第8章 有色金属及粉末冶金材料
粉末冶金材料的分类及应用
粉末冶金材料的分类及应用粉末冶金材料的分类及应用粉末冶金材料的分类及应用【摘要】粉末冶金材料有着传统熔铸工艺不能获取的独特化学成分及物理性能，且具有一次成型等特点，因此被广泛应用。
本文主要从粉末冶金材料的主要分类入手，重点对其应用进行了阐述，希望给行业相关人士一定的参考和借鉴。
【关键词】：粉末冶金;材料;分类;应用0.引言所谓的粉末冶金材料指的是用几种金属粉末或者金属与非金属粉末为原料，通过配比、压制成型以及烧结等特殊工艺制成的各类材料的总称，而这种与熔炼和铸造明显不同的工艺也被统称为粉末冶金法。
因其生产流程与陶瓷制品比较类似，所以又被称为金属陶瓷法。
就目前而言，粉末冶金法不单是用来制取某些特殊材料的方法，也是一种优质的少切屑或者无切屑方法，且其具有材料利用率高、生产效率高，节省占地面积及机床等优点。
然而粉末冶金法也并非万能之法，其无论是金属粉末还是模具都有着较高的成本，且制品的形状和大小都受到一定的限制。
1.粉末冶金材料的主要分类1.1传统的粉末冶金材料第一，铁基粉末冶金材料。
作为最传统也是最基本的粉末冶金材料，其在汽车制造行业的应用最为普遍，并随着经济的迅猛发展，汽车工业的不断扩大，铁基粉末冶金材料的应用范围也就变得越来越广阔，因此其需求量也越来越大。
与此同时，铁基粉末冶金材料对其他行业来说也非常重要。
第二，铜基粉末冶金材料。
众所周知，经过烧结铜基制作的零件抗腐蚀性相对来说比较好，且其表面光滑没有磁性干扰。
用来做铜基粉末冶金材料的主要材料有：烧结的青铜材质、黄铜材质以及铜镍合金材料等，此外还有少量的具有弥散性的强化铜等材质。
在现代，铜基粉末冶金材料主要备用到电工器件、机械设备零件等各个制造类领域中，同时也对过滤器、催化剂以及电刷等有一定的作用。
第三，难熔金属材料。
因这类材料的熔点、硬度、强度都比较高，因此其主要成分为难熔性的金属及金属合金复合材料，主要被应用国防、航空航天以及和研究领域等。
第四，硬质合金材料。
金属及粉末冶金
自主知识产 权 的多元复 合稀 土钨 电极 全套 产业化 技术 ， 可
以实现对 钍钨 电极 的替 代
。
市 和地 区的共 １６ 企业和 项 目在 ２０ 稀土产 品暨 专利展 ４个 ０７
览会上参展 ， 展示 了近三年 来 国内外稀 土产 业最 新应用 技 术、 成果和产 品 。
、
钨 电极是 一类 广 泛应 用于 氩 弧焊 等离 子体焊 接 、 喷
我国 自主研制 的多元复合稀土钨 电极 实现产业化
近 日 国家 “ 十五 ” ６ 计 划课题 “ ８３ 多元复合 稀土钨 电极
，
材料产业 化关键 技术研 究” 通过产学研 合作 ， 研制 出了具有
氢 材料 等领域进 行交 流 。
与此 同时 ， 自北京 、 来 上海 、 浙江 、 苏、 江 湖北 等 １个省 、 ０
需要 ， 是提 高产 业 自主 创新 能力 的需要 ， 也是 企业 自我发
产量 持续增 长 ， 主要品种保持较高水平 ， 效益水平继续提高 。
舒 血Ｈ 产 螋
ＮＯ． ０ ７ ９２ ０
维普资讯
数据显 示 ， 上半年 ，０ 有色 金属产量 １９ 万 吨 ， １种 ０７ 同比 增 长２ ．％。 产 品价格 和产量 增 长的 因素下 ， 至５ ， ４１ 在 １ 月 规 模 以上 企业 主营业务 收入 ６ １ 亿元 ， ８２ 同比增 长４ ．％； ７ ３ 实现 利 润５ ５ １ 亿元 ， 长 １ １ 元 ， 长４ ． ％。 增 ５亿 增 １３ “ 但值 得注 意 的是 ， 上半年 有 色金属行 业结 构调整 、 淘 汰落后工作 进展缓慢 。 国家发改委 有关负责人表 示 。 中国 ” （ 有 色金属 科技信 息 网 ）
团、 中南大学冶金学 院 、 中国科学院长春应化研 究所等 １ 个 ５
粉末冶金
举例说明两种粉末冶金材料特点及其应用？
在固态下制 取粉末的方法包括
4.粉末冶金的优点
（3）粉末冶金能生产用普通熔炼法无法 生产的具有特殊性能的材料。
a、能控制制品的孔隙度。例如：多孔含油轴承等 b、能利用金属和金属、金属和非金属的组合效果， 生产各种特殊性能的材料。 c、能生产各种复合材料。例如：金属陶瓷、硬质合 金、弥散强化材料等 绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料 只能用粉末冶金方法来制造。
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粉末冶金与铸造技术比较
粉末冶金优势：
铸造优势：
① 粉末冶金制件表面光洁度高； ① 形状不受限制； ② 制造的尺寸公差很窄，尺寸 ② 适于制造大型零件； 精确； ③ 零件生产批量小时，经济； ③ 合金化与制取复合材料的 ④ 一般说来，工、模具费用低 可能性大 ④ 组织均一（无偏聚、砂眼、 缩孔）、力学性能可靠； ⑤ 在经济上，粉末冶金工艺 能耗小。
德里柱表面上刻的碑文
德里柱最早是耆那教神庙建 筑群，27座神庙之中某间房 屋的一根柱子。 十三世纪初，神庙全部被毁， 并将拆毁后的材料，拿来兴 建宫殿与清真寺。 德里铁柱是剩余的建材，因 此被移到现址。在印度的达 哈、辛哈勒斯、克那拉克都 发现竖有相同技术的古铁柱
德里铁柱少有锈蚀的原因
4.粉末冶金的优点
（1）粉末冶金方法生产的某些材料， 与普通熔炼法相比，性能优越。
粉末冶金技术通常粉末冶金零件表面光洁、尺寸 精确，与铸造相比，可以最大限度地减少合金成 分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织。 生产难熔金属材料或制品，一般要依靠粉末冶金 法。例如：钨、钼等。
《金属材料与热处理》-授课计划
2
实验一：金属材料的硬度试验
力学实验室
十四
2
实验二：碳钢的热处理
金工实习室
学生成绩考核计划：采取闭卷考核方式进行考核。平时成绩占30%，期末考试成绩占70%。
