第10章 金属材料(有色金属)ppt课件.ppt

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1、第十章金属材料10.1工业用钢10.2铸铁10.3有色金属及合金10.3有色金属及合金10.3.1铝及铝合金10.3.2钛及钛合金10.3.3铜及铜合金有色金属：把钢铁以外的金属及合金称为有色金属或非铁合金。把密度低于4.5×103kg/m3的金属称为轻金属。有色金属具有很多钢铁材料不具备的特殊性能：相对密度小，比强度高。（铝、镁、钛、铍）优良的导电、导热性。（银、铜、金、铝）耐高温。（镍、钨、钼、钽、铌）耐蚀性。（钛）等等。有色金属在国民经济中占有十分重要的地位。10.3.1铝及铝合金1．纯铝铝：密度为2.7×103kg/m

2、3，FCC，结晶后无同素异构转变，表现出极好的塑性，适于冷热加工成型。蕴含丰富，约占地壳质量的8w%左右。三大优点：①铝的质量轻，比强度、比刚度高。飞机的主框架要选用铝合金；②具有良好的导电、导热性。其导电率约为铜的60w%；③耐腐蚀性好。生成一层A12O3薄膜，保护内部的材料不受环境侵害。工业纯铝的纯度为（99.7～99.8）w％，其他为杂质，如铁、硅、铜、锌、镁等。工业纯铝的牌号：LXX顺序数字表示L04～L01为高纯铝；L0及L00为工业高纯铝；L1～L7为工业纯铝，其牌号后数字越大，则表示纯度越低。纯铝的牌号及杂质含量

3、见表10-22。工业纯铝的强度低，经加工硬化，也难以作为工程结构材料使用。名称牌号化学成分/%Al(≥)Fe(≤)Si(≤)Fe+Si(≤)Cu(≤)杂质(≤)高纯铝L0499.9960.00150.0015—0.0010.004L0399.9900.00300.0025—0.0050.010L0299.9700.01500.0150—0.0050.030L0199.9300.04000.0400—0.0100.070工业高纯铝L099.9000.06000.06000.09500.0050.100L0099.8500.100

4、00.08000.14200.0080.150工业纯铝L199.7000.16000.16000.26000.0100.300L299.6000.25000.20000.36000.0100.400L399.5000.30000.30000.45000.0150.500L499.3000.30000.35000.60000.0500.600L599.0000.50000.50000.90000.0201.000L698.8000.50000.55001.00000.1001.200L7981.0001.00001.80000.

5、0502.000表10-22纯铝的牌号及杂质含量2．铝合金（1）铝合金的分类根据铝合金的成分和生产工艺特点：变形铝合金：是指合金经熔化后浇成铸锭，再经压力加工（锻造、轧制、挤压等）制成板材、带材、棒材、管材、线材以及其它各种型材，要求具有较高的塑性和良好的工艺成型性能。铸造铝合金：将熔融的合金液直接浇入铸型中获得成型铸件，要求合金应具有良好的铸造性能，如流动性好、收缩小、抗热裂性高。在铝中通常加入的合金元素有Cu,Mg,Zn,Si,Mn及稀土元素。二元共晶相图：在相图上划分变形铝合金和铸造铝合金的成分范围。变形合金铸造合金不可

6、热处理强化铝合金可热处理强化铝合金AlF合金元素/w%温度/℃LABL+图10-21铝合金分类示意图①溶质成分低于D点的合金，加热时均能形成单相固溶体组织，塑性好，适于压力加工，故划归为变形铝合金。②成分位于D点右侧的合金熔点低，结晶时发生共晶反应，固态下具有共晶组织，塑性较差，但流动性好，适于铸造，故划归为铸造铝合金。③变形铝合金又分为可热处理强化和不可热处理强化两类，凡成分在F点左侧的合金，由于从室温到液相出现前，均为单相a固溶体，其成分不随温度的变化而发生改变，故不能进行热处理强化，即为不可热处理强化的铝合金，但它们能

7、通过形变强化（加工硬化）和再结晶处理来调整其组织性能。④成分在FD之间的铝合金，其固溶体的成分随温度的变化而发生改变，可以通过热处理改性，即属于可热处理强化的铝合金。(2)铝合金的强化固态铝无同素异构转变，因此铝合金不能借助于相变强化。合金元素对铝的强化作用主要表现为固溶强化、时效强化、过剩相强化和细化组织强化。对不可热处理强化的铝合金进行冷变形是这类合金强化的重要方式。①固溶强化合金元素加入纯铝中后，形成铝基固溶体，导致晶格发生畸变，增加了位错运动的阻力，由此提高铝的强度。②时效强化时效强化是铝合金强化的一种重要手段，时效强

8、化又称沉淀强化。所谓时效，是指图10-21中FD成分的铝合金经固溶处理后在室温或较高的环境温度下，随着停留时间的延长其强度、硬度升高，塑性和韧性下降的现象。一般把合金在室温放置过程中发生的时效称为自然时效；而把合金在加热条件下发生的时效称为人工时效。以Al～4w％Cu合金为例