的合金。 在工程上形变铝合金通常分为防锈铝合金及硬铝、超硬铝。 1．? 防锈铝合金 防锈铝合金属于热处理不能强化的合金，只能靠冷变形加工硬化来提高强度。这类合金主要是Al-Mg或Al-Mn合金。防锈铝合金耐蚀性高，塑性、韧性及焊接性能好，具有比纯铝高的强度。在火电厂中常用于热交换器、管子、容器、壳体及铆钉等。 防锈铝合金的牌号用拼音字母“LF”再加数字序号表示，如LF4、LF21等，数字愈大，表示含锰或镁愈多。 * * 2?.?? 硬铝及超硬铝 硬铝属于Al-Cu-Mn的合金；超硬铝属于Al-Mg-Zn-Cu的合金。这两类铝合金均可通过淬火和时效来提高其强度和硬度。所谓时效，是指将淬火后的铝合金在室温下停放5~7d（自然时效）或在100~150的温度下停放几小时（人工时效），使过饱和的固溶体析出一些新相，因而使铝合金的强度和硬度提高。 硬铝及超硬铝的牌号分别用“LY”及“LC”加上数字序号表示。 硬铝和超硬铝是制造飞机的重要材料。在火电厂中，硬铝主要用做铆钉、冲压件及发电机离心式风扇叶片等。 （三）铸造铝合金铸造铝合金有Al-Si、Al-Mg及Al-Cu等合金，其中以Al-Si合金（常称为硅铝明）应用最广。铸造铝合金由于铸造性能好，适于制造形状复杂的零部件。铸造铝合金的牌号用“ZL”加上数字序号来表示。铸造铝合金所含的合金元素较形变铝合金为高，铸造铝合金中有共晶体，熔点也较低，这样可以增加液态金属的流动性，增高铸件的致密度，减少收缩率，有利于改善铸造性能。合金中的共晶体愈多，铸造性能愈好；共晶成分的合金，铸造性能最佳。 * * 第二节 铜及其合金 一、工业纯铜 纯铜表面一般呈玫瑰红色，氧化后呈紫色，故又称紫铜。纯铜的熔点为1083℃，比重为8.9，固态下具有面心立方晶格，无同素异晶转变。 纯铜的塑性较高（A＝40～50％，Z≤70％），强度、硬度低（Rm＝200～240MPa，HBS约35）。经冷变形加工后其强度、硬度有所提高，但塑性下降，故纯铜不宜用作结构材料，而主要用于电线、电缆、垫片、铜管以及配制铜合金等。 纯铜具有优良的导电性、导热性，其导电率仅次于银，居金属元素的第二位。 我国工业纯铜按其纯度的不同，分别用T1、T2、T3、T4四种编号表示，“T”是汉语拼音“铜”字的首字母，后面数字越大，纯度越低。 * * (二)特殊黄铜 在铜和锌的基础上，再加入少量的其它元素（如铝、锰、锡、硅、铅等）的铜合金，称为特殊黄铜。加入铝或锰，能进一步提高铜合金的机械性能；加入铝、锰、锡，能提高铜合金的耐腐蚀能力；加入硅和铅，可以提高铜合金的耐磨性；加入少量的铅，能改善铜合金的切削加工性能。 特殊黄铜的牌号要标明所加入的元素及其含量。例如HA167-2.5,表示含铜量为67%，含铝量为2.5%，含锌量为30.5%的铝黄铜。牌号前如有“Z”，则表示是铸造黄铜。 常用黄铜的