非铁金属材料及其合金PPT课件
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非铁金属及其合金
2、对滑动轴承合金性能的要求：
具有足够的强度、塑性、韧性和一定的耐磨性，以 抵抗冲击和振动；
具有较低的硬度；
具有较小的摩擦因素和良好的磨合性；
良好的导热性和耐蚀性；
抗咬合性好；
具有良好的工艺性。
四、滑动轴承合金
3、滑动轴承合金理想的组织状态是：在软的基 体上分布着硬质点，或是在硬的基体上分布着 软质点。 4、常用滑动轴承合金： 锡基滑动轴承合金 铅基滑动轴承合金 铜基滑动轴承合金 铝基滑动轴承合金。
1、非铁金属具有多种特殊的性能如：
•铝及铝合金具有密度小，耐蚀性、导电、导热、工艺性能好等 优点，因此，用于制造汽车用零件、摩托车发动机、散热器等；
•铜及铜合金具有良好的耐磨性、耐蚀性、导电、导热性能好， 装饰性好等优点，用于制造电子元件、精密仪器的齿轮、弹性 元件、滑动轴承、散热器件等，其在使用寿命、安全性、稳定 性等方面较其他金属高。
五、硬质合金
1、硬质合金是指由作为主要组元的一种或几种难 溶金属碳化物和金属粘结剂相组成的烧结材料。 2、用途：主要用于制造刀具、冷作模具、量具及 耐磨零件。 3、常用的硬质合金分三类： •钨钴类硬质合金：“YG”加数字表示，数字表示 钴的百分含量。例如：YG8， •钨钴钛类硬质合金：“YT” 加数字表示，数字表 示碳化钛的百分含量。例如：YT5。 •通用硬质合金： “YW”加顺序号表示。例如： YW1、YW2。
为紫红色，俗称紫铜。牌号：T 2. 铜合金的分类：黄铜、白铜、青铜。 3. 压力加工黄铜：代号“H”适合于冷变形加工。
加入铅可以改善黄铜的切削加工性；加入硅可 以提高黄铜的强度和硬度，改善其铸造性能； 加入锡能增加黄铜的强度和在海水中的能耐性， 因此，锡黄铜有海军黄铜之称。
4.加工白铜：牌号“B”，合金元素的加入是为了改 善白钢的力学性能、工艺性能和电热性能以及获 得某些特殊性能。
具有足够的强度、塑性、韧性和一定的耐磨性，以 抵抗冲击和振动；
具有较低的硬度；
具有较小的摩擦因素和良好的磨合性；
良好的导热性和耐蚀性；
抗咬合性好；
具有良好的工艺性。
四、滑动轴承合金
3、滑动轴承合金理想的组织状态是：在软的基 体上分布着硬质点，或是在硬的基体上分布着 软质点。 4、常用滑动轴承合金： 锡基滑动轴承合金 铅基滑动轴承合金 铜基滑动轴承合金 铝基滑动轴承合金。
1、非铁金属具有多种特殊的性能如：
•铝及铝合金具有密度小，耐蚀性、导电、导热、工艺性能好等 优点，因此，用于制造汽车用零件、摩托车发动机、散热器等；
•铜及铜合金具有良好的耐磨性、耐蚀性、导电、导热性能好， 装饰性好等优点，用于制造电子元件、精密仪器的齿轮、弹性 元件、滑动轴承、散热器件等，其在使用寿命、安全性、稳定 性等方面较其他金属高。
五、硬质合金
1、硬质合金是指由作为主要组元的一种或几种难 溶金属碳化物和金属粘结剂相组成的烧结材料。 2、用途：主要用于制造刀具、冷作模具、量具及 耐磨零件。 3、常用的硬质合金分三类： •钨钴类硬质合金：“YG”加数字表示，数字表示 钴的百分含量。例如：YG8， •钨钴钛类硬质合金：“YT” 加数字表示，数字表 示碳化钛的百分含量。例如：YT5。 •通用硬质合金： “YW”加顺序号表示。例如： YW1、YW2。
为紫红色，俗称紫铜。牌号：T 2. 铜合金的分类：黄铜、白铜、青铜。 3. 压力加工黄铜：代号“H”适合于冷变形加工。
加入铅可以改善黄铜的切削加工性；加入硅可 以提高黄铜的强度和硬度，改善其铸造性能； 加入锡能增加黄铜的强度和在海水中的能耐性， 因此，锡黄铜有海军黄铜之称。
4.加工白铜：牌号“B”，合金元素的加入是为了改 善白钢的力学性能、工艺性能和电热性能以及获 得某些特殊性能。
《金属材料》PPT优秀课件
第2章 物质转化与材料利用
第一节 金属材料
日常生活用品
房屋建筑
交通工具
工农业生产
二、金属与非金属
