金属与热处理第十三章有色金属及合金

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1、金属学及热处理第十三章有色金属及合金教学目的通过本章学习，使学生了解常用有色金属的牌号、化学成分、性能特点和用途。课程内容设计一、引言—简单复习，引出正文二、正文—三、课程内容小结§13.1铝及铝合金§13.2钛及钛合金§13.3铜及铜合金§13.4轴承合金一、引言—复习金属材料的分类？？？问题1:有色金属包括哪些，在日常生活中或生产中的应用?问题2:有什么性能特点?有色金属及合金的应用航空及宇航业（飞机等）；表面工程业（表面镀Zn等）；电气工程业（电缆铜芯等）；机械及轻工业（如机械加工中线切割Mo丝）……等等，应用广泛。

2、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：耐腐蚀正文—有色金属及合金二、难点本章(讲)重点、难点重点（1）铝及铝合金的成分、性能、分类、组织、用途(2)铜及铜合金的成分、性能、分类、组织、用途难点铝合金的强化机理主要内容§13.1铝及铝合金§13.2钛及钛合金§13.3铜及铜合金§13.4轴承合金§13.1铝及铝合金其他性能：导电、导热性好、耐蚀性很好铝能够用来做承载的机械零件吗？?纯铝：强度低、塑性好、密度小、熔点低用途：电线电缆一、铝及铝合金的性能、用途和分类编号在纯铝

3、中加入适当量的硅、铜、镁、锌、锰等合金元素制成铝合金解决办法铝合金保持了纯铝的基本物化性能。如相对密度小、导电、导热、耐蚀性好等，且强度有了大幅度上升。铝合金：热处理后强度高、密度小，因此，比强度高，是重要的航空材料,可通过变形或热处理强化铝合金的分类？铝合金按其成分和生产工艺特点的不同，可分为形变铝合金和铸造铝合金两大类。共晶点铝合金的分类铸造铝合金（D以右）不能热处理强化铝合金能热处理强化铝合金变形铝合金（D以左）变形铝的分类？根据性能特点和用途可分为：硬铝防锈铝超硬铝不可热处理强化。可热处理强化。锻铝编号2：铜（Cu

4、）为主要合金元素的铝合金其它字母表示改型合金3：锰（Mn)为主要合金元素的铝合金第三、四位：区分同一组的不同合金。4:硅（Si）为主要合金元素的铝合金无特殊意义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形变铝合金:根据国标规定采用国际四位数字体系牌号;例如2014,5006识别牌号:2A11(LY11);7A04(LC4);2A50(LD5)3A21(LF21)铸造铝合金:Al-Si合金Al-Cu合金Al-Mg合金Al-Zn合金ZL1XXZL2X

5、XZL3XXZL4XX铝合金的用途1．防锈铝（铝锰合金）成分：AL—Mn（主）－Mg；Mn、Mg的作用：提高抗腐蚀性能及塑性，固溶强化。性能：抗蚀性高，塑性和焊接性好，不能热处理强化，可冷变形强化。应用：主用于制作耐蚀性要求高的容器、管道、蒙皮及受力不大的结构件，如油箱、导管、铆钉（3A21）及生活器皿等。变形铝合金卫星天线（LF2）2．硬铝（铝铜合金）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（

6、“淬火＋时效”后抗拉强度可达420Mpa）；耐蚀性差，常在硬铝材表面包覆一层纯铝，以增强耐蚀性。应用：在仪器、仪表及航空工业中广泛应用。如飞机构件（飞机蒙皮(2A12)、挤压成螺旋桨、叶片(2A11)等重要零件）飞机翼梁(腹板为硬铝合金)3．超硬铝合金（铝锌合金）是在硬铝基础上再加入锌，加入锌后，经淬火＋人工时效后，获得抗拉强度为680MPa，硬度为190HBS，比硬铝更高，故称超硬铝。成分：Al－Zn－Cu－Mg特点：强度很高（可达680MPa)，耐热性、抗蚀性差。应用：主用于高强度构件，多用于制造飞机中的受力件，如大梁

7、、起落架（7A04）等。飞机主起落架4、锻铝合金（铝镁合金）锻铝是铝－铜－镁－硅系和铝－铜－镍－铁系合金，其性能与硬铝接近，但耐蚀性上升，具有良好的铸造性能和锻造性能，更适于锻造，故名锻铝，代号用“LD”顺序号表示，用于制造形状复杂的大型锻件或模锻件。压气机叶片铸造铝合金特点：力学性能不如变形铝合金，铸造性能好，一般用制作质轻、耐蚀、形状复杂及要求有一定机性的零件，如发动机的活塞、气缸体、仪表外壳等。以Al-Si系铸造铝合金为例（铸造性能和力学性能配合最佳）（1）简单硅铝明：ZL102（ZALSi12）组织：+Si共晶体

8、性能：铸造性能好，强度低。用途：形状复杂、受力不大的零件，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，并变质处理（加入2-3％的变质剂2/3NaF+1/3NaCl））。性能：铸造性能好，较高的强度和耐磨性、耐热性。应用：用于