教研室主任
审核
系（部）主任
审核
教务处处长
审核
填写日期：2012年9月15日
教学授课计划表
月日
周次
授课章节与内容提要
授课形式
课时
作业
备注
10月
9日
6周
1．1金属材料的机械性能
讲授
讨论
2
1-2
力学性能
10月
12日
6周
1．2金属材料的其他性能
讲授
讨论
2
4-7
4-8
表面热处理
化学热处理
12月
7日
14周
5．1概述
5．2合金元素对钢的影响
讲授
讲练
2
5-3
5-4
合金铁素体
合金碳化物
12月
11日
15周
5．3合金结构钢
讲授
讨论
2
5-6
5-7
合金结构钢
12月
14日
15周
5．4合金工具钢
讲授
情景
2
5-13
合金工具钢
12月
18日
16周
5．5特殊性能钢
讲授
XXXXXX学院学期授课计划
2012――2013学年第一学期
课程
名称
金属材料与热处理
专业名称
化工设备维修技术
任课
教师
班级名称
D12化机班
采用教材名
有色金属冶金课件
某锌矿的湿法冶炼技术改造
总结词
通过将原有的火法冶炼技术改造为湿法冶炼技术，有 效提高了锌的回收率和生产效率，降低了生产成本。
详细描述
该锌矿原有的冶炼技术为火法冶炼，但存在一些问题， 如锌的回收率不高、生产效率低下等。为了解决这些 问题，我们对冶炼技术进行了改造，将其变为湿法冶 炼。具体措施包括：采用新型高效的浸出和萃取设备 和技术、优化湿法冶炼工艺参数、采用新型高效的耐 腐蚀材料等。经过改造后，锌的回收率得到了显著提 高，生产效率也得到了较大提升，同时生产成本得到 了有效降低。
铝冶金化学反应：铝冶金主要涉及的 化学反应包括氧化还原反应、沉淀反 应和电化学反应。其中，氧化还原反 应是铝土矿中的氧化铝与碳反应生成 氧化铝和二氧化碳的过程；沉淀反应 是氧化铝与碳酸钠反应生成氢氧化铝 和碳酸钠的过程；电化学反应则是将 铝离子还原为金属铝的过程。
铝冶金物理过程：铝冶金物理过程包 括矿石破碎、磨细、浮选、熔炼、电 解等步骤。其中，矿石破碎是将大块 矿石破碎成小块，便于后续处理；磨 细是将矿石细磨成粉末，提高反应效 率；浮选是将矿石中的有用成分与杂 质分离；熔炼是将矿石中的氧化铝和 碳在高温下反应生成液态的氧化铝； 电解则是将液态的氧化铝在电流的作 用下还原为金属铝。
有色金属冶金课件
• 有色金属冶金概述 • 铜冶金
• 有色金属冶金的挑战与前景 • 有色金属冶金案例分析
目录
PART 01
有色金属冶金概述
定义与分类
定义
有色金属冶金是指通过一系列物理和 化学过程，从矿石或精矿中提取和纯 化有色金属及其化合物的过程。
分类
根据提取的金属种类，有色金属冶金 可分为轻金属冶金、重金属冶金、稀 土金属冶金等。
THANKS
《材料工程基础》课件——第八章 材料的连接
工件 接触引弧
钢焊条焊接钢材时的焊 接电弧
焊接电弧是在电极和工件间的气体介质中长时间放电的现象。 电弧引燃时，弧柱中充满了高温电离气体，发出大量的光和热
手工电弧焊的焊接过程
焊缝附近 基体金属
焊条
焊芯 药皮
电
电
弧
弧
熔化 焊缝
熔 渣 CO2↑ 保护熔池
手工电弧焊的优缺点
优点：设备简单，易于维护，使用灵活；适于多种 钢材和有色金属等，是应用最广泛的焊接方法。
熔炼焊剂：在熔炼炉中制备，成分均匀，适 于大量生产；
陶瓷焊剂：利用粉末冶金工艺制备，颗粒强 度低。
埋弧自动焊的特点
焊接质量高且稳定； 熔深大，节省焊接材料； 无弧光，无金属飞溅，焊接烟雾少； 自动化操作，生产效率高。 设备昂贵，工艺复杂，适于长的直线焊缝和圆筒形
工件的纵、环焊缝的批量生产。
栓接
由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部分组成的一类 紧固件，需与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零 件。 这种连接形式就称为螺栓连接，即栓接。如把螺母从 螺栓上旋下，又可以
使这两个零件分开， 故螺栓连接是属于可 拆卸连接。
焊接
焊接是一种永久性连接金属材料的工艺方法。焊接 过程的实质是用加热或加压等手段，借助于金属原 子的结合与扩散作用，使分离的金属材料牢固地连 接起来。
硬钎焊
硬钎焊是指使用的钎料熔点高于480℃的钎焊。其主 要加热方式有：火焰加热、电阻加热、感应加热、 炉内加热、盐浴加热等。软钎焊的接头强度不高 （＞800MPa）。
硬钎焊所用的钎剂主要有：硼砂、硼酸和氟化物等。 硬钎料主要用于钎焊受力大，工作温度较高的工件。
钎焊接头的形成过程
钎焊接头的形成包括两个过程： ⑴ 钎料熔化和流入、填充接头间歇形成钎料充满焊缝
机械制造基础第八章有色金属及其合金习题解答
第八章有色金属及其合金习题解答8-1变形铝合金和铸造铝合金是怎样区分的？热处理能强化铝合金和热处理不能强化铝合金是根据什么确定的?答：1、两者依相图进行区分，会发生共晶转变的是铸造铝合金，加温后可得到单固溶体的是变形铝合金。
2、铝合金其固溶体的溶解度不随温度而变化，故不能用热处理方法强化，称为不能用热处理强化合金；铝合金其固溶体的溶解度随温度而变化，可用热处理方法强化，称为能用热处理强化合金。
8-2 试述各种变形铝合金的特性和用途。
答：列表进行阐述和比较：8-3 铸造铝合金中哪种系列应用最广泛? 用变质处理提高铸造铝合金性能的原理是什么?答：应用最广的是铝硅系铸造铝合金，其代号为ZL101。
变质处理的原理是：是在合金浇注前，向液态合金中加入占合金的质量分数为2％～3％的变质剂(2／3的氟化钠和1／3的氯化钠的混和物) 以细化共晶组织，从而显著提高合金的强度和塑性(强度提高30％～40％，伸长率提高1％～2％)的一种方法。
8-4 铝合金的强化措施有哪些? 铝合金的淬火与钢的淬火有什么不同?答：铝合金强化措施有形变强化、固溶-时效、变质处理。
