工程材料有色金属及其合金.ppt

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1、工程材料3.4有色金属及其合金有色金属性能及特点力学性能：高的比强度（强度/密度）；物理性能：导电性、导热性、无磁性、形状记忆特性化学性能：耐腐蚀铝合金及其应用知识要点铝合金的强化方式铝合金的分类及应用一、纯铝的性能特点及应用：轻，密度低→配置铝合金抗大气腐蚀→包覆材料导电导热性好→导线、电容加工性能好→包装材料强度低→不能作为承受载荷的结构材料应用二、铝合金：向铝中加入合金元素→铝合金。常加的合金元素：主：Cu,Mg,Si,Zn,Mn等；微：Ti,Zr,Cr,B等；纯铝的牌号：四位字符（以1开头，第二位表示纯铝的成分状况，第三

2、、四位表示铝的质量分数小数点后两位数。）1铝合金的分类变形铝合金（D以左）铸造铝合金（D以右）不能热处理强化铝合金能热处理强化铝合金共晶点合金元素2铝合金的强化方式变形强化（加工硬化）变质处理（细晶强化）：适合铸造铝合金固溶强化：铝合金都有时效强化：（重点）可热处理强化铝合金。时效强化：铝合金淬火后在室温或者较低温度下加热保温一段时间，随时间延长其强度硬度显著增加的现象。时效强化的步骤：固溶处理（淬火）时效得到过饱和的相过饱和相中析出强化相自然时效人工时效时效曲线变质处理：常用于铸造铝合金未变质处理的组织变质处理的组织三常用的

3、铝合金变形铝合金（D成分以左的合金）铸造铝合金（D成分以右的合金）1变形铝合金（D’成分以左的合金）：制成各种型材、棒料、板、管、线、箔等。牌号：四位字符（2020）（第一位为数字，表示铝合金组别2：铜（Cu）为主要合金元素的铝合金3：锰（Mn)为主要合金元素的铝合金4:硅（Si）为主要合金元素的铝合金5：镁（Mg）为主要合金元素的铝合金6：镁和硅（Mg/Si)为主要合金元素的铝合金7:锌（Zn）为主要合金元素的铝合金第二位：A/（0）原始合金其它字母表示改型合金第三、四位：区分同一组的不同合金。无特殊意义（1）铝铜合金（又称硬

4、铝）成分：AL—Cu—Mg—(Mn)元素作用：Cu,Mg:形成强化相（CuAL2,CuMgAL2）,时效强化。Mn提高抗腐蚀性能；固溶强化；性能：强度较高，塑性好，可时效强化。应用：主要用于飞机构件，如飞机蒙皮(2A12)、挤压成螺旋桨、叶片(2A11)等重要零件。（2）铝锰合金（防锈铝合金）成分：AL—Mn（主）－MgMn,Mg的作用：提高抗腐蚀性能及塑性，固溶强化性能：抗蚀性高，塑性好，不能热处理强化，可冷变形强化。应用：油箱、油管（罐）、铆钉（3A21）等。（3）铝锌合金（超硬铝）成分：Al－Zn－Cu－Mg特点：时效产生

5、强烈的强化效果，强度很高（可达680MPa),缺点是耐热性、抗蚀性差。应用：飞机大梁、起落架等（7A04）（主要受力构件）（4）铝镁合金成分：Al-Mg-(少量Mn,Si,Fe)特点：塑性好、易于变形加工，抗腐蚀性能好、焊接性能好，不能进行热处理强化。比纯铝轻。应用：航空工业中的管道、铆钉等。2铸造铝合金特点：力学性能不如变形铝合金，铸造性能好，用于生产形状复杂的零件。Al-Si系铸造铝合金（铸造性能和力学性能配合最佳）（1）简单硅铝明：ZL102（ZALSi12）组织：a+Si共晶体性能：铸造性能好，强度低。用途：形状复杂、受

6、力不大的零件，如仪表外壳等。（2）复杂(特殊）硅铝明：在AL—Si基础上加入其它合金元素（Cu,Mn,Ni,Mg等）→强化方式（时效强化，变质处理）。性能：铸造性能好，较高的强度和耐磨性、耐热性。应用：用于制造形状复杂中等强度的零件，如发动机活塞、气缸体、风机叶片、液压泵壳体等（代号ZL109)。2.铸造铝–铜合金(ZL201～ZL203):有较高的强度、塑性及耐热性,但铸造性能和耐蚀性较差。汽缸头3.铸造铝–镁合金(ZL301、ZL302):有较高的强度、韧性及耐蚀性,但铸造性能和耐热性较差。鼓风机用密封件(ZL102)及抗空

7、架件(ZL301)4.铸造铝–锌合金(ZL401、ZL402):具有良好的铸造性,经变质处理和时效处理后,强度高,但耐蚀性差。大型空压机活塞(ZL401)三、铜及铜合金（一）.铜的性能特点:密度大;导电及导热性能好;抗大气腐蚀性好;塑性高;强度低;无磁性;无打击火花;加工工艺性好等。（二）.纯铜的分类工业纯铜T1～T4，编号越大，纯度越低。无氧铜TU2（三）铜合金的分类黄铜:Cu–Zn白铜:Cu–Ni青铜:除黄铜和白铜外的所有铜合金。黄铜(brass)普通黄铜(commonbrass)特殊黄铜(specialbrass)5003

8、0405060700400300200100010205040302010506070809010011040HB+’bb(Mpa)(%)HB1.黄铜的力学性能与含锌量的关系2.黄铜的牌号(Z)H90含铜量WCu=90%黄铜铸造3.常用的黄铜金奖