工程材料与加工 教学课件 作者 李龙根 第四章　有色金属及其合金.pptx

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1、第四章　有色金属及其合金第一节　铝及铝合金第二节　铜及铜合金第三节　滑动轴承合金第四节　钛及钛合金第五节　镁及镁合金第一节　铝及铝合金一、纯铝纯铝的密度为2．72g/cm3，仅为铁的1/3，熔点为660．4℃，导电性仅次于Cu、Au、Ag。纯铝化学性质活泼，在大气中极易与氧作用，在表面形成一层牢固致密的氧化膜，可以阻止进一步氧化，从而使它在大气和淡水中具有良好的抗蚀性，但不耐酸、碱、盐的腐蚀。纯铝为面心立方晶格，无同素异构转变，具有较高的塑性（δ=30%～50%，ψ=80%），在低温甚至在超低温下都具有良好的塑性和韧性，在0～-253℃之间塑性和冲击韧性不降低。二、铝合金第一节　铝及铝合金若

2、在纯铝中适当加入一些其他元素配制成铝合金，便可使其力学性能显著提高，常加入的元素有Cu、Zn、Mg、Si、Mn及稀土元素等。铝合金的密度也很小，熔点更低，导电、导热性不如纯铝。铝合金通过冷成形和热处理，其抗拉强度可达到500～600MPa，相当于低合金钢的强度，比强度高，成为飞机的主要结构材料。(一)铝合金分类图4-1　铝合金分类第一节　铝及铝合金表4-1　铝合金的分类及性能特点1.变形铝合金第一节　铝及铝合金(1)防锈铝合金　防锈铝合金中主要合金元素是Mn和Mg，Mn的主要作用是提高铝合金的抗蚀能力，并起到固溶强化作用。(2)硬铝合金　硬铝合金为Al-Cu-Mg系合金，还含有少量的Mn。(

3、3)超硬铝合金　超硬铝合金为Al-Mg-Zn-Cu系合金，并含有少量的Cr和Mn，牌号有LC4、LC6等。(4)锻铝合金　锻铝合金为Al-Mg-Si-Cu系和Al-Cu-Mg-Ni-Fe系合金。第一节　铝及铝合金表4-2　变形铝合金的主要牌号、成分、力学性能及用途第一节　铝及铝合金表4-2　变形铝合金的主要牌号、成分、力学性能及用途2.铸造铝合金第一节　铝及铝合金表4-3　铸造铝合金的主要牌号、力学性能及用途第一节　铝及铝合金表4-3　铸造铝合金的主要牌号、力学性能及用途(1)铝硅合金　Al-Si系铝合金又称硅铝明，其中ZL102称为简单硅铝明，wSi=11%～13%，组织为α+Si共晶体，

4、其最大优点是铸造性能好，密度小，抗蚀性、耐热性、焊接性也相当好，但强度低，这类合金只适用于制造形状复杂但对强度要求不高的铸件，第一节　铝及铝合金如仪表壳体等。图4-2　ZL109活塞第一节　铝及铝合金(2)铝铜合金　Al-Cu合金的强度较高，耐热性好，但铸造性能不好，有热裂和疏松倾向，耐蚀性较差。(3)铝镁合金　Al-Mg合金(ZL301、ZL302)强度高，密度小(约为2.55g/cm3)，有良好的耐蚀性，但铸造性能不好，耐热性低。(4)铝锌合金　Al-Zn合金(ZL401、ZL402)价格便宜，铸造性能优良，经变质处理和时效处理后强度较高，但抗蚀性差，热裂倾向大。(二)提高铝合金强度的主

5、要途径1.固溶强化2.时效强化3.细晶强化4.过剩相强化第二节　铜及铜合金一、纯铜1.纯铜性质2.纯铜的牌号表4-4　紫铜加工产品的牌号、成分及用途二、黄铜以锌为主要合金元素（wZn＜50%）的铜锌合金称为黄铜。黄铜具有良好的塑性和耐蚀性，良好的变形加工性能和铸造性能，应用较广。按化学成分的不同，黄铜可分为普通黄铜和特殊黄铜两类。第二节　铜及铜合金1.普通黄铜2.特殊黄铜第二节　铜及铜合金表4-5　黄铜牌号、性能及用途第二节　铜及铜合金三、青铜青铜原指铜锡合金，目前工业上习惯把铜基合金中不含锡而含有铝、镍、锰、硅、铍、铅等特殊元素组成的合金也叫青铜。所以青铜实际上包含锡青铜、铝青铜、铍青铜和

6、硅青铜等。青铜也可分为压力加工青铜（以青铜加工产品供应）和铸造青铜两类。青铜的编号规则是：“Q＋主加元素符号＋主加元素含量（＋其他元素含量）”，“Q”表示青的汉语拼音字头。如QSn4⁃3表示成分为wSn=4%、wZn=3%、其余为铜的锡青铜。铸造青铜的编号前加“Z”。1.锡青铜2.铝青铜3.铍青铜第二节　铜及铜合金表4-6　青铜牌号、性能及用途第二节　铜及铜合金表4-6　青铜牌号、性能及用途第三节　滑动轴承合金一、滑动轴承合金的性能要求及牌号滑动轴承合金是指用于制造滑动轴承轴瓦及内衬的材料。滑动轴承在工作时，承受一定的交变载荷，并和轴颈之间存在摩檫和冲击，因而会产生磨损。由于轴的高速旋转，工

7、作温度升高，故对用作轴承的合金有很高要求。首先要求它在工作温度下具有足够的抗压强度和疲劳强度，良好的耐磨性和一定的塑性及韧性，其次还要求它具有良好的耐蚀性、导热性和较小的膨胀系数。图4-3　软基体硬质点轴瓦与轴的分界面第三节　滑动轴承合金二、滑动轴承合金主要类型1.锡基轴承合金(锡基巴氏合金)2.铅基轴承合金(铅基巴氏合金)3.铝基轴承合金4.铜基轴承合金5.多层轴承合金6.粉末冶金含油轴承第四节　钛及钛合金