第二章金属材料及热处理.pptVIP

二、有色金属1．铝及铝合金铝及铝合金按成材方式：可分为变形铝合金（LF、LY、LC、LD）和铸造铝合金（ZL）。按合金化系列，铝及铝合金可分为：1×××系（工业纯铝）2×××系（铝-铜）3×××（铝-锰）4×××系（铝-硅）5×××系（铝-镁）6×××系（铝-镁-硅）7×××系（铝-锌-镁-铜）8×××系（其他）等八类合金按强化方式，可分为热处理不可强化铝及铝合金（LF）及热处理强化铝合金。前者仅可变形强化，后者既可热处理强化，亦可变形强化。第60页，共114页，星期日，2025年，2月5日2．铜及铜合金常用的铜及铜合金有四种：1）纯铜因表面呈紫红色而得名，又可称红铜。它是w（Cu）不低于99.5%的工业纯铜，具有极好的导电性、导热性、良好的常温和低温塑性，以及对大气、海水和某些化学药品的耐腐蚀性。因而在工业中被广泛用于制造电工器件、电线、电缆、热交换器等。第61页，共114页，星期日，2025年，2月5日纯铜中的所有杂质都是因冶炼过程而带入，它们都不同程度地降低纯铜的各种优良性能。其中氧、硫、铅、铋等元素还能与铜形成各种脆性化合物和低熔点共晶，增加材料的冷脆性和接头中出现热裂纹的倾向性。因此，要求w（Pb）不能超过0.03%，w(Bi)不能超过.003%，含氧和含硫量分别不超过0.03%和0.01%。磷虽然也可能与铜形成脆性化合物Cu3P，但当其含量不超过它在室温铜中的最大溶解度0.4%时，反而可作为一个良好的脱氧剂而加入到铜中。纯铜的牌号及用途是根据其含氧量不同而划分的。我国生产的纯铜种类如表2-13所示，纯铜的主要物理性能及力学性能数据见表2-14，纯铜有很好的加工硬化性能。经冷加工变形，强度可提高一倍，而塑性降低好几倍。加工硬化后的纯铜可通过退火恢复其塑性，退火温度为550～600℃。第62页，共114页，星期日，2025年，2月5日2）黄铜黄铜原指由铜和锌组成的二元合金（铜锌合金），并因表面呈淡黄色而得名。黄铜具有比纯铜高得多的强度、硬度和耐腐蚀能力，并保持有一定的塑性，又能承受冷、热加工，因而作为结构材料在工业中得到广泛的应用。在普通黄铜中可加入少量锡、铅、锰、铁、硅等元素，但其总量≯4%，且固溶于铜中形成具有（α+β）双相组织的特殊黄铜，提高了黄铜的强度，耐蚀性和机加工性能，但对焊接性能不利。第63页，共114页，星期日，2025年，2月5日3）青铜青铜实际上是除铜—锌、铜—镍合金以外所有铜基合金的统称，如锡青铜、铝青铜、硅青铜和铍青铜等。为了获得某些特殊性能，青铜中还加入少量的多种其他元素。青铜的主要特点是：①青铜中所加入的合金元素量大多控制在α铜的溶解度范围内，在加热冷却过程中没有同素异构转变。只有合金含量较高的某些青铜能通过热处理来改变性能。第64页，共114页，星期日，2025年，2月5日②青铜具有比纯铜，甚至比大部分黄铜高得多的强度和耐磨性，并保持一定的塑性。③除铍青铜外，其他青铜的导热性能比纯铜和黄铜降低几倍至几十倍，并具有较窄的结晶区间，因而大大改善焊接性。青铜的上述性能使它被广泛用作耐蚀性的机械结构材料、铸件材料和堆焊材料。第65页，共114页，星期日，2025年，2月5日4）白铜白铜是铜和镍的合金。是因镍的加入使铜由紫色逐渐变白而得名。白铜是作为一种高耐蚀性能结构材料广泛应用于化工、海水工程中。在焊接结构中使用的白铜多是w(Ni)10%、20%、30%的合金。由于镍无限固溶于铜，白铜具有单一的α相组织。白铜不仅具有较好的综合力学性能，而且由于导热性接近于碳钢而变得较容易焊接，不需预热，但这些合金对于磷、硫杂质很敏感，易形成热裂纹。焊接时要严格限制这些杂质的含量。第66页，共114页，星期日，2025年，2月5日3．钛及钛合金我国现行标准按钛合金退火状态的室温平衡组织分为α钛合金、β钛合金和α+β钛合金3类，分别用TA、TB和TC表示。钛及其合金的化学成分如表2-15所示。TA2、TA7、TC4、TC10、TB2分别是α型、α+β型和β型钛合金的代表。工业纯钛由于塑性韧性好、耐腐蚀、焊接性好和易于成型等优点，在化学工业等领域得到广泛地应用，w（pd－钯）0.2%的Ti-0.2pd合金抗间隙腐蚀性能比工业纯钛好得多。【250吸氢，400吸氧，600吸氮】第67页，共114页，星期日，2025年，2月5日TA7具有良好的超低温性能，氧、氮、氢等间隙