第12章 有色金属及合金.ppt

第12章有色金属及其合金,铝及铝合金钛及钛合金铜及铜合金轴承合金,概述,1.定义除黑色金属钢、铁以外的所有金属。,2.性能特点具有独特的物理、化学性能。,3.分类,重金属密度＞3.5;Cu、Ni等。轻金属密度＜3.5;Al、Mg等。贵重金属;Au、Ag、Pt等。稀有金属;W、Ti、Ra、Nb等。半金属;Si、Te、B等。,,第一节铝及铝合金,一、工业纯铝,特点密度小；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。,牌号旧代号L1L2L3四位数字牌号107010601050,二、铝合金的分类,,铝合金的分类,变形铝合金,铸造铝合金,不能热处理强化,能热处理强化,,,三、铝合金的热处理,时效强化ageingstrengthening,退火anneal回归regression,1.固溶、时效,在固溶处理后的合金随时间延续而发生进一步强化的现象。,背景资料1906年德国Duralumin首次发现。1910年德国AWelmer发明并获专利。1916年用于制造飞机。1938年Guinier–Preston建立学说。,固溶处理,时效处理,自然时效,人工时效,,将铝合金加热至α单相区恒温保持，然后快速冷却。，然后快速冷却。,固溶处理后的铝合金强度随时间而变化的现象。,含4Cu的铝合金自然时效曲线,,含4Cu的铝合金的人工时效曲线,,*过时效时效温度过高合金软化,2、退火anneal,形变铝合金的退火*消除应力,硬度不变。*消除加工硬化,降低硬度,便于冷塑性加工。,铸造铝合金的退火消除应力;均匀成分;,3、回归regression,回归人工时效的铝合金再经固溶后性能恢得现象（塑性改善，强度下降）,*人工时效后的铝合金没有回归现象。,常用的铝合金,变形铝合金deationaluminumalloy铸造铝合金castaluminumalloy,三、变形铝合金deationaluminumalloy,1.防锈铝合金LFAl–Mn通过固溶强化提高铝合金的强度和抗蚀性比纯铝好。例如LF21。Al–Mg通过固溶强化提高铝合金的强度和抗蚀性比纯铝轻。例如LF2、LF6等。,2.硬铝合金LYAl–Cu–Mg通过时效强化提铝合金强度,但耐蚀性不高。LY1、LY11、LY12。,3.超硬铝合金LCAl–Zn–Mg–Cu通过时效强化和形成的强化相,使铝合金达到最高的硬度和强度。但耐蚀性较差。LC4、LC9。,飞机主起落架,4.锻铝合金LDAl–Mg–Si–Cu具有良好的热塑性,通过固溶处理和人工时效来提高铝合金的力学性能。LD5、LD6、LD10。,压气机叶片,变形铝合金牌号表示方法GB/T16474-1996,四位字符如2A1111号铝铜合金,四、铸造铝合金castaluminumalloy,铸造铝–硅合金铸造铝–铜合金铸造铝–镁合金铸造铝–锌合金,1.铸造铝–硅合金ZL101～ZL111,活塞裙部为铝硅合金,特点铸造性能好是最常用的铸铝合金,铝硅合金变质处理,变质剂2/3NaF1/3NaCl组织变化细化硅晶体性能变化强度提高、塑性改善,ZL102未变质,ZL102变质,2.铸造铝–铜合金ZL201～ZL203有较高的强度、塑性及耐热性,但铸造性能和耐蚀性较差。,铝铜合金铸造组织化染210,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。,铝镁合金铸造组织化染150,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,铸铝合金牌号表示例ZAlCu5Mn,第二节铜及铜合金,一、纯铜性能特点密度大;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,分类,工业纯铜T1～T4,无氧铜TU2,,纯铜组织金相图,,二、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。,,三、黄铜brass,普通黄铜commonbrass特殊黄铜specialbrass,（1）黄铜的力学性能与含锌量的关系,,,,1、普通黄铜commonbrass,（2）黄铜的牌号,H90,（3）常用的黄铜,金奖黄铜---H90,弹壳黄铜---H70H68,日用黄铜---H62H59,冷凝器管,2、特殊黄铜specialbrass,定义在黄铜中加入Al、Fe、Si、Cr、Ni、Sn、Mn等元素所形成的合金。,牌号,HAl59-3,常用的特殊黄铜,海军黄铜---HSn62-1,易切削黄铜---HPb59-1,四、青铜bronze,普通青铜锡青铜tinbronze特殊青铜无锡青铜tin–freebronze,青铜牌号的表示方法,ZQSn10–1,1、锡青铜tinbronze,锡青铜的性能特点,耐磨性,耐蚀性,收缩小,无磁性,不致密、易渗漏,流动性差,锡青铜的应用,弹簧、轴承、轴瓦,强度高,2、特殊青铜无锡青铜tin–freebronze,硅青铜QSi3–1,铝青铜QAl7,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。,P124一、二、四（1、4、5）,本课小结,本课作业,铝合金分类变形铝合金、铸造铝合金铝合金强化固溶处理时效强化、变质处理常用铝合金代号应用（牌号）例LF5、ZL102,铜合金分类黄铜、白铜、青铜常用铜合金代号应用（牌号）例H90、H62,