2016金属工艺学（高职 机械工业版）授课教案：非铁金属及其合金01.docVIP

《金属工艺学》（高职 机械工业版）授课教案 教案十三 一、教学组织 1．提问10分钟 2．讲解70分钟 3．小结5分钟 4．布置作业5分钟 二、教学内容 第四单元 非铁金属及其合金 非铁金属是除钢铁材料以外的其他金属材料的总称，如铝、镁、铜、锌、锡、铅、镍、钛、金、银、铂、钒、钼等金属及其合金就属于非铁金属。 常用的非铁金属有：铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金、滑动轴承合金等。 模块一 铝及铝合金 我国变形铝及铝合金牌号表示采用国际四位数字体系牌号和四位字符体系牌号两种命名方法。在国际牌号注册组织中注册命名的铝及铝合金，直接采用四位数字体系牌号，按化学成分在国际牌号注册组织未命名的，则按四位字符体系牌号命名，两种牌号命名方法的区别仅在第二位。牌号第一位数字表示变形铝及铝合金的组别；牌号第二位数字(国际四位数字体系)或字母(四位字符体系，除字母C、I、L、N、O、P、QZ外)表示对原始纯铝或铝合金的改型情况，数字“0”或字母“A”表示原始合金，如果是1～9或B～Y，则表示对原始合金的改型情况；最后两位数字用以标识同一组中不同的铝合金，对于纯铝则表示铝的最低质量分数中小数点后面的两位数。 一、纯铝 1．纯铝的性能 纯铝是银白色的轻金属，其密度 (2.7g/cm3) 小，约为铁的1/3；铝的熔点 (660℃) 低，结晶后具有面心立方晶格，无同素异构转变现象；纯铝的塑性好(ψ≈80%)，但强度低(σb≈80～100N/mm2)，用热处理不能强化，冷变形强化是提高纯铝强度的主要手段。 2．纯铝的牌号及应用 纯铝牌号用1×××四位数字、字符组合系列表示，牌号的最后两位数字表示最低铝百分含量。当最低铝百分含量精确到0.01%时，牌号的最后两位数字就是最低铝百分含量中小数点后面的两位。例如，1A99（原LG5），其WAl=99.99%；1A97（原LG4），其WAl=99.97%；1A93（原LG3），其WAl=99.93%等。 纯铝主要用于熔炼铝合金，制造电线、电缆、电器元件、换热器件以及要求制作质轻、导热与导电、耐大气腐蚀但强度要求不高的机电构件等。 二、铝合金 在纯铝中加入一种或几种其他元素(如铜、镁、硅、锰、锌等)可以形成铝合金。 1．铝合金的分类 铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两类。 铝合金  2．变形铝合金 GB3190—1982中规定变形铝合金的代号用“L+代号+数字”表示。L是“铝”字汉语拼音字首；其后的代号表示变形铝合金的类别，如“F”表示防锈铝，“Y”表示硬铝，“C”表示超硬铝，“D”表示锻铝。数字表示合金的顺序号。例如，LC4表示4号超硬铝合金。 常见的变形铝合金有以下四类： （1）防锈铝 防锈铝属于Al-Mn系和Al-Mg系合金，不能进行热处理强化的变形铝合金，一般只能通过冷变形加工提高其强度。防锈铝合金具有适中的强度、优良的塑性及良好的焊接性能，具有比纯铝更好的耐腐蚀性和强度，故称防锈铝合金。 防锈铝合金主要用于制造要求具有高耐腐蚀性的油罐、油箱、导管、生活用器皿、窗框、车辆、铆钉及防锈蒙皮等。 （2）硬铝 硬铝属于Al-Cu-Mg系合金。这类铝合金经固溶和时效处理后能获得相当高的强度，故称硬铝。硬铝的耐腐蚀性比纯铝差，尤其是耐海洋大气腐蚀的性能较低，有些硬铝的板材常在其表面包覆一层纯铝后使用。 硬铝合金主要用途是作中等强度的构件和零件，如铆钉、螺栓，航空工业中的一般受力结构件（如飞机翼肋、翼梁、螺旋桨叶片等）。 （3）超硬铝 超硬铝属于Al-Cu-Mg-Zn系合金。这类铝合金是在硬铝的基础上再添加锌元素而成的，其强度高于硬铝，但耐腐蚀性较差。超硬铝经固溶和人工时效后，可以获得在室温条件下强度最高的铝合金， 主要用作受力大的重要构件及高载荷零件，如飞机大梁、桁架、翼肋、活塞、加强框、起落架、螺旋桨叶片等。 （4）锻铝 锻铝大多属于Al-Cu-Mg-Si系合金。力学性能与硬铝相近，但由于热塑性较好。 适于采用压力加工，如锻压、冲压等，可用来制造各种形状复杂的零件或制成棒材。 3．铸造铝合金 铸造铝合金是指以铝为基的铸造合金。铸造铝合金与变形铝合金相比，一般含有较高的合金元素，具有良好的铸造性能，但塑性与韧性较低，不能进行压力加工。 按其所加合金元素的不同，铸造铝合金主要有：Al-Si系；Al-Cu系；Al-Mg系；Al-Zn系合金等。铸造铝合金代号用“ZL+三位数字”表示，其中“ZL”为“铸铝”二字的汉语拼音字母的字首。第一位阿拉伯数字表示合金的类别：“1”表示Al-Si系；“2”表示Al-Cu系；“3”表示Al-