铝合金的淬火是将能热处理强化的变形铝合金加热到某一温度，保温获得均匀一致的α固溶体后，在水中急冷下来，使α固溶体来不及发生脱溶反应。
这样的热处理工艺称为铝合金的固溶处理。
经过固溶处理的铝合金，在常温下其α固溶体处于不稳定的过饱和状态，具有析出第二相，过渡到稳定的非过饱和状态的趋向。
由于不稳定固溶体在析出第二相过程中会导致晶格畸变，从而使合金的强度和硬度得到显著提高，而塑性则明显下降。
这种力学性能在固溶处理后随时间而发生显著变化的现象称为“时效强化”或“时效”。
而钢淬火后则需进行回火。
8-5 什么是黄铜? 为什么黄铜中的锌含量不大于45％?答：黄铜是指铜-锌合金。
黄铜中的锌含量超过45%，将会产生脆性，使合金性能变坏，所以黄铜中的锌含量不大于45%。
8-6 什么是锡青铜？它有何性能特点? 为什么工业用锡青铜的锡含量为3％～14％?答：以锡为主加元素的铜合金为锡青铜。
机械工程材料与热处理-精品
第一章金属材料的力学性能•工程上将材料抵抗弹性变形的能力称为刚度。
•强度是指金属材料在静力作用下，抵抗永久变形和断裂的性能。
•抗拉强度。
b是材料在破断前所承受的最大应力值。
•塑性是指金属材料在静力作用下，产生塑性变形而不破坏的能力。
•塑性指标：伸长率和断面收缩率。
•硬度是衡量金属材料软硬程度的指标。
•硬度包括：布氏硬度（HBW）、维氏硬度（HV）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）第二章金属与合金的晶体结构•在晶体中，原子（或分子）按一定的几何规律作周期性地排列。
•这种抽象的、用于描述原子在晶体中排列形式的几何空间格架，简称晶格。
•能够完全反应晶格特征的、最小的几何单元称为晶胞。
•原子半径：晶胞中原子密度最大方向上相邻原子间距地一半。
•配位数：晶格中与任一原子距离最近且相等的原子数目。
•致密度：K二箸（n为原子个数）V照•晶面指数确定方法：（工）设坐标（2）求截距（3）取倒数（4）化整数（5）列括□•晶向指数确定方法：（1）设坐标（2）求坐标值（3）化整数（5）列括号•晶体缺陷包括：点缺陷（空位、间隙、置换）、线缺陷（刃型位错、螺型位错）、面缺陷（晶界、亚晶界）第三章金属与合金的结晶•金属的实际结晶温度Tn低于理论结晶温度T。
的现象，称为过冷现象。
理论结晶温度与实际结晶温度的差4T称为过冷度，过冷度△!'二To・Tn•实践证明，金属总是在一定的过冷度下结晶的，过冷是结晶的必要条件。
同一金属，结晶时冷却速度越大，过冷度越大，金属的实际结晶温度越低。
•纯金属的结晶过程是在冷却曲线上平台所经历的这段时间内发生的。
它是不断形成晶核和晶核不断长大的过程。
•细化晶粒的方法：在增加过冷度②变质处理③附加振动•共晶反应和a+B相互转化（恒温下由一个液相同时结晶出两个成分结构不同的固相）⑦渗碳体+奥氏体一莱氏体•共析反应：、和a+B相互转化（恒温下由一个固相同时析出两个成分结构不同的固相）/铁素体+渗碳体一珠光体•包晶反应：L+a和B相互转化（恒温下由一个液相包着一个固相生成另一个新的固相）•过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？答：过冷度和冷却速度是两个不同的概念。
设计材料及加工工艺+答案
2014设计材料及加工工艺期末总结第一章概论1.产品造型设计的三个要素及相互关系。
产品设计的三要素：产品的功能、产品的形态、材料与工艺功能与形态建立在材料与工艺基础上，各种材料的的特性因加工特性不同而体现出不同的材质美，从而影响产品造型设计。
2.材料的特性有哪些？固有特性：物理特性：(1)物理性能：密度、硬度(2)(力学)机械性能：强度、弹性和塑性、脆性和韧性、刚度、耐磨性等(3)热性能：导热性、耐热性、热胀性、耐燃性、耐火性(4)电性能：导电性、电绝缘性(5)磁性能：铁磁性、顺磁性、抗磁性(6)光性能：对光的反射、折射、透射化学特性：(1)抗氧化性(2)耐腐蚀性(3)耐候性派生特性：（1）加工特性（2）感觉特性（3）环境特性（4）经济性第二章材料的工艺特性1 什么是材料的工艺性？材料适应各种工艺处理要求的能力。
材料的工艺性包括成型加工工艺、连接工艺、表面处理工艺2 材料成型加工工艺的选择。
（1）去除成形（减法成形）在坯料成形过程中，将多余部分去除而获得所需形态，如车削、铣削、刨削、磨削等。
（2）堆积成形（加法成形）通过原料堆积获得所需形态。
如铸造、焙烧、压制、注射成型。
（3）塑性成形坯料在成形过程中不发生重量变化，只有形状的变化，如弯曲、压制、压延等。
3 材料表面处理的目的、工艺类型及选择。
表面处理的目的:（1）保护产品（2) 赋予产品一定的感觉特性工艺类型及选择A 表面精加工工艺技术：研磨、抛光、喷砂、蚀刻效果：平滑、光亮、肌理B 表面层改质工艺技术：化学处理、阳极氧化效果：特定的色彩、光泽C 表面被覆技术：镀层、涂层（PVD、CVD）、珐琅、表面覆贴效果：覆盖产品材料，表面呈现覆贴材料的效果。
4 快速成型的原理及特点，了解几种快速成型技术。
快速成型的原理：是基于离散、堆积原理而实现快速加工原型或零件的加工技术。
过程：1）利用计算机辅助设计（CAD）技术，建立零件的三维模型；2）对该三维（3D）模型进行分层离散处理，将三维模型数据变成二维(2D)平面数据。
金属及粉末冶金
有 限公 司 （ 以下简称 中 国铝业 ） 已与马来 西亚矿业公 司和沙 特本拉 登集 团就 三方合 资在沙特 杰赞经济 城建设 年产能为
以 料科 进步 牵 瞄 世 前 面 全 需 立 材 技 为 引， 准 界 沿， 向 国 求， 足
宁波、 服务浙江、 辐射 ‘ 长三角 ”而建立的。 ’ 筹建 ３ 年多来 ， 宁波 材料所先后部署 了磁性材料 与先进 机 电装备、 高分 子材料及 其复合材料 、 功能材 料与纳米器件 、 表面工程与再 制造技术 以 及新能源材料相 关技术等５ 主要领域 。 中国聚合物 网） 个 （
