铸造材料化学课件2.ppt

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1、1金属一般可以分为黑色金属和有色金属。黑色金属是指铁、锰、铬三种金属其单质为银白色，而非黑色。之所以称它们黑色金属是由于它们和它们的合金表面常有灰黑色的氧化物。有色金属是指黑色金属以外的金属其中除少数有颜色外（铜为紫红色、金为黄色），大多数为银白色，有色金属有60多种，又可分为九大类：重金属：铜、铅、锌等。轻金属：铝、镁等。轻稀有金属：锂、铍等。难熔稀有金属：钨、钛、钒等。稀散金属：镓、锗等。稀土金属：钪、钇及镧系元素等。放射性金属：镭、锕等。贵金属：金、银、铂等。碱金属：钾、钠等二铸造常用金属铝具有重要的性质一、铝和氧气的反应2.1铝在加热时，铝在氧气里会猛

2、烈燃烧，同时放出大量的热，并发出耀眼的白光，生成白色的氧化铝。二.铝和氯气的反应三.铝和金属氧化物的反应四.铝的两性铝及铝的表面氧化膜与酸的反应2021/9/1513铝及铝合金性能纯铝强度低、塑性好，可以进行各种压力加工，具有良好的加工性能和焊接性能。不宜直接用于作结构材料。铝合金根据铝合金的成分、组织和工艺特点，可以将其分为铸造铝合金与变形铝合金两大类。变形铝合金是将铝合金铸锭通过压力加工（轧制、挤压、模锻等）制成半成品或模锻件，所以要求有良好的塑性变形能力。铸造铝合金则是将熔融的合金直接浇铸成形状复杂的甚至是薄壁的成型件，所以要求合金具有良好的铸造流动性。

3、2021/9/1514铝合金的强化方式铝合金不仅可通过冷变形提高强度，而且可用热处理来大幅度地改善性能。固溶强化：加入铜、镁、锌、硅、锰等合金元素和铝都能形成有限固溶体，产生显著的固溶强化效果，使铝合金强度有较大提高。时效强化：铝合金经加热到某一温度淬火后，可以得到过饱和的铝基固溶体。这种过饱和铝基固溶体放置在室温或加热到某一温度时，其强度和硬度随时间的延长而增高，但塑性、韧性则降低。细化组织强化：在铝合金中添加微量合金元素细化组织是提高铝合金力学性能的另一种手段。2021/9/1515常用形变铝合金2021/9/1516常用锻造铝合金2.2铁铁的重要化学性质

4、2021/9/1524工业用钢工业用钢按化学成分分为碳素钢和合金钢两大类。碳素钢（简称碳钢）是含碳量（0.0218%

5、力。合金钢是在碳钢的基础上，添加某些合金元素，用以保证一定的生产和加工工艺以及所要求的组织与性能的铁基合金。特点：有较好的性能，价格昂贵。2021/9/1525锰：具有固溶强化作用，可提高钢的强度和硬度；脱氧能力较好，能清除FeO,降低钢的脆性；与硫形成MnS，减轻硫的有害作用。硅：脱氧作用很强，有效去除FeO，改善钢的品质，溶于铁素体中的硅可使钢强度提高；硫（一般视其为有害物质）：以FeS的形式存在，使钢脆化（“热脆”）；磷：溶于铁素体中，起强化作用；但是若形成Fe3P，容易产生“冷脆”现象；氧：炼钢过程中形成氧化物，成为非金属夹杂物，使钢的性能变差；氮：提

6、高钢的硬度和强度的作用，但使塑性、脆性降低，产生“时效脆化”。氢：易造成“氢脆”。钢中的杂质元素常存元素隐存元素（一般视为有害元素）2021/9/1526合金元素在钢中的作用合金元素在钢中可以两种形式存在一是溶解于碳钢原有的相中，另一种是形成某些碳钢中所没有的新相。在一般的合金化理论中，按与碳亲合力的大小，可将合金元素分为碳化物形成元素与非碳化物形成元素两大类。常用的合金元素有以下几种：非碳化物形成元素：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B；碳化物形成元素：Mn、Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr。此外，还有稀土元素，一般用符号Re表示。2021/9/152

7、7合金元素对钢中基本相的影响碳钢中有三个基本相，即铁素体、奥氏体和渗碳体。合金元素加入钢中时，可以溶于此三相中形成合金铁素体、合金奥氏体及合金渗碳体。形成合金铁素体合金元素在溶入铁素体后，引起铁素体晶格畸变，产生固溶强化，使铁素体的强度、硬度提高，但塑性、韧性却有下降趋势。2021/9/1528合金元素对钢中基本相的影响合金渗碳体(Fe,Me)3C碳化物是钢中的重要组成相之一，其类型、数量、大小、形状及分布对钢的性能有很重要影响。在元素周期表中，位于铁以左的过渡族金属，越靠左，则d层电子数越少，形成碳化物的倾向越强。弱碳化物形成元素：锰。其碳化物的熔点较低，硬

8、度较低，稳定性较差。中强碳化物形成元素