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1、第七章有色金属及其合金Non-ferrousmetalanditsalloys通常把钢铁称为黑色金属，而铁基合金以外的金属称为有色金属。常用的有色金属为铝、铜及其合金，轴承合金。7.1铝及其合金7.1.1纯铝银白色金属，熔点低（660.37℃），面心立方晶格，密度低（2.72g/cm3）。强度、硬度低（80－100MPa；20HBS）；高塑性，δ＝50％，ψ＝80％。良好的导电、导热性，较好的抗大气腐蚀性（空气中与氧形成稳定致密的Al2O3氧化膜）。牌号：工业纯铝：L1,L2,….L7，数字表示杂质质量分数，数字越大，纯度越
2、低；高纯铝（铝的质量分数超过99.7%）：LG1,LG2…..LG5，数字越大，纯度越高。用途：代替贵重的Cu制造导线；生活器皿，很少用作机械结构件。7.1.2铝合金在铝中加入Si,Cu,Mg,Zn,Mn等元素，提高强度，可作为承受较大载荷的结构材料。7.1.2.1铝合金的分类分为形变铝合金和铸造铝合金。D以左的为形变铝合金。包括不能热处理强化的铝合金（F以左）和可热处理强化的铝合金（F-D’）。D’以右的合金组织中含有共晶组织，液态流动性好，适于铸造成形，为铸造铝合金,可热处理强化。7.1.2.2铝合金的热处理通过固溶－时
3、效处理改变性能。将铝合金加热到高温形成单相α固溶体，然后迅速水冷，在室温下得到过饱和α固溶体，但强度、硬度变化不大，而塑性较高，此过程称为铝合金的固溶处理或淬火处理。固溶处理后的过饱和固溶体不稳定，有降低溶解度、析出第二相、从而过渡到稳定状态的趋势。析出细小弥散的第二相能有效强化铝合金，使强度、硬度明显升高，而塑性下降，这就是所谓的时效现象。在室温下进行的时效称为自然时效，在加热条件下进行的时效称为人工时效。人工时效温度越高，时效速度越快，强化效果越差。7.1.2.3形变铝合金按成分和性能的不同，分为防锈铝合金（LF）、硬铝
4、合金(LY)、超硬铝合金(LC)、锻铝合金(LD)。（1）防锈铝合金：Al-Mn-Mg系合金，常用LF5，LF21。不能通过热处理强化，只能采用冷变形产生加工硬化。应用于航空工业或耐蚀零件，如管道、油箱等。（2）硬铝合金：Al-Cu-Mg-Mn系合金，常用LY11，LY12。耐蚀性差，淬火加热温度区间窄。可热处理强化。是重要的飞机结构件，如飞机螺旋桨叶片、铆钉等。（3）超硬铝合金：Al-Cu-Mg-Zn系合金，常用LC4,LC6。耐蚀性差；可热处理强化，时效强化效果最好，室温强度最高。用于质量轻受力大的重要结构件，如起落架、
5、飞机大梁等。（4）锻铝合金：Al-Cu-Mg-Si系合金，常用LD5。热塑性、耐蚀性好，适于制造形状复杂的大型锻件和模锻件，如叶轮、叶片。7.1.2.4铸造铝合金力学性能不如形变铝合金，但铸造性好，可进行成型铸造，生产形状复杂件。有Al-Si系，Al-Cu系，Al-Mg系，Al-Zn系四大类。其中，Al-Si系铸造铝合金应用最广。铸造铝合金的牌号：ZAl+合金元素符号＋合金元素百分含量。如ZAlSi7Mg，代表Al-Si系铸造铝合金，Si含量为7％，Mg<1.5%。铸造铝合金的代号为：ZL+三位数字，第一位数字1、2、3、4
6、分别代表Al-Si系，Al-Cu系，Al-Mg系，Al-Zn系，后面两位数字是合金的顺序号。如，ZL102代表顺序号为2的Al-Si系铸造铝合金。（1）Al-Si系铸造铝合金工业称为“硅铝明”，是航空工业中应用最广的铸造铝合金。常用ZL102，铸造缓冷后，组织主要为（α固溶体＋针状Si晶体）共晶体。因为Si晶体是硬脆相，粗大针状，降低力学性能。为提高力学性能，采用变质处理，使针状Si晶变为细小的粒状。良好的铸造性、耐热、耐蚀、焊接性。但强度低，不能淬火时效强化。用于形状复杂受力不大的零件，如仪表、水泵的壳体。为提高力学性能，
7、可加入Mg,Cu等合金元素，得到特殊“硅铝明”。如ZL101,ZL104,ZL105,ZL108等。用于制造内燃机汽缸体等。（2）Al-Cu系铸造铝合金如ZL201,ZL202等。具有较强的时效硬化能力（即强度）、高的耐热性（热稳定性、热强性）。有高强度耐热合金之称。用于内燃机气缸头、活塞等。（3）Al-Mg系铸造铝合金如ZL301,Zl302。较高的强度，耐蚀性和机加工性。可时效强化。用于腐蚀和冲击条件下工作的零件，如船舶零件等。（4）Al-Zn系铸造铝合金如ZL401,ZL402。铸造性好，价格低廉。较高的强度，耐蚀性差
8、，热裂倾向较大。用于形状复杂的仪表零件等。7.2Cu及其合金7.2.1纯Cu又称为紫铜。纯铜呈红色，熔点1083℃，面心立方晶格，无同素异构转变。在大气中易在表面形成一层紫红色氧化膜，故又称为紫铜。密度8.9g/cm3。特点：优良的导电、导热性，抗磁性，良好的耐蚀性（抗大气、海水腐蚀）。强