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总投资约３亿美元， ０ 中国铝业为最大股东。 目 项 拟采用中国
铝业 公司拥有 自主知识 产权 的３０ Ａ电解铝技术 和配套碳 ５ｋ 素技 术 三方 已达成 共识 ， 中国铝业 向合 资项 目提供 技术 、 设计 、 备及 项 目管 理 和生 产管 理 经验 并负 责产 品销售 。 设
１ ０ 吨 电解铝 厂事 宜达成 共 识 ， 万 ０ 并就成 立合 资企 业 一 一中 沙杰赞 铝业 公 司签 订了框 架性合 作 协议 ， 沙特政府 投 资总
维普资讯
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中科院 宁波材料技术 与工程研究所成立
中国科学 院宁 波材料 技术 与 工程研 究所 ， 日前 在 宁波 成 立。 是 中国科 学院 、 这 浙江省和 宁波市在 经济发达地 区共 同建立 国家级 研究 机构 的重要 举措 ， 旨在 集成 新材料 领域 先进 技术 、 创建技术转 化平 台 ， 国家和 区域社会 经济 的可 为
粉末冶金材料的分类和牌号表示方法综合版【精选】
粉末冶金材料牌号表示方法在粉末冶金行业，大家都非常熟悉“粉末冶金材料牌号”这个词，在众多的粉末冶金材料中，依靠牌号对其进行区分已经成为业界不成文的规定。
根据中国人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会发布的《粉末冶金材料分类和牌号表示方法》，小编今天带大家来了解一下粉末冶金材料牌号中那些不同的字符都代表了怎样的意义。
粉末冶金材料按照用途和特征的不同主要分为九大类，分别是：结构材料类、摩擦材料类和减磨材料类、多孔材料类、工具材料类、难熔材料和耐热材料类、耐蚀材料和耐热材料类、电工材料类、磁性材料类以及其他材料类。
在个大类粉末冶金材料下，按照用途和性质的不同又分为若干小类，必须采用一种简单易懂的科学表示方法才能如此众多的材料种类标识清楚，使人们能够顺利而方便地在生产实践中应用这些材料及其制品。
《粉末冶金材料分类和牌号表示方法》中采用由汉语拼音字母和阿拉伯数字组成的六位符号体系表示材料的牌号，排在第一位的是汉语拼音“F”，表示粉末冶金材料;排在第二位的是阿拉伯数字“0，1，2，3…”代表着材料所属的大类;排在第三位的是阿拉伯数字“0，1，2，3…”分别表示大类中各材料所属的小类;排在第四位的是两位阿拉伯数字“00，01，02，03…”表示同一小类中每种材料的顺序号;排在最后一位的是汉语拼音字母，它代表了材料的状态或特性。
例如，结构类材料的牌号通式为：F0xXXX ，该符号中含义及相应的细分类别就如上所述，分别代表了不同的意义。
粉末冶金材料应该统一分类，牌号也应统一编制和管理，只有这样才能在全行业形成一种通用的，比较科学的材料表示方法。
随着近年来PIM 等新型粉末冶金工艺的出现和应用，粉末冶金材料具有科学的牌号表示方法在工业生产和应用中也越来越重要。
粉末冶金材料：/牌号密度(g/cm 3)Fe CCuNi Sn Cr Mo其他合计SMF10106.2以上余1以下SMF10156.8以上余1以下SMF10207.0以上余1以下SMF20156.2以上余0.5～31以下SMF20256.6以上余0.5～31以下SMF20306.8以上余0.5～31以下SMF30106.2以上余0.2～0.61以下SMF30206.4以上余0.4～0.81以下SMF30306.6以上余0.4～0.81以下1 1628SMF3035 6.8以上余0.4～0.81以下SMF4020 6.2以上余0.2～1.01～51以下SMF4030 6.4以上余0.2～1.01～51以下SMF4040 6.6以上余0.2～1.01～51以下SMF4050 6.8以上余0.2～1.01～51以下4SMF5030 6.6以上余0.8以下0.5～31～51以下SMF5040 6.8以上余0.8以下0.5～32～81以下SMF60407.2以上余0.3以下15～254以下SMF60557.2以上余0.3～0.715～254以下SMF60657.4以上余0.3～0.715～254以下SMF7020 6.6以上余1～51以下SMF7025 6.8以上余1～51以下SMF8035 6.6以上余0.4～0.81～51以下SMF8040 6.8以上余0.4～0.81～51以下SMS1025 6.4以上余0.08以下8～1416～202～33以下1SMS1035 6.8以上余0.08以下8～1416～202～33以下SMS2025 6.4以上余0.2以下12～143以下SMS235 6.8以上余0.2以下12～143以下SMK1010 6.8以上 1.5以下余9～112以下SMK1015 6.2以上 1.5以下余9～112以下注：SMS1种相当SUS316和SUS304,SMS2种相当SUS410注：SBF 系的碳是化合碳，SBK 系的碳是游离石墨烧结铁铜合金和烧结铜钢牌号FeCuC其他合计FC-020093.8～98.51.5～3.90～0.32以下FC-020593.5～98.21.5～3.90.3～0.62以下FC-020893.2～97.91.5～3.90.6～0.92以下FC-050594.4～95.74.0～6.00.3～0.62以下FC-050891.1～95.44.0～6.00.6～0.92以下FC-080888.1～90.47.0～9.00.6～0.92以下FC-100087.2～90.59.5～10.50～0.32以下烧结镍合金和烧结镍钢(有扭力要求)牌号FeNiCCuFN-020092.2～99.01.0～3.00～0.30～2.5FN-020591.9～98.71.0～3.00.3～0.60～2.5牌号含油率FeC （化合碳）CuSnPbZn其他合计SBF111818％以上余3以下SBF211818％以上余5以下3以下SBF221818％以上余18～253以下SBF311818％以上余0.2～0.63以下SBF411818％以上余0.2～0.65以下3以下SBF511010％以上余5以下3～103以下SBK111212-18％以上<12以下残8～110.5以下SBK121818％以上<12以下残8～110.5以下SBK211818％以上<12以下残6～105以下5以下0.5以下 4 11 01628FN-020891.6～98.41.0～3.00.6～0.90～2.5FC-050589.6～96.7 3.0～5.50.3～0.60～2.5FC-050889.6～96.4 3.0～5.50.6～0.90～2.5烧结低合金钢牌号FeCNiMo其他合计FL-420595.9～98.70.4～0.70.35～0.550.50～0.852以下FC-020594.5～97.50.4～0.71.70～2.000.40～0.802以下烧结渗铜铁金和烧结渗铜钢牌号FeCuC (可根据铁相来估计化合碳)其他合计FX-100082.8～92.08.0～14.90～0.32以下FX-100582.5～91.78.0～14.90.3～0.62以下FX-100882.2～91.48.0～14.90.6～0.92以下FX-200072.7～85.015.0～25.00～0.32以下FX-200572.4～84.715.0～25.00.3～0.62以下FX-200872.1～84.415.0～25.00.6～0.92以下烧结不锈钢牌号FeCrNiMnSiSCPMoN SS-303N1,N2余17-198-130-20-10.15-0.30-0.150-0.20.2-0.6SS-303L余17-198-130-20-10.15-0.30-0.030-0.2SS-304N1,N2余18-208-120-20-10-0.030-0.080-0.0450.2-0.6SS-304L余18-208-120-20-10-0.030-0.030-0.045SS-316N1,N2余16-1810-140-20-10-0.030-0.080-0.0452-30.2-0.6SS-316L余16-1810-140-20-10-0.030-0.030-0.0452-3SS-410余17-1911.5-130-10 -0.030-0.250-0.040.2-0.6其他元素和最大为2％4 11 01628烧结黄铜、烧结青铜、烧结锌白铜牌号Cu Zn Pb Sn Ni CZP-1002FX-1005FX-10084FX-2000FX-2005FX-2008粉末冶金材料的分类和牌号表示方法标准简析张宪铭张江峰（全国有色粉末冶金分标准化技术委员会，北京，100814）摘要对国家标准《粉末冶金材料分类和牌号表示方法》的修订情况及标准内容作了介绍和分析，该标准的实施提出了措施和建议。
《机械制造基础》教材目录
《机械制造基础》教材目录绪论第1章工程材料1.1 材料的物理、化学及机械性能一、物理性能二、化学性能三、金属材料试验与金属材料的机械性能1.2 钢的热处理一、铁碳相图二、钢的热处理方法1.3 钢铁材料一、钢的分类二、碳素钢三、合金钢四、铸铁1.4 有色金属一、铝及铝合金二、铜及铜合金三、钛及钛合金四、轴承合金五、粉末冶金材料1.5 非金属材料一、陶瓷二、高分子材料三、复合材料1.6 主要材料的加工性能一、主要机械材料的加工性能二、材料的选用第2章铸造2.1 砂型铸造一、造型材料二、砂型三、浇注系统、冒口及溢放口四、造型2.2 特种铸造一、金属材料铸造二、压力铸造三、离心铸造四、熔模铸造五、特种铸造的特点和应用2.3 铸件的清理与检验第3章塑性加工3.1 塑性加工概述3.2 金属热变形加工一、锻造二、轧制三、其他热变形加工法3.3 冲压第4章焊接4.1 焊接概述4.2 气焊4.3 电弧焊4.4 其他焊接方法一、电阻焊二、钎焊三、特殊焊接第5章切削加工5.1 切削加工概述5.2 切削基本原理5.3 切削液第6章常用加工机械6.1 车床6.2 钻床与镗床一、钻床二、镗床6.3 刨床6.4 铣床6.5 磨床第7章螺纹及齿轮制造7.1 螺纹加工7.2 齿轮加工第8章特种加工8.1粉末冶金加工8.2 电火花加工8.3 电镀加工8.4 特殊切削加工简介第9章计算机辅助制造9.1 数控加工基础9.2 生产自动化9.3 机械制造的展望第10章新兴制造技术10.1 半导体制造简介10.2 微细制造简介10.3 其他制造技术。
粉末冶金材料的分类及应用
粉末冶金材料的分类及应用粉末冶金制备技术已经应用在金属材料、有色金属材料和合金以及非金属材料 You can answer the question for a1word1.金属粉末：包括钢材粉末，铝材粉末，铜材粉末，硅钢粉末，钨钢粉末，铌钢粉末，镍基合金粉末等金属材料，用于重力冶金，无损冶金成形，热喷涂，激光熔覆等工艺。
2.有色金属粉末：以金、银、铂族金属和稀土为主的有色金属粉末，可用于珠宝行业，电子制造等行业，例如：铂粒子粉末，金粒子粉末，银粒子粉末，稀土元素粉末等。
3.合金粉末：主要由钢、铝、铜、钛等不同金属元素构成的合金粉末，用于耐热合金的热喷涂、焊接材料的制备及航空航天、汽车等用途，如：钛基合金粉末，铝基合金粉末，高温合金粉末等。
4.非金属粉末：如氧化铝，氧化铬，硅酸盐，氮化硅，金刚石，碳纤维等，用于无损冶金，纳米加工，锻炼成形，高温耐火，特种表面处理等领域。
1.电子行业：电子行业中经常使用的材料包括铁氧体材料，热稳定性陶瓷材料，介质材料，接触材料等，其中有色金属粉末可以用于涂覆层的制造，耐电强度较高，耐磨性能也很好，所以经常常用于电子设备的制造。
2.汽车行业：粉末冶金技术可以用于汽车零部件，不锈钢汽车零部件，表面光洁度高，硬度高，耐腐蚀性能好，所以可以大大减少汽车零部件的磨损和损坏，大大延长服役寿命。
