工程材料之有色金属及其合金(ppt 50页)
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《有色金属及其合金 》课件
在电子工业中的应用
总结词
电子工业中大量使用有色金属及其合金，如铜、铝、镍等，用于制造集成电路、连接器 和散热器等。
详细描述
在电子工业中，有色金属及其合金发挥着至关重要的作用。例如，铜及铜合金用于制造 集成电路的引线和连接器等，铝及铝合金用于制造电子元件的散热器和印刷电路板等。 这些合金具有良好的导电性、导热性和可加工性，能够满足电子工业对高性能材料的需
组织
合金中各种相的分布和形态。
3
合金相图与组织的关系
合金的组织取决于其成分和热处理条件，而相图 是研究合金组织和性能的重要工具。
合金化对性能的影响
力学性能
合金化可以改变金属的强度、硬度、韧性等力 学性能，以满足不同应用场景的需求。
物理性能
合金化可以改变金属的导电性、导热性、磁性 等物理性能。
化学性能
合金化概念
合金化
将两种或两种以上的金属元素或非金属元素与一种金 属元素结合，形成具有金属特性的合金的过程。
合金化概念的意义
通过合金化可以改变金属的物理、化学和机械性能， 以满足不同领域的需求。
合金化的应用
在汽车、航空航天、能源、电子等领域得到广泛应用 。
合金相图与组织
1 2
相图
表示合金在不同温度和成分下的相组成和相变规 律的图形。
生产流程
原料准备
包括矿石的破碎、磨细、选矿 等工序，以获得高品位精矿。
冶炼
根据矿石类型和所需金属种类 选择合适的冶炼方法，提取金 属。
加工
将提取出的金属进行铸造、轧 制、锻造或焊接等加工，制成 所需形状和性能的金属制品。
质量检测与控制
对金属制品进行质量检测和控 制，确保产品质量符合要求。
工程材料基础第7章 有色金属及合金
含锌量与铜的性能关系
α：Zn在Cu中的置换固溶体，具有很大的溶解度，FCC，塑性好。 β：以电子化合物CuZn为基的固溶体，BCC，塑性好。当温度低于 456~468℃以下时，转变为有序固溶体β′，硬而脆。
γ：以电子化合物Cu5Zn8为基的固溶体，复杂立方（γ黄铜结构），塑 性较差。当温度低于270℃以下时，转变为有序固溶体γ′，硬而脆。
白铜
以镍为主要合金元素的铜合金，外观为白色
镍与铜可无限互溶，即形成无限固溶体，随着溶质原子的增加，合金的硬度、 强度、电导率上升，而塑性、电阻温度系数下降
B30表示含30%Ni的简单白铜，是常用的镍币材料；BMn40-1.5表示含 40%Ni和1.5%Mn的复杂白铜，又可称为锰白铜，俗称“康铜”
铸造铝合金代号：用“ZL＋3位数字”表示：第一位数字表示合金类别
（1－铝硅系、2－铝铜系、3－铝镁系、4－铅锌系），后两位为顺序号 。顺序号不同，成分不同，如“ZL102”表示2号铸造铝硅合金。
锡青铜
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 Q＋主加元素符号＋主加元素含量（＋其他元素含量）
压力加工锡青铜 锡含量<10%
铸造锡青铜
含锡量一般为 10%～14%
CuSn5Pb5Zn5 ZCuSn10Zn2
仪表中的耐磨、 耐蚀零件，以及 弹性零件
用于制造阀、泵 壳、齿轮、蜗轮
无锡青铜 （铝青铜、铅青铜、锰青铜、硅青铜 ）
铝青铜
含铝量 小于5% 5%～7% 10%左右
性能 强度很低 塑性最好 强度最高
应用：制造齿轮、轴套、蜗轮等在复杂条件下工作的高强度抗磨零件以及 弹簧和其他高耐蚀性的弹性零件
铝青铜
α：Al在铜中的置换固溶体，溶解度较大，FCC，强度和塑性较高。 β：以电子化合物Cu3Al为基的固溶体，在565℃发生共析转变β→ （α+γ2），BCC γ2：以电子化合物Cu32Al19为基的固溶体，硬而脆。
工程材料-有色金属及其合金PPT
造性能和耐热性较差。
鼓风机用密封件(ZL102) 及抗空架件(ZL301)
.
15
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)
.
