[教育]第08章 非铁金属材料.ppt

第八章 非铁金属材料 一、纯铝 二、常用铝合金 三、铝合金的热处理 2、工业纯铝的牌号和用途 二、铝合金 3．常见Al合金 三．铝合金的热处理 ⑵ 时效强化现象 固溶热处理：将成分位于D～F之间的合金加热到固态溶解度线DF以上某一温度，获得单相固溶体α，然后水冷，获得过饱和固溶体α称为固溶热处理（淬火）。 时效处理：这种过饱和固溶体是不稳定的，在室温放置或在低于固溶度线的某一温度下加热时，随着停留时间的延长，过饱和α固溶体趋于发生某种程度的分解，使合金的强度和硬度明显提高，这种现象称为时效或时效硬化。分为自然时效（室温）和人工时效（加热）两种。 含4％Cu的铝合金，固溶强化后强度为250MPa自然失效后（4－5天）达到400MPa。 时效规律 时效温度越高, 强度峰值越低, 强化效果越小； 时效温度越高, 时效速度越快, 强度峰值出现所需时间越短； 低温使原子扩散能力弱，固溶处理获得的过饱和固溶体保持相对的稳定性, 抑制时效的进行。 （3）时效强化的机理 3、回归处理 将经过自然时效处理的铝合金在200-250?C短时间（几秒至几分钟）加热然后迅速水冷，可是合金的性能又回到接近新淬火状态的水平，即可重新变软。这种性能复原的现象称为回归。经回归处理的合金在室温下放置一段时间，硬度和强度又重新上升，类似自然时效处理的状态，但回归次数一般不超过四次。在飞机制造业中，常采用回归处理使铝合金软化，以便进行铆接和修复工作。 人工时效处理后的铝合金没有回归现象。 三、铝合金的牌号和应用 （自行阅读） 常用铸造铝合金成分应用列表 第二节 铜及铜合金 一、工业纯铜 1. 黄铜 自裂：经冷变形的黄铜工件，有时存放几天后会自行破裂，这种现象即黄铜的自裂。加工应力和腐蚀介质联合作用引起自裂。Wzn25%时，倾向于自裂。抑制自裂：去应力退火，或加入Si、As 脱锌：黄铜在盐类水溶液中发生锌的腐蚀。Zn的电极电位比Cu低得多，更易发生电化学腐蚀。解决办法：降低锌含量(15%) 2. 青铜 3. 白铜 第三节 铸造轴承合金 二、轴承合金的性能与组织 三、常用铸造轴承合金 * 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。 这些金属及其合金具有许多特殊的性能，例如比强度高、导电性或导热性好、耐腐蚀性及耐热性高等。因为他们有着钢铁材料无法替代的性能，所以在机电、仪表、特别是航海、航空、航天等工业中具有重要的作用。本章仅介绍几种工程材料中常用的非铁金属的性能特点及使用状况。 铝及铝合金 铜及铜合金 钛及钛合金 铸造轴承合金 第一节 铝及铝合金 一、工业纯铝 1．特点 ①比重小、比强度高 比重为2.7g/cm3，仅为钢的三分之一，铝合金经处理后，单位质量材料能承受的载荷远大于高强度钢。 ②优良的物理、化学性能 导电性和导热性仅次于Au、Ag、Cu，但单位重量的导电能力却是铜的200％。铝表面可生成致密的氧化膜，可以有效的抵抗大气腐蚀，但不耐酸、碱、盐液腐蚀。铝为非铁磁性材料。 ③良好的加工性能 强度不高(σb＝80－100MPa)，塑性很好(δ＝35－40％ ψ＝80％),熔点低(Tm=660℃)。冷变形、切削、铸造、焊接都比较容易。 ④含杂质。Fe, Si, Cu, Zn, Mg等，前两者常见。形成杂质相，降低Al的塑性、导电性和耐腐蚀性 （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：改型） 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 根据合金的成分和