工程材料--有色金属及其合金概要.ppt

第一节 铝及铝合金 一、铝及铝合金性能特点 物理性能：纯铝具有银白色金属光泽，密度小(2.72 )，熔点低(660.4℃)；面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性；导电、导热性能优良。 机械性能：纯铝强度较低~100MPa，塑性高，易于加工成形 化学性能：耐大气腐蚀；在Cl-、OH-易腐蚀。 牌号： 高纯铝(99.03~99.996%)---L01、L02、L03、L04 工业纯铝(99.7~98%)---L1~L7 提高强度的方法： 1）冷加工强化 2) 合金化 常加入的元素主要有Cu、Mn、Si、Mg、Zn等，此外还有Cr、Ni、Ti、Zr 等辅加元素。 可将铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。 变形铝合金又分为可热处理强化和不可热处理强化两类. 三、铝合金的热处理 时效是指将过饱和的固溶体加热到固溶线以下某温度保温，以析出弥散强化相。 时效方式: 在室温下进行的时效称自然时效； 在加热条件下进行的时效称人工时效。 时效强化效果与加热温度和保温时间有关。 时效硬化原理 （时效过程四阶段）： 四、铝合金的牌号、性能及用途 1、变形铝合金 ⑴ 变形铝及铝合金牌号表示方法 根据国标规定 ，变形铝及铝合金可直接引用国际四位数字体系牌号或采用国标规定的四位字符牌号。 GB 3190-82中的旧牌号仍可继续使用，表示方法为: ⑵ 常用变形铝合金 ① 防锈铝合金 主要是Al-Mn和Al-Mg系合金。 常用的Al-Mn系合金有 LF21（ 3A21 ），其抗蚀性和强度高于纯铝，用于制造油罐、油箱、管道、铆钉等需要弯曲、冲压加工的零件。 常用的Al-Mg系合金有 LF5（ 5A05 ），其密度比纯铝小，强度比Al-Mn合金高，在航空工业中得到广泛应用，如制造管道、容器、铆钉及承受中等载荷的零件。 ② 硬铝合金 主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量Mn。 可进行时效强化，也可进行变形强化。 强度、硬度高，加工性能好，耐蚀性低于防锈铝。 ③ 超硬铝合金 属Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量Cr和Mn。 时效强化效果超过硬铝合金。 热态塑性好，但耐蚀性差。常用合金有 LC4 、LC9 等，主要用于工作温度较低、受力较大的结构件, 如飞机大梁、起落架等。 ④ 锻铝合金 Al-Cu-Mg-Si系合金 可锻性好，力学性能高，用于形状复杂的锻件和模锻件，如喷气发动机压气机叶轮、导风轮等。 2、铸造铝合金 包括： Al- Si系：代号为ZL1+两位数字顺序号 Al- Cu系：代号为ZL2+两位数字顺序号 Al- Mg系：代号为ZL3+两位数字顺序号 Al- Zn系：代号为ZL4+两位数字顺序号 在普通铸造条件下， ZL102组织几乎全部为共晶体，由粗针状的硅晶体和?固溶体组成，强度和塑性都较差。生产上通常用钠盐变质剂进行变质处理，得到细小均匀的共晶体加一次?固溶体组织，以提高性能。 加入其他合金元素的铝硅铸造合金称复杂(或特殊)硅铝明。 Al-Si系铸造铝合金的铸造性能好，具有优良的耐蚀性、耐热性和焊接性能。 六、铝合金在造船工业中的应用 2、船用铸造铝合金 Al-Si系合金 代表牌号是ZL104、ZL109 用途：内燃机壳体及气缸等 Al-Mg系合金 代表牌号是ZL301 用途：门窗、管路、带缆桩等 小 结 铝合金的分类：形变铝合金、铸造铝合金； 铝合金的时效原理及时效强化； 形变铝合金及铸造铝合金的种类、牌号、性能及用途。 作业：P219 2、3、5、7 * 第 十 章 有色金属及其合金 在工业生产中，通常把铁及其合金称为黑色金属，把其他非铁金属及其合金称为有色金属。 主要内容： 1、铝和铝合金 2、铜和铜合金 3、钛和钛合金 4、滑动轴承合金 成分、组织、热处理、牌号、性能、应用 基本要求 1、熟悉时效强化的方法、机理； 2、了解有色金属合金的分类、性能、 牌号、应用。 有许多优良的特性，如特殊的电、磁、热性能，耐蚀性能及高的比强度(强度与密度之比)等，已成为现代工业中不可缺少的金属材料. 材料 占汽车净重比 Al Fe 塑料 其它 橡胶 磁材料 玻璃 聚碳酸酯 Ti 碳纤维 各种材料在先进汽车中占的重量百分比 二、铝合金的分类 铝合金一般具有有限固溶型共晶相图。 形变铝合金 铸造铝合金 铝合金 不能 HT 强化—防锈铝 能 HT 强化 硬铝 超硬铝 锻铝 铝合金的热处理方法：固溶处理 + 时