下面是一些常见的金属和非金属的样品，请仔细观察和记录这些样品 的外观，想想它们之间有什么不同。
观察记录：
名称
外观
名称
外观
铝 银白色的固体
汞 银白色的液体
铜 金黄色的固体
溴 红棕色的液体
铁 银白色的固体
3.金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。 下列性质属于金属共性的是( D ) A.硬度很大、熔点很高 B.是银白色的固体 C.密度都很大 D.能够导电、能够导热
3.一种新型金属由于其密度小、延展性好、耐腐蚀性
强,在航空、航海和化学工业中正逐步取代铝和铝合
金而被广泛应用。该金属是( B)
A.锌
1．银是最佳的导热体，为什么银不宜用 来制造煮食器皿？试说出2种原因。
答：（1）易发生重金属中毒。 （2）价格较贵。 （3）会和空气中的H2S反应生成黑色的Ag2S。
2．为什么装食品的罐头一般用镀锡的铁制 造，而不用纯锡制造？
答：防锈，由于铁和水及空气接触以后很容易 发生锈蚀，而锡不易与空气及水发生化学反应 ，故金属食品罐头内壁要涂上一层金属锡。
新型材料
记忆合金
根据记忆合金的特点，你认为记忆合金材料可以有哪 些用途？
三、金属的污染和回收利用
1、金属的污染来源 （1）日常生活废弃的金属垃圾； （2）大量工业废弃的金属垃圾； （3）工厂排出含重金属的污水。
思考与讨论
金属污染可能引发哪些问题？ 我国是如 何解决这些问题的？
2、金属污染的危害
B.钛
C.镁
D.锰
4.保护金属资源的有效途径是( D ) ①防止金属腐蚀 ②回收利用废旧金属 ③禁止生产易造成金属腐蚀的化工产品 ④合理有效地开采矿物 ⑤寻找金属的代用品 A.①②③ B.①②③④⑤ C.②④⑤
第一节 金属材料
日常生活用品
房屋建筑
交通工具
工农业生产
二、金属与非金属
下面是一些常见的金属和非金属的样品，请仔细观察和记录这些样品 的外观，想想它们之间有什么不同。
观察记录：
名称
外观
名称
外观
铝 银白色的固体
汞 银白色的液体
铜 金黄色的固体
溴 红棕色的液体
铁 银白色的固体
3.金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。 下列性质属于金属共性的是( D ) A.硬度很大、熔点很高 B.是银白色的固体 C.密度都很大 D.能够导电、能够导热
3.一种新型金属由于其密度小、延展性好、耐腐蚀性
强,在航空、航海和化学工业中正逐步取代铝和铝合
金而被广泛应用。该金属是( B)
A.锌
1．银是最佳的导热体，为什么银不宜用 来制造煮食器皿？试说出2种原因。
答：（1）易发生重金属中毒。 （2）价格较贵。 （3）会和空气中的H2S反应生成黑色的Ag2S。
2．为什么装食品的罐头一般用镀锡的铁制 造，而不用纯锡制造？
答：防锈，由于铁和水及空气接触以后很容易 发生锈蚀，而锡不易与空气及水发生化学反应 ，故金属食品罐头内壁要涂上一层金属锡。
新型材料
记忆合金
根据记忆合金的特点，你认为记忆合金材料可以有哪 些用途？
三、金属的污染和回收利用
1、金属的污染来源 （1）日常生活废弃的金属垃圾； （2）大量工业废弃的金属垃圾； （3）工厂排出含重金属的污水。
思考与讨论
金属污染可能引发哪些问题？ 我国是如 何解决这些问题的？
2、金属污染的危害
B.钛
C.镁
D.锰
4.保护金属资源的有效途径是( D ) ①防止金属腐蚀 ②回收利用废旧金属 ③禁止生产易造成金属腐蚀的化工产品 ④合理有效地开采矿物 ⑤寻找金属的代用品 A.①②③ B.①②③④⑤ C.②④⑤
有色金属及其合金.ppt
8
第九章 非铁金属及其合金
§1 铝及其合金
三、铝合金的热处理(退火、淬火和时效)
1．退火
(1) 再结晶退火再结晶温度以上保温后空冷，以消 除变形的加工硬化，提高塑性。
(2) 低温退火消除内应力，适当增加塑性，通常 在180～300℃保温后空冷。
(3) 均匀化退火消除铸锭或铸件的成分偏析及内应 力，提高塑性，通常在高温长时间保温后空冷。
