工程材料-有色金属及其合金PPT.ppt
工程材料,3.4 有色金属及其合金,有色金属性能及特点 力学性能：高的比强度（强度/密度）；物理性能：导电性、导热性、无磁性、形状记忆特性 化学性能：耐腐蚀,铝合金及其应用,知识要点铝合金的强化方式铝合金的分类及应用,一、纯铝的性能特点及应用：轻，密度低 配置铝合金 抗大气腐蚀 包覆材料 导电导热性好 导线、电容 加工性能好 包装材料 强度低 不能作为承受载荷的结构材料应用,二、铝合金：向铝中加入合金元素 铝合金。常加的合金元素：主：Cu,Mg,Si,Zn,Mn等；微：Ti,Zr,Cr,B等；,纯铝的牌号：四位字符（以1开头，第二位表示纯铝的成分状况，第三、四位表示铝的质量分数小数点后两位数。）,2 铝合金的强化方式 变形强化（加工硬化）变质处理（细晶强化）：适合铸造铝合金 固溶强化：铝合金都有 时效强化：（重点）可热处理强化铝合金。,时效强化：铝合金淬火后在室温或者较低温度下加热保温一段时间，随时间延长其强度硬度显著增加的现象。,变质处理：常用于铸造铝合金,未变质处理的组织,变质处理的组织,1 变形铝合金（D成分以左的合金）：制成各种型材、棒料、板、管、线、箔等。,牌号：四位字符（2 0 2 0）（第一位为数字，表示铝合金组别2：铜（Cu）为主要合金元素的铝合金 3：锰（Mn)为主要合金元素的铝合金4:硅（Si）为主要合金元素的铝合金5：镁（Mg）为主要合金元素的铝合金6：镁和硅（Mg/Si)为主要合金元素的铝合金7:锌（Zn）为主要合金元素的铝合金,第二位：A/（0）原始合金其它字母表示改型合金,第三、四位：区分同一组的不同合金。无特殊意义,（1）铝铜合金（又称硬铝）成分：ALCuMg(Mn)元素作用：Cu,Mg:形成强化相（CuAL2,CuMgAL2）,时效强化。Mn提高抗腐蚀性能；固溶强化；性能：强度较高，塑性好，可时效强化。应用：主要用于飞机构件，如飞机蒙皮(2A12)、挤压成螺旋桨、叶片(2A11)等重要零件。,（2）铝锰合金（防锈铝合金）成分：ALMn（主）Mg Mn,Mg的作用：提高抗腐蚀性能及塑性，固溶强化,性能：抗蚀性高，塑性好，不能热处理强化，可冷变形强化。应用：油箱、油管（罐）、铆钉（3A21）等。,（3）铝锌合金（超硬铝）成分：AlZnCuMg特点：时效产生强烈的强化效果，强度很高（可达680MPa),缺点是耐热性、抗蚀性差。应用：飞机大梁、起落架等（7A04）（主要受力构件）,（4）铝镁合金成分：Al-Mg-(少量Mn,Si,Fe)特点：塑性好、易于变形加工，抗腐蚀性能好、焊接性能好，不能进行热处理强化。比纯铝轻。应用：航空工业中的管道、铆钉等。,2 铸造铝合金,特点：力学性能不如变形铝合金，铸造性能好，用于生产形状复杂的零件。,Al-Si系铸造铝合金（铸造性能和力学性能配合最佳）（1）简单硅铝明：ZL102（ZALSi12）组织：a+Si 共晶体 性能：铸造性能好，强度低。用途：形状复杂、受力不大的零件，如仪表外壳等。,（2）复杂(特殊）硅铝明：在ALSi基础上加入其它合金元素（Cu,Mn,Ni,Mg等）强化方式（时效强化，变质处理）。性能：铸造性能好，较高的强度和耐磨性、耐热性。应用：用于制造形状复杂中等强度的零件，如发动机活塞、气缸体、风机叶片、液压泵壳体等（代号ZL109)。,2.铸造铝 铜合金(ZL201ZL203):有较高的强度、塑性及耐热性,但铸 造性能和耐蚀性较差。,汽缸头,3.铸造铝 镁合金(ZL301、ZL302):有较高的强度、韧性及耐蚀性,但铸 造性能和耐热性较差。,鼓风机用密封件(ZL102)及抗空架件(ZL301),4.铸造铝 锌合金(ZL401、ZL402):具有良好的铸造性,经变质处理和时效处理后,强度高,但耐蚀性差。,大型空压机活塞(ZL401),三、铜及铜合金,（一）.铜的性能特点:密度大;导电及导热 性能好;抗大气腐蚀性好;塑性高;强 度低;无磁性;无打击火花;加工工艺 性好等。,（二）.纯铜的分类,工业纯铜 T1T4，编号越大，纯度越低。,无氧铜 TU2,（三）铜合金的分类,黄铜:Cu Zn,白铜:Cu Ni,青铜:除黄铜和白 铜外的所有 铜合金。,黄铜(brass),普通黄铜(common brass)特殊黄铜(special brass),1.黄铜的力学性能与含锌量的关系,2.黄铜的牌号,(Z)H 90,3.常用的黄铜,金奖黄铜-H90,弹壳黄铜-H70(H68),日用黄铜-H62(H59),冷凝器管,二)特殊黄铜(special brass),1.定义:在黄铜中加入Al、Fe、Si、Cr、Ni、Sn、Mn 等元素所形成的合金。,2.牌号:,H Al 59-3,3.常用的特殊黄铜,海军黄铜-HSn62-1,易切削黄铜-HPb59-1,4.黄铜的自裂与脱锌:自裂-应力腐蚀:黄铜在塑性变形后产 生较大应力,在潮湿空气中或在微 量氨的气份中发生应力腐蚀。含 锌量越高,应力腐蚀倾向越大。,脱锌-锌的电极电位远低于铜,所以在 盐水中黄铜极易发生电化学腐蚀。,5.黄铜的热处理:,去应力退火:在200300左右退 火,提高塑性和弹性极 限,消除应力腐蚀。,再结晶退火:在500700左右退 火,消除加工硬化,恢复 塑性。,二.青铜(bronze),普通青铜(锡青铜)(tin bronze)特殊青铜(无锡青铜)(tin free bronze),青铜牌号的表示方法,Z Q Sn10 1,一)锡青铜(tin bronze),二)特殊青铜(无锡青铜)(tin free bronze),1.硅青铜:QSi3 1,2.铝青铜:QAl7,3.铍青铜:QBe2;具有非常好的力学 性能。用于制造重要、精 密、高温、高速下工作的 零件。,