3.航空航天行业：粉末冶金材料可用于燃气喷头的精加工，采用粉末冶金技术可以有效降低重量，减少空气阻力，提升机体性能。
此外，还可以制备耐高温，耐压，耐冲击和耐腐蚀的合金部件，降低飞行风险。
4.纳米技术：粉末冶金技术可用于纳米加工，制备纳米晶体材料，例如金属纳米结构，金属氧化物纳米晶体材料，有机无机杂化材料等，具有催化，化学传感，生物传感等多种性能，用于医药研究和生物传感器的开发。
有色金属与粉末冶金材料
有色金属与粉末冶金材料金属材料分为黑色金属和有色金属两大类。
黑色金属主要是指钢和铸铁。
而把其余金属，如铝、铜、锌、镁、铅、钛、锡等及其合金统称为有色金属。
与黑色金属相比，有色金属及其合金具有许多特殊的力学、物理和化学性能。
因此，在空间技术、原子能、计算机等新型工业部门中有色金属材料应用很广泛。
例如，铝、镁、钛等金属及其合金，具有比密度小、比强度高的特点，在航天航空工业、汽车制造、船舶制造等方面应用十分广泛。
银、铜、铝等金属，导电性能和导热性能优良，是电器工业和仪表工业不可缺少的材料。
第一节铝及铝合金一、工业纯铝1．工业纯铝性能工业上使用的纯铝，一般指其纯度为99%~99.99%。
纯铝具有下述性能特点：（1）纯铝的密度较小；熔点为660℃；具有面心立方晶格；无同素异晶转变。
（2）纯铝的导电性、导热性很高，仅次于银、铜、金。
（3）纯铝是无磁性、无火花材料，而且反射性能好，既可反射可见光，也可反射紫外线。
（4）纯铝的强度很低，但塑性很高。
通过加工硬化，可使纯铝的硬度提高，但塑性下降。
（5）在空气中，铝的表面可生成致密的氧化膜，在大气中具有良好的耐蚀性，但铝不能耐酸、碱、盐的腐蚀。
工业纯铝的主要用途是：代替贵重的铜合金，制作导线；配制各种铝合金以及制作要求质轻、导热或耐大气腐蚀但强度要求不高的器具。
2．工业纯铝分类工业纯铝分为纯铝和高纯铝两类。
纯铝分未压力加工产品（铸造纯铝）及压力加工产品（变形铝）两种。
铸造纯铝牌号由“Z”和铝的化学元素符号及表明铝含量的数字组成，例如ZA199.5表示w Al=99.5%的铸造纯铝；变形铝按GB/T16474—1996规定，其牌号用四位字符体系的方法命名，即用1×××表示，牌号的最后两位数字表示最低铝百分含量中小数点后面两位数字，牌号第二位的字母表示原始纯铝的改型情况，如果字母为A，则表示为原始纯铝。
例如，牌号1A30的变形铝表示w Al =99.30%的原始纯铝，若为其他字母，则表示为原始纯铝的改型。
粉末冶金材料的分类及应用
粉末冶金材料的分类及应用粉末冶金材料是指用几种金属粉末或金属与非金属粉末作原料，通过配料、压制成形、烧结等工艺过程而制成的材料。
这种工艺过程称为粉末冶金法，是一种不同于熔炼和铸造的方法。
其生产过程与陶瓷制品相类似，所以又称金属陶瓷法。
粉末冶金法不仅是制取具有某些特殊性能材料的方法，也是一种无切屑或少切屑的加工方法。
它具有生产率高、材料利用率高、节省机床和生产占地面积等优点。
但金属粉末和模具费用高，制品大小和形状受到一定限制，制品的韧性较差。
粉末冶金法常用于制作硬质合金、减摩材料、结构材料、摩擦材料、难熔金属材料、过滤材料、金属陶瓷、无偏析高速工具钢、磁性材料、耐热材料等。
粉末冶金的生产过程(1)生产粉末。
粉末的生产过程包括粉末的制取、粉料的混合等步骤。
为改善粉末的成型性和可塑性通常加入汽油、橡胶或石蜡等增塑剂。
(2)压制成型。
粉末在500~600MPa压力下，压成所需形状。
(3)烧结。
在保护气氛的高温炉或真空炉中进行。
烧结不同于金属熔化，烧结时至少有一种元素仍处于固态。
烧结过程中粉末颗粒间通过扩散、再结晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化学过程，成为具有一定孔隙度的冶金产品。
(4)后处理。
一般情况下，烧结好的制件可直接使用。
但对于某些尺寸要求精度高并且有高的硬度、耐磨性的制件还要进行烧结后处理。
后处理包括精压、滚压、挤压、淬火、表面淬火、浸油、及熔渗等。
粉末冶金材料的主要类型1 硬质合金硬质合金是以一种或几种难熔碳化物的粉末为主要成分，加入起粘结作用的钴粉末，用粉末冶金法制得的材料。
常用硬质合金按成分和性能特点分为：钨钴类、钨钴钛类、钨钛钽(铌)类。
常用硬质合金的牌号、成分和性能见表1。
表1 常用硬质合金的牌号、成分和性能类别牌号化学成分w/% 物理、力学性能WC TiC TaC Co密度ρ/(g.cm-3)硬度HRA(≮)σb/MPa(≮)钨钴类YG3X 96.5 - <0.5 3 15.0~15.3 91.5 1079 YG6 94.0 - - 6 14.6~15.089.51422 YG6X 93.5 - <0.5 6 14.6~15.0 91.0 1373 YG8 92.0 - - 8 14.5~14.9 89.0 1471 YG8N 91.0 - 1 8 14.5~14.9 89.5 1471 YG11C 89.0 - - 11 14.0~14.4 86.5 2060 YG15 85.0 - - 15 13.0~14.2 87.0 2060YG4C 96.0 - - 4 14.9~15.2 89.5 1422 YG6A 92.0 - 2 4 14.6~15.0 91.5 1373 YG8C 92.0 - - 8 14.5~14.9 88.0 1716钨钛钴类YT5 85.0 - 10 12.5~13.2 89.5 1373 YT15 79.0 - 6 11.0~11.7 91.0 1150 YT30 66.0 - 4 9.3~9.7 92.5 883通用合金YW1 84.0 3 6 12.6~13.5 91.5 1177 YW2 82.0 3 8 12.4~13.5 90.0 13241) 硬质合金的性能硬度高，常温下硬度可达69～81HRC。