2020年1月25日星期六
5
第九章 非铁金属及其合金
二、铝合金的分类
§1 铝及其合金
铝 中 加 入 适 量 Si、Cu、Mg、Zn、Mn 等 主 加 元 素和Cr、Ti、Zr、B、Ni等辅加元素，组成铝合 金，可提高强度并保持纯铝的特性。
根据成分和生产工艺分两大类：
1) 变形铝合金
2) 铸造铝合金
第九章 非铁金属及其合金
§1 铝及其合金
三、铝合金的热处理(退火、淬火和时效)
3. 时效
时 效：将淬火后的铝合金，在室温或低温加 热下保温一段时间，随时间延长其强度、硬度显著升 高而塑性降低的现象。
自然时效：室温下进行的时效； 人工时效：低温加热下进行的时效。
时效实质：第二相从过饱和、不稳定的单一α固 溶体中析出和长大，由于第二相与母相（α相）的共 格程度不同，使母相产生晶格畸变而强化。
第九章 非铁金属及其合金
§1 铝及其合金 §2 铜及其合金 §3 钛及其合金 §4 轴承合金 §5 其它非铁合金
2020年1月25日星期六
1
第九章 非铁金属及其合金
绪论
除铁之外的其它金属称为非铁金属：
轻金属ρ＜4.5g/cm3如Al、Mg、K、Na、Ca等。
重金属ρ＞4.5g/cm3如Cu、Zn、Ni、Sn、Pb、Co等。
有色金属及其合金的分类
8
第九章 非铁金属及其合金
§1 铝及其合金
三、铝合金的热处理(退火、淬火和时效)
1．退火
(1) 再结晶退火—加热到再结晶温度以上保温后空冷， 以消除加工硬化，改善合金的塑性。完全退火
(2) 低温退火--消除内应力，适当增加塑性，通常 在180～300℃保温后空冷。不完全退火
(3) 均匀化退火--消除铸锭或铸件的成分偏析及内应 力，提高塑性，通常在高温长时间保温后空冷。
第九章 非铁金属及其合金
§1 铝及其合金 §2 铜及其合金 §3 钛及其合金 §4 轴承合金 §5 其它非铁合金
2020年3月31日星期二
1
第九章 非铁金属及其合金
绪论
除铁之外的其它金属称为非铁金属：
轻金属ρ＜4.5g/cm3如Al、Mg、K、Na、Ca等。
重金属ρ＞4.5g/cm3如Cu、Zn、Ni、Sn、Pb、Co等。
Al-Cu-Mg-Si系： 热塑性好，可用锻压方法来制造形状较复杂的
零件；一般在淬火加人工时效后使用；常用 LD2(6A02)、LD5(2A50)、LD6(2B50)、LD10(2A14) 等；主要制造要求中等强度、高塑性和耐热性的 锻件、模锻件，如各种叶轮、导风轮、接头、框 架等。
2020年3月31日星期二
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第九章 非铁金属及其合金
§1 铝及其合金
一、工业纯铝（分类）
按纯度——高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝 高纯铝：有L05～L01五种，数字越大，纯度越高；
工业高纯铝：有LG1～LG5，数字越大，纯度越高；
工业纯铝：有L1～L7七种，数字越小，纯度越高。
用途：工业纯铝主要配制铝合金，高纯铝主要用于科学 试验和化学工业。纯铝还可用来制造导线、包覆材料、 耐蚀和生活器皿等。
机械工程基础课件单元八非铁金属及硬质合金
单元八 非铁金属及硬质合金
特殊黄铜
在普通黄铜的基础上加入硅、锡、铝、 锰、镍、铁、铅等元素形成特殊黄铜。
5 b
黄铜的牌号、化学成分、力学性能及用途
类别 牌号 化学成分（质量分数，%） Cu H96 黄铜 H62 95~97 其他 Zn余量 Zn余量 Pb0.8~0.9 Zn余量 TL 力学性能 状态 /MP 240 450 60.5~63.5 TL 330 600 57~60 TL 420 550 （%） 50 2 49 3 45 5 HBW 45 120 56 164 75 149 冷凝管、散热器管及导 电零件 铆钉、螺母、垫圈、散 热器零件 用于热冲压和切削加工 的各种零件 用途
单元八 非铁金属及硬质合金
有色金属材料
所有的非铁金属及其合金
铜及铜合金 铝及铝合金 钛及钛合金