16
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。 工业纯铜 T1～T4，
普通青铜 ( 锡青铜 ) ( tin bronze )
特殊青铜 ( 无锡青铜 ) ( tin – free bronze )
.
27
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
28
一) 锡青铜 ( tin bronze )
叶片(2A11)等重要零件。
（2）铝锰合金（防锈铝合金） 成分：AL—Mn（主）－Mg Mn,Mg的作用： 提高抗腐蚀性能及塑性，固溶强化
.
10
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：Al－Zn－Cu－Mg
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。）
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,Z. r,Cr,B等；
4
共晶点
合金元素
1 铝合金的分类
变形铝合金 （D以左）
鼓风机用密封件(ZL102) 及抗空架件(ZL301)
.
15
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)
.
16
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。 工业纯铜 T1～T4，
普通青铜 ( 锡青铜 ) ( tin bronze )
特殊青铜 ( 无锡青铜 ) ( tin – free bronze )
.
27
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
28
一) 锡青铜 ( tin bronze )
叶片(2A11)等重要零件。
（2）铝锰合金（防锈铝合金） 成分：AL—Mn（主）－Mg Mn,Mg的作用： 提高抗腐蚀性能及塑性，固溶强化
.
10
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：Al－Zn－Cu－Mg
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。）
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,Z. r,Cr,B等；
4
共晶点
合金元素
1 铝合金的分类
变形铝合金 （D以左）
第八章有色金属及其合金-PPT精品
Al-Cu-Mg系，它有强烈的时效强化作 用，经时效处理后具有很高的硬度、强度， 同时具有优良的加工工艺性能。含Cu、Mg 量低的硬铝合金，强度低而塑性高，Cu、 Mg量高则强度高、塑性低。
硬铝合金淬火+人工时效，有晶间腐蚀倾 向，故多采用淬火+自然时效。
3、超硬铝合金 LC3、LC4、LC5、LC6、LC9
Al-Zn-Mn-Cu系：
强度达500～700MN/m2，主合金元素是Zn、 Mn、 Cu，同时加入少量的Mg、Cr、Ti。
热处理特点：淬火+人工时效
因为自然时效时间太长50～60天，且自然 时效有较大的应力腐蚀倾向。
4、锻铝合金 LD2、LD5、LD6、LD10
Al-Mn-Si-Cu系合金具有优良的锻造工艺性能。 热处理特点：自然时效很难达到最大的强化
第八章 有色金属及其合金 non-ferrous metal and alloy
本章教学目的：
1、掌握铝合金、铜合金的强化机理及组 织、性能特点
2、熟悉铝合金、铜合金的章重点：1、铝合金的强化机理及组织、性能 2、铜合金的强化机理及组织、性能
本章难点：铝合金、铜合金的强化机理
铸造铝合金
如： ZL102 表示第2号铝硅铸造合金
ZL405 表示第5号铝锌铸造合金
2、变形铝合金的牌号
防锈铝 硬铝 超硬铝 锻铝
LF+顺序号 LY+顺序号 LC+顺序号 LD+顺序号
“LF5” “LY12” “LC4” “LD5”
七、常用铸造铝合金
1、 Al-Si 系铸造铝合金（硅铝明）
a、简单硅铝明
故含氧铜应在氧化性气氛中进行退火、热加工。
缺点：抗蚀性差，热裂倾向大。
硬铝合金淬火+人工时效，有晶间腐蚀倾 向，故多采用淬火+自然时效。
3、超硬铝合金 LC3、LC4、LC5、LC6、LC9
Al-Zn-Mn-Cu系：