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8.1 铝及其合金 8.2 铜及其合金 8.3 钛及其合金 8.4 滑动轴承合金
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第一节 铝及其合金
1．纯铝 2．铝合金的分类 3．铝合金的强化 4．形变铝合金
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1．纯铝
纯铝是一种银白色的轻金属，熔点为660℃，具 有面心立方晶格，没有同素异构转变。它的密度 小（只有2.72g/cm3）；导电性、导热性仅次于 银和铜。纯铝的化学性质活泼，在大气中极易氧 化，在表面形成一层牢固致密的氧化膜，有效隔 绝铝和氧的接触，从而阻止铝表面的进一步氧化， 使它在大气和淡水中具有良好的耐蚀性。纯铝在 低温下，甚至在超低温下都具有良好的塑性 （Ψ=80％）和韧性，这与铝具有面心立方晶格结 构有关。铝的强度低（σb=80～100MPa），冷 变形加工硬化后强度可提高到σb=150～250 MPa， 但其塑性却降低到Ψ=50～60﹪
压气机叶片
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铸造铝合金 铸造铝合金按照主要合金元素的不同，可 分为四类：
5
Al-Si铸造铝合金，如ZL101、ZL105等； Al-Cu铸造铝合金，如ZL201、ZL203等； Al-Mg铸造铝合金，如ZL301、ZL302等； Al-Zn铸造铝合金，如ZL401、ZL402等。
大型空压机活塞(ZL401)
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第二节 铜及其合金
1．纯铜 2．黄铜 3．青铜
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1．纯铜
纯铜呈玫瑰红色，比重 8.9。其熔点为1083℃， 在固态时具有面心立方 晶格结构，无同素异构， 表面形成氧化膜后，呈 紫红色，故常称为紫铜。 纯铜具有优良的导电、 导热性，其导电性在各 种元素中仅次于银，故 纯铜主要用作导电材料
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1）Al-Si铸造铝合金 Al-Si铸造铝合金通常称为铝硅明，只含硅元素 的Al-Si二元合金称为简单铝硅明，除硅外还含 有其它合金元素的称为复杂铝硅明（Al-Si-MgCu等多元合金） 含硅wSi=11%~13%的简单铝硅明（ZL102）铸 造后几乎全部是共晶组织。因此，这种合金流 动性好，铸件发生热裂倾向小，适用于铸造复 杂形状的零件 Al-Si铸造铝合金还有耐腐蚀性能高，膨胀系数 低，焊接性优良。
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（3）超硬铝合金 超硬铝合金为Al-MgZn-Cu系合金，并含有 少量的Cr和Mn Zn、Cu、Mg与Al可以 形成固溶体和多种复杂 的第二相，例如MgZn2， Al2CuMg，AlMgZnCu 等。所以经过固溶处理 和人工时效后，可获得 很高的强度和硬度。它 是强度最高的一种铝合 金。但这种合金的耐蚀 性较差，高温下软化快。 可以用包铝法提高耐蚀 性
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飞机翼梁(腹板为硬铝合金)
飞机主起落架
（4）锻铝合金 锻铝合金为Al-Mg-Si-Cu 系和Al-Cu-Mg-Ni-Fe系合 金 这类铝合金具有良好的热 塑性，良好的铸造性能和 锻造性能，并有较高的力 学性能。在这类铝合金中， 合金元素的种类众多，但 每种元素的含量都很少， 因而具有良好热塑性。锻 造铝合金通常都要进行固 溶处理和人工时效
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（2）硬铝合金 硬铝合金为Al-Cu-Mg系合金，还含有少量的Mn 合金中的Cu、Mg是为了形成强化相CuAl2（θ）相及 CuMgAl2（S相） Mn主要是提高合金的耐蚀性，并有一定的固溶强化作用， 但Mn的析出倾向小，不参与时效过程。少量的Ti或B可细 化晶粒和提高合金强度 各种硬铝合金都可以进行时效强化，属于可以热处理强化 的铝合金，亦可进行变形强化。 按照所含合金元素的数量不同和热处理强化效果的不同， 可将硬铝合金分为三类：低合金硬铝，合金中Mg、Cu含 量低；标准硬铝，合金元素含量中等；高合金硬铝，合金 元素含量较多 在使用或加工硬铝时应注意到硬铝的如下不足之处。一是 耐蚀性差，特别是在海水等环境中；二是固溶处理的加热 温度范围较窄，这对其生产工艺的实现带来了困难
铝铜合金铸造组织 ( 化染 ) 210×
汽缸头
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3）Al-Mg铸造铝合金 Al-Mg合金（ZL301、ZL302） 强度高，密度小（约为 2.55g/m3），耐蚀性好，但铸 造性能不好，没有共晶体，耐 热性低。Al-Mg合金可进行时 效处理，通常采用自然时效。 此类合金多用于制作承受冲击 载荷、耐海水腐蚀、外形不太 复杂便于铸造的零件。
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在形变铝合金中，位于F点以左成分的合金，
在固态始终保持单相，被称为不可热处理 强化的铝合金。成分在F和D之间的铝合金， 由于合金元素在铝中有溶解度的变化会析 出第二相，可通过热处理使合金强度提高， 所以称为可热处理强化铝合金