单元八 非铁金属及硬质合金
8.1 铜及铜合金
8.1.1.纯铜 ① 纯铜呈紫红色，固称紫铜，其密度为8.9，熔点为 1083℃； ② 具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性； ③ 具有良好的导电性和导热性；在大气、淡水和冷凝水 中有良好的耐蚀性。 ④ 纯铜的强度不高，硬度较低，塑性好。 ⑤ 纯铜主要用于配制铜合金，制作导电、导热材料及耐蚀 器件等。
单元八 非铁金属及硬质合金
3.白 铜
以镍为主要合金元素的铜合金称为白铜
常用的牌号有B5、B19等，主要用于制造在蒸汽和海 水环境下工作的精密机械仪表中零件几冷凝器、热交换 器等。
单元八 非铁金属及硬质合金
8.2 铝及铝合金
纯铝的基本性质 ① 具有银白色金属光泽； ② 密度小(2.72)，熔点低(660.4℃)；
HPb59-1
特殊黄铜
HMn58-1
材料科学概论(3)
2、正火
钢材或钢件加热到Ac3 （亚共析钢）和Acm（过共 析钢）以上30～50℃，保温适当时间后，在空气中均 匀冷却，得到珠光体类组织（一般为索氏体）的热处 理称为正火。 正火与完全退火的主要差别在于冷却速度快，使 钢的组织比较细，一般用于以下几方面： 最终热处理，可以细化奥氏体颗粒，使组织均匀化； 减少亚共析钢中的铁素体，使珠光体含量增多并细化， 从而提高钢的强度、硬度和韧度。对于普通结构钢零 件，力学性能要求不很高时，可以正火作为最终热处 理。 作为预先热处理，截面较大的合金结构钢件，在淬火 或调质处理（淬火＋高温回火）前常进行回火，以消 除代状组织等，并获得细小而均匀的组织。 改善切削加工功能，低碳钢或低合金钢退火后硬度太 低，不便于切削加工。正火可提高其硬度，改善切削 加工功能。
（3）铸钢： 铸钢牌号的表示是在数字前“ZG”，数字则代表钢 中碳的平均质量分数（以万分数表达）。例如ZG25， 表示w(C)＝0.25%的铸钢。铸钢可用来制造形状复杂而 需要一定强度、塑性和韧度的零件，如起重运输机中的 齿轮、联轴器及重要的机件。
（4）碳素工具钢：
碳素工具钢的w(C)＝0.65～1.35%，钢号用碳的平均 质量的千分数表示，并在前冠以“T”字。例如T9是w(C) ＝0.90%的碳素工具钢。 碳素工具钢均为优质钢，若属于高级优质钢，则在 钢号后标注“A”字。碳素工具钢主要用来制造各种刃具、 量具、模具等。
钢件淬火后，为了消除内应力并获得所要求的性能，
（1）钢在回火时的组织转变：钢淬火后得到的是不稳定的马氏体和 残余奥氏体。回火加热能促进其发生转变。根据转变过程和形成 的组织，回火可分为4个阶段： 第一阶段（200℃以下）马氏体分解。在200℃以下加热时，马氏体 中的碳以ε碳化物的形式析出，而使过饱和度减小，正方度降低， 形成的组织为回火马氏体。 第二阶段（200～300℃）残余奥氏体分解。马氏体不断分解为回火 马氏体，体积缩小，降低了对残余奥氏体的压力，使之转变为下 贝氏体，下贝氏体和回火马氏体本质相似。残余奥氏体从200℃ 开始分解，到300℃基本完成，得到的下贝氏体不多，所以这个 阶段的组织主要是回火马氏体。 第三阶段（250～400℃）回火托氏体的形成。马氏体和残余奥氏体 在250℃以下分解形成ε碳化物和过饱和度较低的α固溶体后， 继续升高温度时，过饱和固溶体很快转变成铁 素体；亚稳
盾构机机械材料—非铁金属材料
2.铜和铜合金—工业纯铜
（3）磁性：为逆磁性物质，磁化率为-0.085×10-6，常用来制造不受磁场干 扰的磁学仪器，如罗盘、航空仪器。
（4）铜的机械性能 软态铜：抗拉强度σb=200～240MPa， 布氏硬度为35～ 45HB，延伸率δ≈50 ％。 硬态铜：抗拉强度σb≥350～400MPa， 布氏硬度110 ～ 130 HB，延伸率 δ=6 ％。
• 铜已在航空、造船、化工、电气、机械、等工业部门以及在生活用品的制 造中得到广泛的应用。
2.铜和铜合金—工业纯铜
1、纯铜的性能特点
