机械工程材料及成形工艺（第三版）非铁金属与粉末冶金材料ppt课件.ppt

——铝、铜、钛及其合金，滑动轴承合金，粉末冶金材料 无锡职业技术学院 2014年08月5日 非铁金属及粉末冶金材料 本章主要内容 第一节 铝及铝合金 第二节 铜及铜合金 参考内容：钛及其合金 第三节 滑动轴承合金 第四节 粉末冶金材料 　除钢铁材料以外的其他金属和合金统称为非铁金属（也称有色金属）。非铁金属的种类很多，各自具有特殊物理、化学、力学性能，在机械制造、化工、电子、航空等领域具有特殊的地位。本章主要介绍如下材料： 第一节 铝及其合金 一、工业纯铝 工业纯铝特性： 物理性能：密度小、无磁性、导电及导热性能好、无打击火花 化学性能：抗大气腐蚀性好 力学性能：塑性高、强度低 工艺性能：易塑性变形，加工性良好 工业纯铝牌号 铝锭：Al99.7;Al99.6;Al99.5;Al99.0;Al98.0 纯度依次降低 变形铝：1070，1060，1050…（ L1，L2，L3 …） 四位数字表示规则，如：1070表示纯度99.70%的纯铝 变形铝及其合金表示规则——四位数字体图解 返回 四位数字体系 二、铝合金分类与热处理 铝合金分类 按照铝合金的化学成分与工艺性能分类如下： 分类依据为铝合金相图 铝合金分类依据 ——铝合金相图 变形铝合金 合金元素含量低，加热时均能形成单相α 固溶体。此类铝合金的塑性好，适合于压力加工 铸造铝合金 合金元素含量较高，有共晶体结晶，铸造性能好，适宜于铸造，但塑性、韧性差 不能热处理强化 能热处理强化 铝合金热处理 ——固溶处理+时效处理 固溶处理： ——加热获得单相α固溶体后，在水中快冷，获得单相过饱和α固溶体组织。固溶处理后的铝合金强度、硬度并不高，而塑性韧性较好 时效处理： ——固溶处理后的铝合金，在室温或加热时，过饱和α固溶体中会析出第二相θ（Cu２Al２），弥散分布于α固溶体基体上，起强化作用，使强度硬度上升、而塑性韧性下降 自然进效：固溶处理后的铝合金在室温保持 人工时效：固溶处理后的铝合金加热至室温以上保持 小资料: 1906年德国 Duralumin首次发现 1910年德国A· Welmer 发明并获专利 1916年用于制造飞机 1938年 Guinier – Preston 建立学说 铝合金的自然时效曲线 含4%Cu的铝合金自然时效中，强度随时效时间的变化 此时塑性仍好利用孕育期进行冷变形加工 铝合金的人工时效曲线 含4%Cu的铝合金的人工时效中，强度随时效时间的变化 过时效：时效温度过高，其强度降低，出现软化现象 三、变形铝合金 变形铝合金种类及代号 防锈铝合金（代号LF） 硬铝合金（代号LY） 超硬铝合金（代号LC） 锻铝合金（代号LD） 变形铝合金牌号表示方法 用四位字符表示 四位字符表示规则 例如：2A11表示主要合金元素为铜的11号Al-Cu原始铝合金 变形铝合金牌号及标记方法 第一位：数字如表所示 第二位：数字（或字符）表示原始纯铝或铝合金的改型情况 第三、四位：表示同一组中的铝合金序号；纯铝则表示铝的纯度，小数点后面的两位数字 例如：１０７０表示纯度为９９．７０％的变形工业纯铝； ２Ａ１１表示主要合金元素为铜的１１号原始变形铝合金。 变形铝及其合金表示规则——四位字符体系图解 四位字符体系 防锈铝合金 成分： Al – Mn 系：例如:LF21 Al – Mg 系：例如:LF2、LF6 性能： 抗蚀性比纯铝好 通过加镁或锰固溶强化提高铝合金的强度。但不能时效强化 应用： 用于高耐腐蚀性的薄板容器（如焊接油箱）、防锈蒙皮、客车装饰条、窗框、灯具等 用于制造受力小、轻质、耐腐蚀的结构件，如油管、铆钉 铝合金门窗（6063） 硬铝合金、超硬铝合金 成分 硬铝： Al – Cu – Mg ，常用LY1、LY11、LY12 超硬铝：Al – Cu – Mg – Zn ，常用LC4、LC9 性能： 固溶强化，并通过时效强化显著提高强度 耐蚀性不高，构件表面包铝可改善耐蚀性 硬铝和超硬铝应用： 中等强度的轻质结构零件。如飞机铆钉、 大梁、桁条、隔框、 蒙皮、螺旋桨叶片等 锻铝合金 成分： Al – Mg – Si – Cu 。常用LD5、LD6、LD10 性能： 固溶+时效处理后力学性能与硬铝合金相当 经软化退火后热塑性和耐腐蚀良好，适合于锻造 应用： 形状复杂的中等负荷零件， 如压缩机叶片，飞机桨叶片 常用变形铝合金牌号、性能及应用 （续