强度达500～700MN/m2，主合金元素是Zn、 Mn、 Cu，同时加入少量的Mg、Cr、Ti。
热处理特点：淬火+人工时效
因为自然时效时间太长50～60天，且自然 时效有较大的应力腐蚀倾向。
4、锻铝合金 LD2、LD5、LD6、LD10
Al-Mn-Si-Cu系合金具有优良的锻造工艺性能。 热处理特点：自然时效很难达到最大的强化
第八章 有色金属及其合金 non-ferrous metal and alloy
本章教学目的：
1、掌握铝合金、铜合金的强化机理及组 织、性能特点
2、熟悉铝合金、铜合金的章重点：1、铝合金的强化机理及组织、性能 2、铜合金的强化机理及组织、性能
本章难点：铝合金、铜合金的强化机理
铸造铝合金
如： ZL102 表示第2号铝硅铸造合金
ZL405 表示第5号铝锌铸造合金
2、变形铝合金的牌号
防锈铝 硬铝 超硬铝 锻铝
LF+顺序号 LY+顺序号 LC+顺序号 LD+顺序号
“LF5” “LY12” “LC4” “LD5”
七、常用铸造铝合金
1、 Al-Si 系铸造铝合金（硅铝明）
a、简单硅铝明
故含氧铜应在氧化性气氛中进行退火、热加工。
缺点：抗蚀性差，热裂倾向大。
3金属材料有色金属及其合金课堂PPT
铸造青铜 —— 如Sn青铜 ， ZCuSn10Zn2 。
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（3）白铜 —— Cu-Ni 系合金 ➢以镍为主要合金元素，B（白）+镍质量分数，例B19 ➢铜、镍无限固溶，单相α， ➢可冷、热变形，较好的强度和优良的塑性。它的抗蚀性 很好，电阻率较高。 ➢用于制造船舶仪器零件、化工机械零件及医疗器械等。
一切能时效硬化的合金都有 回归现象。
自然时效后的铝合金在反复 回归处理和再时效时强度有 所降低。
时效后的铝合金可在回归处 理后的软化状态进行各种冷 变形。利用这种现象，可随 时进行飞机的铆接和修理 等。
8
2、变形铝合金
GB 3190-82中的旧牌号仍可继续使用，表示方法为:
防锈铝合金：LF+序号 硬铝合金： LY +序号 超硬铝合金：LC +序号 锻铝合金： LD +序号
（2）时效强化（第二相强化） 在室温下放置或低温加热时，强 度和硬度会明显升高。这种现象 称为时效或时效硬化。
时效的条件： 合金能在高温形成均匀的固溶体，并且固溶体中 溶质的溶解度必须随温度的降低而显著降低。
6
CuAl2
Al-Cu合金相图
含4%Cu的Al-Cu合金的自然时效曲线
时效规律
① 时效温度越高, 强度峰值 越低, 强化效果越小;
30
(3) (a + β)钛合金
钛中加入a 和β 稳定化元素所得到的(a + β)钛合金，
塑性很好，容易锻造、压延和冲压，并可通过淬火和 时效进行强化。热处理后强度可提高50%～100%
典型牌号：TC4，成分：Ti-6Al-4V 强度高，塑性好，在400℃时组织稳 定，蠕变强度较高，低温韧性好，抗海 水应力腐蚀及抗热盐应力腐蚀
有色金属及其合金ppt课件
四、变形铝合金
§1 铝及其合金
变形铝及铝合金牌号表示方法 根据GB/T3190-2008《变形铝及铝合金化学成分》
可直接引用国际四位数字体系牌号或采用国标规定的 四位字符牌号。
全世界铝的用量
一次生产量
二次回收量
总用量
15
第九章 非铁金属及其合金
四、变形铝合金
GB 3190-82中的旧牌号仍 可继续使用，表示方法为:
塑性极好、强度较低(纯度99.99%时,
σb≈80~100MPa，δ=45%)，良好的低温性能(-
235℃塑性和冲击韧度也不降低)，冷变形加工可 提高其强度，但塑性降低。
铸、压力加工、焊和切削加工性能俱佳。
铁、硅杂质，影响导电性、抗蚀性及塑性。
4
第九章 非铁金属及其合金
§1 铝及其合金
一、工业纯铝（分类）
铝合金制造的机翼
具有银白色金属光泽，密度
2.72g/cm3，熔点660.4℃，具有良好
的导电和导热性，其导电性仅次于银
和铜。纯铝在空气中易氧化，表面形
成一层能阻止内层金属继续被氧化的
致密的氧化膜，因此具有良好的抗大
气腐蚀性能。
3
第九章 非铁金属及其合金
§1 铝及其合金
一、工业纯铝（工艺性能）
面心立方结构，无同素异构转变，无磁性。
贵金属 Au、Ag、Pt、Rh（铑）、Cd（镉）等。
稀有金属相对稀少或产量较少Ti、W、V、Nb、Mo等。
放射性金属如镭（Ra）、铀（U）、钍（Th）等。
半金属介于金属与非金属之间的元素，如硅、锗、硼
非铁金属具有许多优良特性
2
第九章 非铁金属及其合金
