汽车材料教学课件作者武丹第3章　有色金属及其合金.ppt

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1、第3章　有色金属及其合金3.1铝及铝合金3.2铜及铜合金3.3镁及镁合金3.4滑动轴承合金返回３.１　铝及铝合金３.１.１　工业纯铝铝在地壳中储量丰富，占地壳总重量的８.２％，居所有金属元素之首。纯铝的密度为２.７ｇ/ｃｍ３，熔点比较低，为６５~７０℃。铝的导电性、导热性好，仅次于银与铜。它具有面心立方晶格结构，所以强度低、塑性好。纯铝化学性质活泼，在空气中极易氧化形成一层牢固致密的表面氧化膜，从而使其在空气及淡水中具有良好的抗蚀性。铝具有良好的塑性和韧性，很容易通过压力加工成型，且在低温下也有很好的塑性、韧性。纯铝还易于铸造和切削，具有良好的工艺性能，其优异性能已在几乎所有工业领域得

2、到应用。下一页返回３.１　铝及铝合金工业纯铝强度低，室温下仅为４５~５０ＭＰａ，故一般不宜用作结构材料。纯铝可用于制作电线、屏蔽壳体、反射器、散热器、包覆材料及化工容器等。我国工业纯铝的代号用“Ｌ＋顺序号”的形式表示，有Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６六种，其中Ｌ１含杂质最少，Ｌ６含杂质最多。３.１.２　铝合金铝合金是在纯铝中加入适量的硅、镁、锰等合金元素后而形成的合金。铝合金的强度大大高于纯铝，如果再配合以热处理和冷加工硬化，有些铝合金的强度几乎相当于低合金结构钢的水平，铝合金又具有密度小、导热性能好、腐蚀性好、重量轻的优点。所以，铝合金广泛应用于各行业，在汽车生产中铝的用量不断上

3、升，常用于制造质量轻、强度要求高的零件，如活塞等。上一页下一页返回３.１　铝及铝合金根据化学成分和加工方法的不同，可将铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两类。１.变形铝合金变形铝合金易于塑性加工，故称为变形铝合金。它采用４位字符牌号命名，用２~８附以字母再附以两位数值表示，牌号的第一位数值为主要合金元素的顺序号，依次是Ｃｕ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｍｇ＋Ｓｉ、Ｚｎ、其他；字母表示原始合金的改型(Ａ表示原始合金)，最后两位数字仅用来识别同一组中不同合金或铝的纯度，如７Ａ０４表示以Ｚｎ为主要合金元素４号原始铝合金(老牌号ＬＣ４)。上一页下一页返回３.１　铝及铝合金根据主要的性能特点与用途，变形铝合

4、金又分为防锈铝合金(Ａｌ-Ｍｎ、Ａｌ-Ｍｇ系合金)、硬铝合金(Ａｌ-Ｃｕ-Ｍｇ系合金)、超硬铝合金(Ａｌ-Ｃｕ-Ｍｇ-Ｚｎ系合金)、锻造铝合金(Ａｌ-Ｍｇ-Ｓｉ-Ｃｕ或Ａｌ-Ｃｕ-Ｍｇ-Ｎｉ-Ｆｅ系合金)。防锈铝合金是指在大气、水和油等介质中具有良好的抗腐蚀性能的铝合金。主要是指Ａｌ-Ｍｇ系和Ａｌ-Ｍｎ系合金，大多为单相合金，主要特点是抗腐蚀性、焊接和塑性能好，并有良好的低温性能，不可热处理强化，只能通过变形加工来提高合金的硬度。主要用于制造要求抗腐蚀性的低载荷零件或焊接件，如铆钉、油管、油箱、车身蒙皮和装饰件等。上一页下一页返回３.１　铝及铝合金硬铝合金是指通过热处理后得到的具有较高

5、强度和硬度的铝合金。主要是指Ａｌ-Ｃｕ-Ｍｇ系合金，最高强度可达４２０ＭＰａ，而比强度(强度/密度)则与钢接近。硬铝合金强度、硬度较高，但耐腐蚀性较差，一般常在硬铝板材表面包一层纯铝，以提高耐腐蚀性能。硬铝合金主要用于制造受力一般的航空零件以及汽车铆钉。超硬铝合金是指具有比硬铝更高的强度和硬度的铝合金，简称超硬铝。属Ａｌ-Ｃｕ-Ｍｇ-Ｚｎ系合金(ＬＣ４、ＬＣ６)，是室温强度最高的铝合金。经热处理后的强度可高达６８０ＭＰａ，但高温软化快，耐腐蚀性、焊接性差，常用Ａｌ-Ｚｎ合金来提高耐蚀性。主要用于受力较大的重要结构和零件，如飞机大梁、起落架、加强框等。上一页下一页返回３.１　铝及铝合金锻

6、造铝合金是指适宜于锻造的铝合金，简称锻铝。主要是Ａｌ-Ｍｇ-Ｓ-Ｃｕ系合金，如ＬＤ５、ＬＤ８等，有优良的热塑性，热加工性能好；铸造性和耐腐蚀性较好，力学性能可与硬铝相当。该类合金主要用作复杂的航空及仪表零件，如叶轮、支杆等；也可用作耐热合金(工作温度２００℃~３００℃)，如内燃机活塞及汽缸头等。在汽车上主要用于制造形状复杂的中等强度的锻件和冲压件，如发动机活塞、风扇叶片等。上一页下一页返回３.１　铝及铝合金２.铸造铝合金铸造铝合金是指适宜于铸造型的铝合金，简称铸铝。其牌号用ＺＡｌ＋其他主要元素符号及其含量来表示，如ＺＡｌＳｉ９Ｍｇ，表示含Ｓｉ＝９％及含少量Ｍｇ(Ｍｇ＝０.１７％~０.３

7、０％)的铸造铝硅合金。而合金的代号用ＺＬ后附以三位数值表示，第一位数值为合金类别代号(１—铝硅系、２—铝铜系、３—铝镁系、４—铝锌系列)，后两位数值为合金顺序号。如ＺＬ１０４表示４号Ａｌ-Ｓｉ系铸造铝合金。顺序号不同，化学成分也不同。铸造铝合金的分类、性能、用途如表３-１所示。３.１.３　常用铝合金在汽车上的应用常用铝合金在汽车上的应用见表３-２。上一页返回３.２　铜及铜合金３.２.１　工业纯铜纯铜是用电解的方法制取的，可称电解铜，工业纯铜的颜