金属材料与热处理全套配套课件教学资源包8 项目八教案.docx

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1、材料科学与工程学院教案用纸课程章节名称项目八有色金属教学目的、要求●掌握铜及铜合金。●掌握铝及铝合金。●掌握钛及钛合金。●掌握滑动轴承合金。●掌握硬质合金。重点难点1.铜及铜合金2.铝及铝合金3.钛及钛合金4.滑动轴承合金教学环节时间分配3课时教学手段、教学方法和实施步骤多媒体授课内容:一、铜及铜合金：1).纯铜：纯铜是玫瑰红色金属，表面形成氧化铜膜后呈紫色，故工业纯铜常称紫铜或电解铜。密度为8.9g/cm3，熔点1083℃。纯铜导电性很好，大量用于制造电线、电缆、电刷等;无磁性好，常用来制造防磁性干扰的磁学仪器、仪表。如罗盘、航空仪表，塑性极好

2、，易于热压和冷压力加工，可制成管、棒、线、条、带、板等铜材。2).黄铜：黄铜是以锌为主要添加元素的铜合金。按化学成分的不同分为普通黄铜和特殊黄铜。（1）普通黄铜普通黄铜又分为单相黄铜和双相黄铜两种。①单相黄铜:当锌含量小于39%时，锌全部溶于铜中形成α固溶体称为单相黄铜。②双相黄铜:当锌含量大于等于39%时，除了有α固溶体外，组织中还出现化合物CnZn为基体的β固溶体，即α+β的双相黄铜。3).青铜：青铜是历史上应用最早的一种合金，原指铜锡合金，因颜色呈青灰色，故称青铜。为了改善合金的工艺性能和力学性能，大部分青铜内还加入其他合金元素，如铅、锌、

3、磷等。由于锡是一种稀缺元素，所以工业上还使用许多不含锡的无锡青铜，它们不仅价格便宜，还具有所需要的特种性能。无锡青铜主要有铝青铜、铍青铜、锰青铜、硅青铜等。此外还有成份较为复杂的三元或四元青铜。现在除黄铜和白铜（铜镍合金）以外的铜合金均称为青铜。青铜牌号由Q+主加元素的符号及含量+其他加入元素的含量组成，如:QSn4—3:表示锡的质量分数4%，锌的质量分数3%，其余为铜的锡青铜。QAl7:表示铝的质量分数7%，其余为铜的铝青铜。按主要添加元素种类的不同，青铜可分为锡青铜、铝青铜、硅青铜和铍青铜。3).白铜:以镍为主要添加元素的铜基合金呈银白色，称

4、为白铜。铜镍二元合金称普通白铜，加锰、铁、锌和铝等元素的铜镍合金称为复杂白铜，纯铜加镍能显著提高强度、耐蚀性、电阻和热电性。工业用白铜根据性能特点和用途不同，分为结构用白铜和电工用白铜两种，分别满足各种耐蚀和特殊的电、热性能。白铜牌号由B+主加元素的符号及含量+其他加入元素的含量组成。如:QMn3-12表示镍的质量分数3%，锰的质量分数12%，其余为铜的锰白铜。二、铝及铝合金：1).铝：纯铝是一种轻金属，具有银白色的金属光泽，密度小（2.72g/cm3），熔点低（660℃），强度低（Rm=80MPa），塑性高（Z=80%），铝合金的密度也很小，热

5、处理后强度高（Rm=490～588MPa），因此铝合金是重要的航空结构材料。铝及铝合金具有如下优良性能:（1）密度小（2.72g/cm3），仅为铁的1/3，是一种轻金属。（2）导电、导热性良好，仅次于银、铜。（3）具有较好的抗大气腐蚀能力。（4）具有较好的加工性，它的塑性好，可以冷、热变形加工，还可通过热处理强化，提高铝的强度。（5）强度和硬度低，不能用来制造承载的机械零件。铝中常见的杂质是铁和硅，杂质越多，铝的导电性、耐蚀性及塑性越低。工业纯铝按杂质的含量分为一号铝、二号铝……2).变形铝合金：变形铝合金是指需经过不同的压力加工方式生产成材的铝

6、合金。这些变形铝合金是机械工业和航空工业中重要的结构材料。由于体积质量轻，比强度高，在航空工业中占有特殊的地位。变形铝合金分为两大类，一类是非热处理强化变形铝合金，另一类是热处理强化变形铝合金。3).铸造铝合金：铸造铝合金应具有高的流动性，较小的收缩性，热裂、缩孔和疏松倾向小等良好的铸造性能。共晶合金或合金中有一定量共晶组织就具有优良的铸造性能。常用的铸造铝合金有铝硅系、铝铜系、铝镁系、铝稀土系和铝锌系合金。铸造铝合金的代号:用“铸铝”的汉语拼音字首“ZL”及三位数字表示。第一位数字表示铝合金的类别，“1”表示铝—硅系，“2”表示铝—铜系，“3”

7、表示铝—镁系，“4”表示铝—锌系，后两位数字表示合金顺序号。三、钛及钛合金：1).α钛合金:α钛合金含一定量的稳定α相的元素，平衡状态下主要由α相组成。α合金比重小，热强性好、具有良好的焊接性和优异的耐蚀性，缺点是室温强度低，通常用作耐热材料和耐蚀材料。2).α+β钛合金:α+β钛合金含一定量的稳定α相和β相的元素，平衡状态下合金的组织为α相和β相。α+β钛合金具有良好的综合性能，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，并可热处理强化，但是焊接性能较差。3).β钛合金:β钛合金含有大量稳定β相的元素，可将高温β相全部保留到室温。

8、β合金的塑性加工性能好，合金浓度适当时，通过热处理可得到常温下的力学性能，是发展高强度钛合金的基础。缺点是组织性能不够稳定，冶炼工艺复杂