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3．铝合金的强化
铝合金的强化方式主要以下几种： （1）固溶强化 纯铝中加入合金元素，形成铝基固溶体，造成晶 格畸变，阻碍了位错的运动，起到固溶强化的作 用，可使其强度提高 根据合金化的一般规律，形成无限固溶体或高浓 度的固溶体型合金时，不仅能获得高的强度，而 且还能获得优良的塑性与良好的压力加工性能。 Al-Cu、Al-Mg、Al-Si、Al-Zn、Al-Mn等二元合 金一般都能形成有限固溶体，并且均有较大的溶 解度（见表1.4-25），因此具有较大的固溶强化 效果
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（2）时效强化 经过固溶处理的过饱和铝合金在室温下或
加热到某一温度后，放一段时间，其强度 和硬度随时间的延长而增高，但塑性、韧 性则降低，这个过程称为时效 在室温下进行的时效称为自然时效，在加 热条件下进行的时效称为人工时效。时效 过程中使铝合金的强度、硬度增高的现象 称为时效强化或时效硬化
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（1）铜是逆磁性物质，用纯铜制作的各种
仪器和机件不受外磁场的干扰，故纯铜适合 制作磁导仪器、定向仪器和防磁器械等 （2）纯铜具有极好的塑性，容易冷、热成 形，故纯铜制品大多经压力加工制成 （3）纯铜的化学性能比较稳定，在大气、 水、水蒸汽、热水中基本上不遭受腐蚀
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铝镁合金铸造组织 (化染) 150×
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4）Al-Zn铸造铝合金 Al-Zn合金（ZL401、ZL402）价格便宜，铸造性能优良， 经变质处理和时效处理后强度较高，但耐蚀性差，热裂倾 向大 铸造铝合金的铸件，由于形状较复杂，组织粗糙，化合物 粗大，并有严重的偏析，因此它的热处理与变形铝合金相 比，淬火温度应高一些，加热保温时间要
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纯铜除工业纯外，还有一类叫无.003%。 牌号有TU1、TU2，主要用来制作电真空器 件及高导电性铜线。这种导线能抵抗氢的 作用，不发生氢脆现象。纯铜的强度低， 不宜直接用作结构材料
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纯铝具有许多优良的工艺性能，易于铸造、
易于切削、也易于通过压力加工 上述这些特性决定了纯铝适合制造电缆电 线以及要求具有导热和抗大气腐蚀性能而 对强度要求不高的一些用品或器皿。
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纯铝按其纯度分为高纯铝、工业高纯铝和工
业纯铝 纯铝的牌号由1×××表示，其中最后两位 数字表示纯铝的纯度为99.××％，如1A97 表示铝含量为99.97％ 高纯铝的牌号有1A85（原LG5）、1A90 （原LG2）、1A93（原LG3）、1A97（原 LG4）和1A99（原LG5 工业纯铝的牌号1070A（原L1）、1060 （原L2）、1050（原L3）、1035（原L4）
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2）Al-Cu铸造铝合金 Al-Cu合金的强度较高，耐热性 好，但铸造性能不好，其中只有 少量共晶体，有热裂和疏松倾向， 耐蚀性较差 ZL201的室温强度高，塑性比较 好，可制作在300℃以下工作的 零件，ZL202塑性较低，多用于 高温下不受冲击的零件。ZL203 经淬火时效后，强度较高，可做 结构材料铸造受中等载荷和形状 较简单的零件
活塞(裙部为铝硅合金)
ZL102合金铸造组织 ( 化染 )
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该合金的不足之处是铸造时吸气性高，结晶时产 生大量分散缩孔，使铸件的致密度下降。Al-Si合 金组织中的共晶硅呈粗大的针状，严重降低了合 金的塑性。采用变质处理可使合金的金相组织明 显细化，提高其强度和塑性。简单铝硅明不能进 行淬火时效强化，因而仅适合制造形状复杂但强 度要求不高的铸件。 为了提高铝硅明的强度，可向合金中加入 Mg、 Cu等合金元素，以形成CuAl2（θ相）、MgSi（β 相）、Al2CuMg（S相）等强度相。此类复杂铝 硅明除可进行变质处理外，还可进行淬火时效提 高铝硅明的强度。这类合金在制造形状复杂、性 能要求高和高温下工作的零件和重载荷的大铸件 中得到广泛应用。
的特点，可将铝合金分为形变铝合金 和铸造铝合金两类。工业上常用的铝 合金一般具有如图3-11所示的相图
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凡位于相图上D点成分以左的合金，在加热
至高温时能形成单相固溶体组织，其塑性较 高，适于压力加工，故称为形变铝合金 成分位于D以右的合金，都有具有共晶组织， 液态流动性较高，多适于铸造而不适于压力 加工，所以称为铸造铝合金 形变铝合金适于通过压力加工（轧制、挤压、 模锻等）制成半成品或模锻件，铸造铝合金 则适于直接浇铸成形状复杂的甚至是薄壁的 成形件
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2．铝合金的分类
铝与硅、铜、镁、锰等到合金元素
所组成的铝合金具有较高的强度， 能用于制造承受载荷的机械零件 铝合金不仅可以通过冷变形加工硬 化的方法提高其强度，还可以通过 热处理——“时效硬化”的方法进 一步提高其强度