工程材料3金属材料--有色金属及其合金

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1、第三章金属材料3.1碳钢3.2合金钢3.3铸钢与铸铁3.4有色金属及其合金黑色金属13.4有色金属及其合金3.4.1铝及铝合金3.4.2铜及铜合金3.4.3钛及钛合金3.4.4轴承合金2特性：(1)密度小(2.7g/cm3)、比强度高(2)有优良的物理、化学性能导电性好，抗大气腐蚀能力好(Al2O3)，磁化率极低,良好的低温性能(纯铝-235℃塑性和冲击韧度也不降低)(3)加工性能良好铝(FCC,δ=30~50%,ψ=80%)及铝合金(退火状态)的塑性很好，可以冷成型。切削性能也很好。超高强铝合金成型后经热处理，可达到很高的强度。铸造铝合金的铸造性能极好。3.4.1铝及铝合

2、金3一、纯铝分类:高纯铝99.93~99.99%：L01~L05，数字越大，纯度越高工业高纯铝99.85~99.9%：L0，L00，“0”个数增加，纯度降低工业纯铝99.8~99.9%：L1~L7，数字越大，纯度越低用途：高纯铝主要用于科学研究及制作电容器;工业高纯铝的主要用途是配制铝合金;工业纯铝还可用来制造导线、包覆材料、耐蚀和生活器皿等。4铝合金既具有高强度又保持纯铝的优良特性铝合金常加入的元素主要有Cu、Mn、Si、Mg、Zn等美F-117隐身战斗机(所用材料大部分是铝合金)二、铝合金51、铝合金的分类及强化机制变形铝合金：D点以左，加热时能形成单相固溶体组织，塑性

3、好，适于变形加工Al-F不可热处理强化F-D可热处理强化铸造铝合金：D点以右，由于冷却时有共晶反应发生,流动性较好,适于铸造生产1)铝合金的分类6将成分位于相图中D～F之间的合金加热到固溶线以上，保温获得单相α后迅速水冷，得到过饱和的α固溶体（2）时效强化（第二相强化）在室温下放置或低温加热时，强度和硬度会明显升高。这种现象称为时效或时效硬化。2）铝合金的强化机制（1）固溶处理时效的条件：合金能在高温形成均匀的固溶体，并且固溶体中溶质的溶解度必须随温度的降低而显著降低。7时效规律①时效温度越高,强度峰值越低,强化效果越小;②时效温度越高,时效速度越快,强度峰值出现所需时间越

4、短;③低温使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。含4%Cu的Al-Cu合金的自然时效曲线含4%Cu的Al-Cu合金不同温度下的时效曲线Al-Cu合金相图CuAl28回归一切能时效硬化的合金都有回归现象。自然时效后的铝合金在反复回归处理和再时效时强度有所降低。应用：时效后的铝合金可在回归处理后的软化状态进行各种冷变形。利用这种现象，可随时进行飞机的铆接和修理等。自然时效后的铝合金,在230℃～250℃短时间(几秒至几分钟)加热后,快速水冷至室温时,可以重新变软。如再在室温下放置,则又能发生正常的自然时效。这种现象称为回归。92、变形铝合金GB3190-

5、82中的旧牌号仍可继续使用，表示方法为:防锈铝合金：LF+序号硬铝合金：LY+序号超硬铝合金：LC+序号锻铝合金：LD+序号10（1）防锈铝合金Al-Mn系和Al-Mg系合金Mg：固溶强化，降低密度，抗腐蚀Mn：固溶强化，抗腐蚀高的塑性，低中等强度，优良的抗腐蚀及焊接性能不能进行热处理强化，退火/冷作硬化态使用。LF21（3A21）(Al-Mn合金)用于焊接件、容器、管道，或需用深延伸、弯曲等方法制造的低载荷零件、制品以及铆钉等。LF5（5A05）(Al-Mg合金)用于焊接容器、管道，以及承受中等载荷的零件及制品，也可用作铆钉。卫星天线（LF21）11（2）硬铝合金（Al-

6、Cu-Mg系）可时效强化，亦可形变强化Cu、Mg强化相，Mn耐蚀性强度、硬度高，加工性能好，耐蚀性低于防锈铝。①低合金硬铝2A01(LY1)：Mg、Cu含量较低,塑性好,强度低。时效强化。常称铆钉硬铝。②标准硬铝2A11(LY11)：合金元素中等，强度和塑性中等。退火后变形加工性能良好，时效后切削加工性能也较好。主要用于轧材、锻材、冲压件和螺旋浆叶片及大型铆钉等重要零件。③高合金硬铝2A12(LY12)：合金元素较多，强度和硬度较高，塑性及变形加工性能较差。用于制作航空模锻件和重要的销、轴等零件。12（3）超硬铝合金（Al-Mg-Zn-Cu系）牌号有7A04(LC4)、7A

7、09(LC9)等。固溶处理和人工时效强度最高的铝合金。抗蚀性较差，高温下软化快。用包铝法可提高抗蚀性。超硬铝合金多用于制造受力大的重要构件，例如飞机大梁、起落架等。飞机用座椅轨道及航空零件飞机前起落架13(4)锻铝合金（Al-Mg-Si-Cu或Al-Cu-Mg-Ni-Fe系）牌号2A50(LD5)、2A70(LD7)、2A14(LD10)合金的元素种类多但用量少，有良好的热塑性、铸造性能和锻造性能，并有较高的机械性能。固溶处理和人工时效。这类合金主要用于承受重载荷的锻件和模锻件14变形铝合金的主要牌号、成分、机械性