（1）导电导热性：高的导电、导热性，仅次于银而居第二位。 ➢ 用途：各种导线、电缆、导电牌、电器开关等导电器材和各种冷凝 管、散热管、热交换器、真空电弧炉的结晶器等。 ➢ 所有杂质和加入元素，降低铜的导电、导热性能。
铝电缆
铝电缆
1.铝和铝合金
（3） 延展性很好，可以做成铝箔，在食品工业中广泛应用。
铝箔烧烤托盘
铝箔胶带
1.铝和铝合金
（4） 热的良导体，导热能力比铁大三倍，可以做成炊具及各种热交换器。
铝锅
铝制板式热交换器
1.铝和铝合金
（5） 焊接铁轨—铝热剂
铝热焊接铁路
铝热焊接铁路
1.铝和铝合金
2、铝合金的性能和应用
2.铜和铜合金—铜合金
白铜的应用：
白铜型材
康铜热电偶
白铜件
2.小结
工业纯铜
铜合金
1、纯铜的性能特点 2、工业纯铜的牌号 及应用
1、黄铜的性能、分类和应用 2、青铜的性能、分类和应用 3、白铜的性能和应用
03 轴承合金
3.轴承合金
轴承合金。
滑动轴承是许多机器设备中对旋转轴起支撑作用的重要部件，由轴 承体和轴瓦两部分组成。
项目八 非铁金属及其合金
淬火+自然 时效
390~440
超硬铝 7A04
退火
≤245
2A50
淬火+人工 时效
353
锻铝
2A70
淬火+人工 时效
353
12
螺栓、铆钉、空气螺旋桨 叶片等
LY11
10
飞机上骨架零件、翼梁、 铆钉、蒙皮等
LY12
10
飞机大梁、桁条、加强框 、起落架等
LC4
12
压气机叶轮及叶片、内燃
LD5
机活塞、在高温下工作的
QAl7 QAl9-4
退火
470
550
QBe2
500
3
70
重要用途的弹簧及其他弹性 元件等
轴承、蜗轮、螺母及在蒸汽
4
110 、海水中工作的高强度、耐
蚀零件等
重要的弹性元件、耐磨零件
3
84 及在高速、高压和高温下工
作的轴承等
（ZCuSn10Pb1
）
砂型
200
铸造
（ZCuPb30）
–
3
80
重载荷、高速度的耐磨零件 ，如轴承、轴套、蜗轮等
2021/12/23
根据纯铝的特点，纯铝主要用于配制各种铝合金，代替铜制作电线或电缆， 以及制作要求质轻、导热、耐大气腐蚀而强度不高的器具。
工业纯铝中的杂质为铁和硅，杂质的质量分数越多，铝的导电性、耐腐蚀性 和塑性越低，表8.2为工业纯铝的牌号、化学成分及用途举例。
牌号
1070 1060 1050 1035
2021/12/23
表8.6 黄铜的代号（牌号）、力学性能及用途
代号（牌号）
状态
抗拉强度 （MPa）
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*人工时效后的铝合金没有回归现象。
11
常用的铝合金
➢形变铝合金
形变铝合金是指合金元素含量较低，可以通过压力加工制 成各种型材及成形零件的一类铝合金。 1.防锈铝合金：LF(铝防）+顺序号（化学成分）
如LF5是Mg含量为（4.8～5.5％）的防锈铝合金。这 类合金主要有Al-Mg和Al-Mn系等，塑性好、耐腐蚀，可冷 变形强化，多用于制造受力小、质轻、耐腐蚀的冲压件和 焊接结构件等。
21
青铜牌号的表示方法
Z Q Sn10 – 1
其它合金元 素含量为1%
主加元素锡其含 量为WSn = 10%
青铜
铸造
22
特殊青铜： 特殊青铜是不含锡的青铜合金。 铝青铜有良好的力学性能、耐蚀性和耐磨性，应用最
为广泛。铍青铜有较高的弹性极限和疲劳强度，无磁，冲 击无火花；强毒，限制生产。
另外，还有硅青铜、铅青铜等。
12
2.硬铝合金 : LY(铝硬）+顺序
号（化学成分） 这类合金主要有Al-Cu-Mg系
合金，可通过淬火时效来显著提 高强度，硬度和耐热性能都有所 改善，但耐蚀性较差，多用于制 造中等强度的飞机结构件等。
3.超硬铝合金 ( LC ) : LC(铝超）
+顺序号（化学成分） 这类合金主要有Al-Cu-Mg-Zn
造时易氧化
强度高，易 腐蚀，价格
低
16
汽缸头
铝铜合金
大型空压机活塞铝锌合用密封件铝镁合金
17
铜及铜合金
➢ 纯铜（紫铜）
