金属材料与热处理教学课件作者吴广河第八章.ppt

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1、第八章　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　轴承合金第四节　粉末冶金与硬质合金返回第一节　铝及铝合金一、纯铝铝在地壳中储量丰富.占地壳总质量的８.２％.居所有金属元素之首.纯铝的主要用途是:代替较贵重的铜.制作导线.配制各种铝合金以及制作要求质轻、导热或耐大气腐蚀的器皿等.工业上使用的纯铝.其纯度为９９.７％~９８％.牌号有Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６和Ｌ７.后面的数字表示纯度.数字越大.纯度越低.二、铝合金通过向铝中加入一定量的合金元素(如硅、铜、锰等).并进行冷变形加工或

2、热处理下一页返回第一节　铝及铝合金可大大提高其力学性能.其强度甚至可达到钢的强度指标.σｂ可达４００~７００ＭＰａ.可用于制造承受较大载荷的机器零件和构件.因此.铝合金广泛应用于民用与航空工业.１.铝合金的分类根据铝合金的成分及生产工艺特点.可将铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两大类.２.铝合金的时效强化铝合金的热处理与钢的不同.钢主要是通过控制同素异构转变来改变性能.如淬火后由奥氏体转变为马氏体.从而使钢的强度和硬度提高.而塑性下降.通过回火.又使强度和硬度下降而塑性上升.铝合金则不同.从相图可以看出.

3、上一页下一页返回第一节　铝及铝合金它是通过固溶－时效处理来改变性能的.铝合金的热处理主要应用于可以热处理强化的变形铝合金.将铝合金加热到稍稍超过固溶线.保温适当时间.可得到均匀的单相α固溶体.然后在水中快速冷却.使第二相来不及析出.结果在室温下获得过饱和α固溶体组织.这就是固溶处理.是热处理的第一步.在室温下.这种α固溶体是过饱和的、不稳定的组织.有分解出第二相过渡到稳定状态的倾向.所以接着进行热处理的第二步.上一页下一页返回第一节　铝及铝合金如果合金在室温下放置很长时间.或在一定温度下保持足够时间.由于

4、不稳定固溶体在析出第二相过程中会导致晶格畸变.从而使合金的强度和硬度得到显著提高.而塑性则明显下降.铝合金固溶处理后的性能随时间延长而发生强化的现象.称为时效或时效强化.合金在室温下搁置所产生的时效称自然时效.在高于室温的某一温度范围(１００℃~２００℃)发生的时效称为人工时效.时效温度越高.则时效的过程越快.但强化的效果越小.固溶时效处理是铝合金的主要强化手段.也是一种重要的热处理方法.在其他有色金属和高温合金中都有很广泛的应用.是金属中的重要强化手段之一.上一页下一页返回第一节　铝及铝合金三、变形铝合

5、金不可热处理强化的变形铝合金主要有防锈铝合金.可热处理强化的变形铝合金主要有硬铝、超硬铝和锻铝合金.１.防锈铝合金(ＬＦ)防锈铝合金用“铝防”汉语拼音字首“ＬＦ”加顺序号表示.属Ａｌ－Ｍｎ系合金及Ａｌ－Ｍｇ系合金.加入锰主要用于提高合金的耐蚀能力和产生固溶强化.加入镁起固溶强化作用和降低密度.防锈铝合金强度比纯铝的高.并有良好的耐蚀性、塑性和焊接性.但切削加工性较差.这类合金不能进行热处理强化.而只能进行冷塑性变形强化.防锈铝合金主要用于制造构件、容器、管道、蒙皮及需要拉伸、弯曲的零件和制品.上一页下一页

6、返回第一节　铝及铝合金２.硬铝合金(ＬＹ)硬铝合金用“铝硬”的汉语拼音字首“ＬＹ”加顺序号表示.属Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ系合金.加入铜和镁是为了在时效过程中产生强化相.这类合金既可通过热处理(时效处理)强化来获得较高的强度和硬度.还可以进行变形强化.硬铝在航空工业中获得了广泛的应用.如用做飞机构架、螺旋桨、叶片等.但其抗蚀性较差.上一页下一页返回第一节　铝及铝合金３.超硬铝合金(ＬＣ)超硬铝代号用“铝超”的汉语拼音字首“ＬＣ”加顺序号表示.属Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ－Ｚｎ系合金.这类合金经淬火加人工时效后.可产生多种复

7、杂的第二相.具有很高的强度和硬度.切削性能良好.但耐腐蚀性较差.常用做飞机上的主要受力部件.如大梁桁架、加强框和起落架等.４.锻铝合金(ＬＤ)锻铝合金用“铝锻”的汉语拼音字首“ＬＤ”加顺序号表示.属Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金.元素种类多.但含量少.因而合金的热塑性好.适于锻造.故称锻铝.锻铝通过固溶处理和人工时效来强化.主要用于制造外形复杂的锻件和模锻件.上一页下一页返回第一节　铝及铝合金四、铸造铝含金铸造铝合金可分为四大类:Ａｌ－Ｓｉ系、Ａｌ－Ｃｕ系、Ａｌ－Ｍｇ系和Ａｌ－Ｚｎ系.其中Ａｌ－Ｓｉ系合金具

8、有良好的力学性能和铸造性能.应用最广.上一页返回第二节　铜及铜合金一、纯铜纯铜又称紫铜.因纯铜是用电解法获得的.故又称电解铜.其密度为８.９ｇ/ｃｍ３.熔点为１０８３℃.固态时晶体结构为面心立方晶格.无同素异构转变.纯铜的强度低.σｂ为２００~２５０ＭＰａ.塑性高.δ为３５％~４５％.便于承受冷、热锻压加工.纯铜的化学稳定性较高.在大气、水蒸气、水和热水中基本不受腐蚀.在海水中易受腐蚀.纯铜具有很高的导电、导热性.其导电性仅次