机械制造基础-第五章--有色金属.pptVIP

第五章 有色金属 第一节 铝及其合金 有色金属：除钢铁之外的其他金属及其合金 一、工业纯铝 银白色金属，面心立方晶格，2.7g/cm3，熔 点660℃，空气中表面生成致密氧化膜，耐腐蚀 性好，但不耐盐碱腐蚀 导电、导热性好，强度、硬度不高，塑性、 韧性良好。 纯铝固态下无同素异构转变，不能进行热处 理强化，冷塑性变形后强度提高 工业纯铝中含杂质越多，导电性、耐蚀性、 塑性越低 用途：配制铝合金，制造电线、电缆、散热器， 制作抗蚀且承受轻载的用品和器皿 二、 铝合金分类及热处理 铝合金既具有高强度又保持纯铝的优良特性 。 铝合金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。 1.铝合金的分类 变形铝合金、铸造铝合金 二、 铝合金的分类及热处理 2.铝合金的热处理（固溶处理+时效） 固溶处理：铝合金加热保温后获得单相α固溶 体，在水中急冷，得到单相过饱和α固溶体组织 的热处理方法 自然时效：固溶处理后的铝合金在室温下放置足 够长时间，不稳定的过饱和α固溶体析出第二 相，以细小弥散的质点分布于α固溶体基体上， 使强度、硬度显著提高的现象 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。 温度一定时，随时效时间延长，时效曲线上出现峰 三、 变形铝合金 （一）变形铝合金及铝合金牌号 化学成分已在国际组织注册命名的铝及铝合 金用“四位数字”体系牌号，未注册的采用“四位字 符”体系牌号 “四位数字”体系牌号 第一位：组别 纯铝：1×××；第二位：杂质含量；后两位：铝质量百分数后两位 2×××、3×××、…、9×××分别表示铝合金中的主要合金元素分别为Cu、Mn、Si、Mg、Mg+Si、Zn、其他元素、备用组 变形铝第二位：铝合金的改型情况，0：原始合金，1~9：改型合金（该合金的化学成分在原始合金的基础上允许有一定偏差）；后两位无特殊意义，仅用来识别同一组中不同的铝合金 “四位字符” 一、三、四位数字的意义与“四位数字”体系牌号表示法的规则相同 第二位：英文大写字母，纯铝或铝合金的改型情况。A：原始铝或铝合金，B~Y：原始合金的改型合金 （二）常用变形铝合金（加工铝合金） 1.防锈铝合金（LF） 主要是Al-Mn和Al-Mg系合金。 Mn和Mg作用：提高抗蚀能力和塑性，起固溶强化作用。 强度比纯铝高，良好的耐蚀性、塑性和焊接性，不能热处理强化，通过冷变形加工产生加工硬化提高强度 制造耐蚀性高的容器、防锈蒙皮、窗框等、承受力小、质轻、耐腐蚀的结构件 2. 硬铝合金（LY） 主要是Al-Cu-Mg系合金，含少量Mn。加入铜与镁等合金元素可形成强化相，经固溶、时效处理后获得高强度 耐蚀性比纯铝差，不耐海水腐蚀，在硬铝板材表面轧覆薄层纯铝（包铝），增加耐蚀性 常用硬铝合金如LY1、 LY10中铜、镁含量低，可做各种铆钉，称为“铆钉硬铝”，LY11称为“标准硬铝”，用做中等强度的结构零件 3.超硬铝（LC） Al-Zn-Mg-Cu系合金，含少量Cr和Mn。固溶处理及时效后，组织中有多种强化相，强化效果显著，相当于超高强度钢（σb1400MPa的钢），称为高硬铝 耐蚀性差，一般包铝，提高耐蚀性 制造飞机的重要结构材料，可制造飞机大梁、起落架等. 4.锻铝（LD） Al-Cu-Mg-Si、 Al-Cu-Mg-Fe-Ni系合金 热处理强化后力学性能与硬铝合金相当，软化退火后，热塑性、耐蚀性良好，易于锻造成形 常用代号LD2、LD5等，用于制作形状复杂的中等负荷零件 四、铸造铝合金 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 1.铸造铝硅合金（硅铝明） 铸造性能优良，密度小，强度高，耐蚀性和导热性良好 ZL102(ZAlSi12)是含12%Si的铝硅二元合 金，称为简单硅铝明 变质处理： 一般情况下，ZL102的共晶体由粗针状硅晶 体和α固溶体构成, 强度和塑性都较差。浇铸前 向合金液中加入占合金质量2%～3%的变质剂(常 用钠盐混合物: 2/3NaF+1/3NaCl)以细化合金组 织, 显著提高合金的强度及塑性。 加入铜、镁、锰等元素，固溶时效处理后强 化效果显著 用于制造质量轻、形状复杂、耐蚀、强度要 求一般的结构件，如飞机、仪表、电动机壳体、 汽缸体、风机叶片、发动机活塞等。 2.其他铸造铝合金 铝铜合金：成分接近硬铝，可时效强化，耐热性 良好，铸造性能、耐蚀性较差。制造较高温度