物理性能：紫红色光泽，密度8.9g/cm3，熔点1083℃，导 电、导热性能良好，塑性好，耐蚀，强度低。 应用：工业上利用铜制造电线、导电零件、油管等；同 时，还利用纯铜（逆磁性材料）不受磁场干扰的特性制备 磁性仪器和其他防磁器械等。
纯铜通过合金化处理可以改善其机械性能，铜合金按 其色泽的不同可分为黄铜、青铜、白铜三大类。
18
➢ 黄铜
黄铜以锌为主加元素，其外观呈金黄色光泽。我国应 用黄铜在宋代有明确记载。
普通黄铜：H(黄）+数字（铜的百分含量） 属于Cu-Zn二元合金，其力学性能随铜的质量分数变化。
H95、H90、H85有良好的导电性、导热性和耐蚀性，有 适宜的强度和良好的塑性，大量用于冷凝器和散热器。
第五节 非铁金属及其合金
1
主要内容
铝及铝合金 铜及铜合金 钛及钛合金 镁及镁合金 轴承合金
2
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、Nb 等。 半金属; Si、Te、B 等。
5
铝合金的分类
6
铝合金 的分类
不能热处理强化 形变铝合金
能热处理强化
铸造铝合金
7
铝合金的热处理
固溶处理：
将铝合金加热至α单相区恒温保持，然后快 速冷却，可在室温下得到过饱和的α 固溶体。
时效处理
自然时效 人工时效
在室温下放置或低温加热时，强度和 硬度会明显升高。
8
含4%Cu的铝合金自然时效曲线
3
铝及铝合金
➢ 铝合金概述
1、产量占有色金属首位；成本低廉（地壳含量8.2%）； 2、密度低（2.63～2.85g/cm3） ，比强度高； 3、导电，导热性好（纯铝的导电性仅次于Ag、Cu、Au而
位居第四位，约为纯铜导电率的60％）； 4、耐蚀性好（Al2O3膜的存在，只有在卤素离子及碱离子
的强烈作用下氧化膜才会遭到破坏）； 5、优良的工艺性能（极好的铸造性能，良好的可塑性）。
H70、H68强度较高、塑性很好，用于深冲零件，如散 热器外壳、弹壳等。
H62、H59可高温热加工，强度高，塑性较好，可制造 导管、销钉等。
19
复杂黄铜： 又称多元黄铜，在Cu-Zn二元合金的基础上， 加入Sn、Si、Pb、Fe等合金元素，改善和提高其性能。 表示方法：H(黄）+主加元素符号（锌除外）+数字（铜含 量）-数字（主加元素含量，其余为锌含量） 例如：HPb60-1
4
➢ 工业纯铝
物理性能：银白色光泽，密度小（2.7g/cm3），熔点低 （660℃），为非磁性材料。 原子结构：固态铝具有面心立方晶体结构，无同素异构转 变。因此铝具有良好的塑性和韧性，在0～253℃之间塑性 韧性不降低。 分类：纯铝按其纯度分为高纯，工业高纯和工业纯铝，纯 度依次降低。 应用：工业纯铝主要用作制备铝基合金；高纯铝用于科学 试验，化学工业和其他特殊领域。此外纯铝还用于制作电 线、铝箱、屏蔽壳体、反射器、包覆材料及化工容器等。
20
➢ 青铜
除了以锌或镍为主加元素的铜合金外，其余铜合金外 观多为棕绿色，通称为青铜。 表示方法：Q(青）+ 主加元素符号 + 数字（主加元素含量） －数字（其他合金元素平均含量） 普通青铜：
普通青铜以锡为主加元素，又称锡青铜。它是人类历 史上应用最早的合金，具有良好的耐蚀性、减磨性、抗磁 性和低温韧性，但耐酸性差。
9
含4%Cu的铝合金的人工时效曲线
*过时效：时效温度过高合金软化
10
回归
温 度
200～
加 250℃
水
热
淬
时效组织
原淬火组织 时间
回归：经淬火自然时效后的铝合金（如铝－铜）
重新加热到200～250℃，然后快冷到室温，则合金 强度下降，重新变软，性能恢复到刚淬火状态；如 在室温下放置，则与新淬火合金一样，仍能进行正 常的自然时效，这种现象称为回归现象。
系合金，耐蚀性同样较差，多用 于制造质轻、受力较大的结构件 等。
飞机翼梁(腹板 为硬铝合金)
13
飞机主起落架
4.锻铝合金 ( LD ) :LD(锻铝）+顺序号（化
学成分） 这类合金主要有Al-Cu-Mg-Si系合金，热塑性
和耐蚀性较高，适于锻压成形。多用于制造形状 复杂、比强度要求高的受力结构件。
23
钛及钛合金
