[材料科学]非铁金属材料及其合金课件.ppt

第五节 非铁金属及其合金 主要内容 铝及铝合金 铜及铜合金 钛及钛合金 镁及镁合金 轴承合金 概 述 铝合金的分类 含4%Cu的铝合金自然时效曲线 含4%Cu的铝合金的人工时效曲线 回归 青铜牌号的表示方法 钛及钛合金 钛合金质量小，强度高，具有很高的耐蚀性和耐热性。 熔点高、熔炼和浇注工艺复杂，价格昂贵。 一、纯钛 灰白色，熔点1668 ℃ ，固态有同素异构转变。焊接性好、强度低、塑性好、易于冷压加工。 二、钛合金 按退火和淬火状态组织不同：?钛合金，?钛合金和?+?钛合金 牌号：TA、TB、TC加上编号 （一） ? 钛合金 组织全部为?固溶体，组织稳定。 单相合金不能热处理强化。 （二） ?钛合金 具有较高的强度，良好的冲压性，但耐热性差，抗氧化低。 可进行热处理强化 （三） ?+?钛合金 室温组织为： ?+? 具有? 钛合金和?钛合金两者的优点 三、钛合金的热处理 主要有：退火、淬火和时效 镁及镁合金 制造滑动轴承的轴瓦及其内衬的耐磨合金称为轴承合金。滑动轴承是许多机器设备中对旋转轴起支撑作用的重要部件。 镁合金分为形变镁合金和铸造镁合金两大类，其编号方法与铝合金类似，如MB1表示1号形变镁合金，ZM1表示1号铸造镁合金。 工业中常用镁合金主要集中于Mg-Al-Zn、Mg-Zn-Zr、Mg-RE-Zr、Mg-M等几个合金系列。 镁合金的分类 镁合金的分类和常用铝合金 我国目前的形变镁合金主要为Mg-Mn系，Mg-Al-Zn系 和Mg-Zn-Zr系三类。 Mg-Mn系合金有良好的耐蚀性和焊接性能，其板材用 于制作蒙皮等焊接结构件，以及通过锻造制作外形复杂的 耐蚀构件，且一般在退火状态使用； Mg-Al-Zn系合金强度较高，塑性好，多用于制造有中 等力学性能要求的零件； Mg-Zn-Zr系强度最高，属高强镁合金，是在航空等工 业应用最多的变形镁合金，使用时应进行人工时效强化。 形变镁合金 * * 1.定义 : 除黑色金属 ( 钢、铁 ) 以外的所 有金属。 2.性能特点:具有独特的物理、化学性能。 3.分类 重金属(密度＞3.5); Cu、Ni 等。 轻金属(密度＜3.5); Al、Mg 等。 贵重金属; Au、Ag、Pt 等。 稀有金属; W、Ti、Nb 等。 半金属; Si、Te、B 等。 铝及铝合金 1、产量占有色金属首位；成本低廉（地壳含量8.2%）； 2、密度低（2.63～2.85g/cm3） ，比强度高； 3、导电，导热性好（纯铝的导电性仅次于Ag、Cu、Au而 位居第四位，约为纯铜导电率的60％）； 4、耐蚀性好（Al2O3膜的存在，只有在卤素离子及碱离子 的强烈作用下氧化膜才会遭到破坏）； 5、优良的工艺性能（极好的铸造性能，良好的可塑性）。 铝合金概述 工业纯铝 物理性能：银白色光泽，密度小（2.7g/cm3），熔点低（660℃），为非磁性材料。 原子结构：固态铝具有面心立方晶体结构，无同素异构转变。因此铝具有良好的塑性和韧性，在0～253℃之间塑性韧性不降低。 分类：纯铝按其纯度分为高纯，工业高纯和工业纯铝，纯度依次降低。 应用：工业纯铝主要用作制备铝基合金；高纯铝用于科学试验，化学工业和其他特殊领域。此外纯铝还用于制作电线、铝箱、屏蔽壳体、反射器、包覆材料及化工容器等。 铝合金 的分类 形变铝合金 铸造铝合金 不能热处理强化 能热处理强化 固溶处理： 时效处理 自然时效 人工时效 将铝合金加热至α单相区恒温保持，然后快速冷却，可在室温下得到过饱和的α 固溶体。 在室温下放置或低温加热时，强度和硬度会明显升高。 铝合金的热处理 *过时效：时效温度过高合金软化 时间 温度 加 热 200～250℃ 水 淬 时效组织 原淬火组织 回归：经淬火自然时效后的铝合金（如铝－铜）重新加热到200～250℃，然后快冷到室温，则合金强度下降，重新变软，性能恢复到刚淬火状态；如在室温下放置，则与新淬火合金一样，仍能进行正常的自然时效，这种现象称为回归现象。 *人工时效后的铝合金没有回归现象。 形变铝合金 形变铝合金是指合金元素含量较低，可以通过压力加工制成各种型材及成形零件的一类铝合金。 1.防锈铝合金：LF(铝防）+顺序号（化学成分） 如LF5是Mg含量为（4.8～5.5％）的防锈铝合金。这类合金主要有Al-Mg和Al-Mn系等，塑性好、耐腐蚀，可冷变形强化，多用于制造受力小、质轻、耐腐蚀的冲压件和焊接结构件等。 常用的铝合金 飞机翼