《有色金屬材》ppt課件

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1、第八章有色金屬及合金通常把鐵及其合金（鋼、鑄鐵）稱為黑色金屬材料，而把非鐵金屬及其合金稱為有色金屬材料。與黑色金屬相比，有色金屬具有許多優(yōu)良特性，例如鋁、鎂、鈦及其合金具有密度小，比強度高的特點，在飛機，汽車制造等工業(yè)中應用十分廣泛；又如銀、銅、鋁及其合金的導電性導熱性好，是電器，儀表工業(yè)不可缺少的材料。雖然有色金屬使用量少，在機械制造業(yè)中僅占4.5%左右，但它是現(xiàn)代工業(yè)中不可缺少的材料。主要用途：電線、電纜4、抗大氣腐蝕好，其表面有一層致密的氧化膜。3、面心立方晶格，強度低（σb=80-100MPa），

2、塑性好（ψ=80%），可以通過壓力加工成各種型材，與其面心立方晶體有關。2、導電性和導熱性好，僅次于銀、銅、金居第四位。特性：1、熔點低，比重小。熔點為660.4℃密度2.72第一節(jié)鋁及其合金一、工業(yè)純鋁牌號：工業(yè)純鋁牌號有L1L2……..L7數(shù)字大純度低高純鋁L01L02……L04數(shù)字大純度高。二、鋁合金及強化方法（一）概述1、合金化在純鋁中加入Si、Cu、Mg、Zn、Mn等元素，經(jīng)熱處理可使強度比純鋁提高3－4倍。2、鋁合金狀態(tài)圖（一般式）共同特點是：基本相都是鋁基?固溶體和?＋?共晶體。其中?為固溶

3、體或化合物。3、鋁合金的分類及特性根據(jù)加工工藝特性和合金元素含量可分為兩大類。即，變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金：具有良好的塑性，可進行鍛造、軋制、擠壓等壓力加工。鑄造鋁合金：流動性好，宜鑄造，不宜壓力加工。Al合金含量（SiMgCu等）溫度DL??+?變形鋁合金鑄造鋁合金熱處理不能強化熱處理能強化D/F?+L鋁合金一般相圖1、熱處理強化強化方法：固溶處理－時效強化。固溶處理：將合金加熱到溶解度曲線以上某一溫度，得到單一的固溶體組織，然后在水中迅速冷卻，使第二相來不及析出，形成過飽和固溶體。這種處理的

4、方法稱固溶處理。時效強化：固溶處理的合金在較低溫度下隨時間的延長發(fā)生進一步強化的現(xiàn)象(強度和硬度上升）稱時效硬化或時效強化。（二）鋁合金強化方法自然失效：在室溫下進行的時效稱自然時效（強度可以達到400MN/m2），人工失效：在加熱條件下進行的時效稱人工時效（100－200oC）。人工時效的效果不如自然時效效果好，但時間短。例：含4％Cu的鋁合金，固溶強化后強度為250MPa自然失效后（4－5天）達到400MPa。強化機理：在鋁的過飽和?固溶體晶格內(nèi)形成溶質(zhì)原子富集區(qū)及鋁化物且與?固溶體保持共格關系，使得

5、晶格嚴重畸變，使位錯運動受到阻礙，提高了合金的強度。2、對變形鋁合金通過冷變形加工硬化，使強度提高。3、固溶強化合金元素溶入鋁晶格中形成有限固溶體，使合金強度提高。如硅銅鎂錳等。4、加入變質(zhì)劑，進行變質(zhì)處理—細晶強化。例：Al－Si鑄造合金，澆鑄前加入2－3％鈉鹽混合物（2/3NaF+1/3NaCl-變質(zhì)劑），結(jié)晶時產(chǎn)生大量晶核，獲得細晶粒，合金的強度和塑性都得以提高。鋁硅合金變質(zhì)處理前鋁硅合金變質(zhì)處理后特點：合金元素少，熱處理強化不起作用，只能用加工硬化的方法強化。三、常用鋁合金鋁合金分為兩大類：變形鋁

6、合金、鑄造鋁合金（一）變形鋁合金變形鋁合金按其性能和用途分為：防銹鋁合金、硬鋁合金、超硬鋁合金和鍛鋁合金。1、防銹鋁主要合金元素：Mn，Mg常用牌號：LF5、LF11、LF21等L－鋁F－防銹數(shù)字－順序號用途：制造油箱、油管等。用途：制造鉚釘、螺旋槳葉片等。3、超硬鋁合金特點：可用熱處理時效強化，也可冷變形加工硬化。2、硬鋁合金主要合金元素：Cu－Mg常用牌號：LY1、LY11等。L－鋁Y－硬數(shù)字－順序號主要合金元素：Zn－Mg－Cu常用牌號:LC4LC6L－鋁C－超硬數(shù)字－順序號特點：這類鋁合金是經(jīng)固溶

7、處理和時效硬化后強度最高的一種鋁合金。用途：制造飛機大梁、蒙皮等。特點：具有良好的鍛造成型性，可固溶處理+人工時效強化。用途：制造直升飛機的葉片、航空發(fā)動機活塞。4.鍛鋁合金主要合金元素：Mg－Si－Cu,Cu－Mg－Ni常用牌號：LD5LD7L－鋁D－鍛造數(shù)字－順序號四、鑄造鋁合金用途：鑄造鋁合金主要用于制造重要的形狀復雜的鋁合金零件，例如汽車、拖拉機發(fā)動機的活塞等。合金系：Al－SiAl－CuAl－MgAl－Zn牌號表示方法：字母“ZL”＋三位數(shù)字ZL－鑄鋁;第一位數(shù)字表示合金類別1－表示鋁硅系，2－

8、表示鋁銅系3－表示鋁鎂系，4－表示鋁鋅系第二、三位數(shù)字表示順序號。例如：ZL102、ZL202、LZ302等。特點：鑄造性能好（Al-Cu合金差）1、工業(yè)純銅（又稱紫銅）物理性能：密度為8.93g/cm3，熔點為1083℃，呈面心立方晶格，表現(xiàn)出優(yōu)異的冷、熱壓力加工性能，導電、導熱性能好。強度低，不能作為結(jié)構材料使用。應用：電線、電纜第二節(jié)銅及合金2、黃銅：化學成分：主要元素是銅和鋅。含鋅量0－50％。呈淡黃色。性能特點：強度