钛合金质量小，强度高，具有很高的耐蚀性和 耐热性。
压气机叶片
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➢ 铸造铝合金
合金含量较高，适于铸造成形。 牌号：ZL(铸铝）+ 三位数字
说明：第一位数字表示合金系列； 第二、三位数字表示合金序号（化学成分）。
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铸造 铝合金
铝硅系 合金
铝铜系 合金
铝镁系 合金
铝锌系 合金
铸造、机械 性能良好
高温强度高（耐 热），易腐蚀
强度、塑性高 ，耐腐蚀，铸
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常用的铝合金
➢形变铝合金
形变铝合金是指合金元素含量较低，可以通过压力加工制 成各种型材及成形零件的一类铝合金。 1.防锈铝合金：LF(铝防）+顺序号（化学成分）
如LF5是Mg含量为（4.8～5.5％）的防锈铝合金。这 类合金主要有Al-Mg和Al-Mn系等，塑性好、耐腐蚀，可冷 变形强化，多用于制造受力小、质轻、耐腐蚀的冲压件和 焊接结构件等。
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青铜牌号的表示方法
Z Q Sn10 – 1
其它合金元 素含量为1%
主加元素锡其含 量为WSn = 10%
青铜
铸造
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特殊青铜： 特殊青铜是不含锡的青铜合金。 铝青铜有良好的力学性能、耐蚀性和耐磨性，应用最
为广泛。铍青铜有较高的弹性极限和疲劳强度，无磁，冲 击无火花；强毒，限制生产。
另外，还有硅青铜、铅青铜等。
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2.硬铝合金 : LY(铝硬）+顺序
号（化学成分） 这类合金主要有Al-Cu-Mg系
合金，可通过淬火时效来显著提 高强度，硬度和耐热性能都有所 改善，但耐蚀性较差，多用于制 造中等强度的飞机结构件等。
3.超硬铝合金 ( LC ) : LC(铝超）
+顺序号（化学成分） 这类合金主要有Al-Cu-Mg-Zn
造时易氧化
强度高，易 腐蚀，价格
低
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汽缸头
铝铜合金
大型空压机活塞铝锌合用密封件铝镁合金
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铜及铜合金
➢ 纯铜（紫铜）
物理性能：紫红色光泽，密度8.9g/cm3，熔点1083℃，导 电、导热性能良好，塑性好，耐蚀，强度低。 应用：工业上利用铜制造电线、导电零件、油管等；同 时，还利用纯铜（逆磁性材料）不受磁场干扰的特性制备 磁性仪器和其他防磁器械等。
纯铜通过合金化处理可以改善其机械性能，铜合金按 其色泽的不同可分为黄铜、青铜、白铜三大类。
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➢ 黄铜
黄铜以锌为主加元素，其外观呈金黄色光泽。我国应 用黄铜在宋代有明确记载。
普通黄铜：H(黄）+数字（铜的百分含量） 属于Cu-Zn二元合金，其力学性能随铜的质量分数变化。
H95、H90、H85有良好的导电性、导热性和耐蚀性，有 适宜的强度和良好的塑性，大量用于冷凝器和散热器。
第五节 非铁金属及其合金
1
主要内容
铝及铝合金 铜及铜合金 钛及钛合金 镁及镁合金 轴承合金
2
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、Nb 等。 半金属; Si、Te、B 等。
5
铝合金的分类
6
铝合金 的分类
不能热处理强化 形变铝合金
能热处理强化
铸造铝合金
7
铝合金的热处理
固溶处理：
将铝合金加热至α单相区恒温保持，然后快 速冷却，可在室温下得到过饱和的α 固溶体。
时效处理
自然时效 人工时效
在室温下放置或低温加热时，强度和 硬度会明显升高。
8
含4%Cu的铝合金自然时效曲线
3
铝及铝合金
➢ 铝合金概述
1、产量占有色金属首位；成本低廉（地壳含量8.2%）； 2、密度低（2.63～2.85g/cm3） ，比强度高； 3、导电，导热性好（纯铝的导电性仅次于Ag、Cu、Au而
位居第四位，约为纯铜导电率的60％）； 4、耐蚀性好（Al2O3膜的存在，只有在卤素离子及碱离子
的强烈作用下氧化膜才会遭到破坏）； 5、优良的工艺性能（极好的铸造性能，良好的可塑性）。
H70、H68强度较高、塑性很好，用于深冲零件，如散 热器外壳、弹壳等。
H62、H59可高温热加工，强度高，塑性较好，可制造 导管、销钉等。
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复杂黄铜： 又称多元黄铜，在Cu-Zn二元合金的基础上， 加入Sn、Si、Pb、Fe等合金元素，改善和提高其性能。 表示方法：H(黄）+主加元素符号（锌除外）+数字（铜含 量）-数字（主加元素含量，其余为锌含量） 例如：HPb60-1
4
➢ 工业纯铝
物理性能：银白色光泽，密度小（2.7g/cm3），熔点低 （660℃），为非磁性材料。 原子结构：固态铝具有面心立方晶体结构，无同素异构转 变。因此铝具有良好的塑性和韧性，在0～253℃之间塑性 韧性不降低。 分类：纯铝按其纯度分为高纯，工业高纯和工业纯铝，纯 度依次降低。 应用：工业纯铝主要用作制备铝基合金；高纯铝用于科学 试验，化学工业和其他特殊领域。此外纯铝还用于制作电 线、铝箱、屏蔽壳体、反射器、包覆材料及化工容器等。
20
➢ 青铜
除了以锌或镍为主加元素的铜合金外，其余铜合金外 观多为棕绿色，通称为青铜。 表示方法：Q(青）+ 主加元素符号 + 数字（主加元素含量） －数字（其他合金元素平均含量） 普通青铜：
普通青铜以锡为主加元素，又称锡青铜。它是人类历 史上应用最早的合金，具有良好的耐蚀性、减磨性、抗磁 性和低温韧性，但耐酸性差。
9
含4%Cu的铝合金的人工时效曲线
*过时效：时效温度过高合金软化
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回归
温 度
200～
加 250℃
水
热
淬
时效组织
原淬火组织 时间
回归：经淬火自然时效后的铝合金（如铝－铜）
重新加热到200～250℃，然后快冷到室温，则合金 强度下降，重新变软，性能恢复到刚淬火状态；如 在室温下放置，则与新淬火合金一样，仍能进行正 常的自然时效，这种现象称为回归现象。
系合金，耐蚀性同样较差，多用 于制造质轻、受力较大的结构件 等。
飞机翼梁(腹板 为硬铝合金)
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飞机主起落架
4.锻铝合金 ( LD ) :LD(锻铝）+顺序号（化
学成分） 这类合金主要有Al-Cu-Mg-Si系合金，热塑性
和耐蚀性较高，适于锻压成形。多用于制造形状 复杂、比强度要求高的受力结构件。
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钛及钛合金
钛合金质量小，强度高，具有很高的耐蚀性和 耐热性。
压气机叶片
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➢ 铸造铝合金
合金含量较高，适于铸造成形。 牌号：ZL(铸铝）+ 三位数字
说明：第一位数字表示合金系列； 第二、三位数字表示合金序号（化学成分）。
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铸造 铝合金
铝硅系 合金
铝铜系 合金
铝镁系 合金
铝锌系 合金
铸造、机械 性能良好
高温强度高（耐 热），易腐蚀
强度、塑性高 ，耐腐蚀，铸