§1 铝及其合金
一、工业纯铝（物理性能）
§1 铝及其合金
变形铝及铝合金牌号表示方法 根据GB/T3190-2008《变形铝及铝合金化学成分》
可直接引用国际四位数字体系牌号或采用国标规定的 四位字符牌号。
全世界铝的用量
一次生产量
二次回收量
总用量
15
第九章 非铁金属及其合金
四、变形铝合金
GB 3190-82中的旧牌号仍 可继续使用，表示方法为:
塑性极好、强度较低(纯度99.99%时,
σb≈80~100MPa，δ=45%)，良好的低温性能(-
235℃塑性和冲击韧度也不降低)，冷变形加工可 提高其强度，但塑性降低。
铸、压力加工、焊和切削加工性能俱佳。
铁、硅杂质，影响导电性、抗蚀性及塑性。
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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）
铝合金制造的机翼
具有银白色金属光泽，密度
2.72g/cm3，熔点660.4℃，具有良好
的导电和导热性，其导电性仅次于银
和铜。纯铝在空气中易氧化，表面形
成一层能阻止内层金属继续被氧化的
致密的氧化膜，因此具有良好的抗大
气腐蚀性能。
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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（工艺性能）
面心立方结构，无同素异构转变，无磁性。
贵金属 Au、Ag、Pt、Rh（铑）、Cd（镉）等。
稀有金属相对稀少或产量较少Ti、W、V、Nb、Mo等。
放射性金属如镭（Ra）、铀（U）、钍（Th）等。
半金属介于金属与非金属之间的元素，如硅、锗、硼
非铁金属具有许多优良特性
2
第九章 非铁金属及其合金
§1 铝及其合金
一、工业纯铝（物理性能）
《有色金属及其合金 》课件
、型材等产品。
锻造
3 通过锻锤、压力机等设备
将金属或合金锻造成各种 规格的零件或制品。
生产流程
原料准备
将矿石、废旧金属等原料进行破 碎、磨细等处理，以便进行后续 的冶炼或加工。
质量检测与控制
对制品进行质量检测和控制，确 保其符合相关标准和客户要求。
熔炼与浇注将处理后的原料进源自熔炼，熔融 状态的金属或合金被浇注到模具 中形成铸件。
减重效果
采用有色金属及其合金能够显著 减轻飞机重量，提高飞行性能和 燃油经济性。
在建筑行业的应用
结构支撑
有色金属及其合金如钢、 铝等用于制造建筑物的梁 、柱等结构支撑部件，提 供足够的承载能力。
装饰材料
铝合金、不锈钢等有色金 属及其合金作为装饰材料 ，具有美观、耐腐蚀的特 点。
建筑构件
有色金属及其合金用于制 造建筑门窗、栏杆、楼梯 等构件，提高建筑物的安 全性和美观度。
新材料与新技术的发展趋势
轻质高强材料
随着航空航天、汽车等行业的快速发展，对轻质高强材料的需求越来越大，有色金属及 其合金作为重要的结构材料，其轻质高强的发展趋势明显。
新型加工技术
随着科技的进步，有色金属及其合金的加工技术也在不断革新，如激光熔覆、等离子喷 涂等新型加工技术，能够提高材料的表面性能和耐腐蚀性。
在合金中起重要作用的元 素，如铁、碳、镍、铬等 。
合金相图与组织
相图
描述合金在不同温度和成分下各相的组成和 相互关系的图形。
组织
合金中各相的形状、大小、分布和相对数量 。
平衡状态下的相组成
合金在平衡状态下各相的组成和相对数量。
合金化对性能的影响
力学性能
如强度、硬度、韧性、耐磨性等。
有色金属及合金PPT课件
纯铝按其纯度分为高纯铝、工业高纯铝和工业纯铝。纯铝的牌号用 “铝”字汉语拼音字首“L”和其后面的编号表示。高纯铝的牌号有LG1、 LG2、LG3、LG4和LG5，“G”是高字的汉语拼音字首，后面的数字越 大，纯度越高，它们的含铝量在99.85%～99.99%之间。工业纯铝的牌 号有L1、L2、L3、L4、L4-1、L5、L5-1、和L6。后面的数字表示纯度， 数字越大，纯度越低。
8
❖ 超硬铝合金
超硬铝合金为Al-Mg-Zn-Cu系合金，并含有少量的Cr和Mn。牌号 有LC4、LC6等。Zn、Cu、Mg与Al可以形成固溶体和多种复杂的第二相。 其牌号用”LC“表示，”LC“是”铝超“二字的拼音字首。
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。但这种合金的抗蚀性较差，高温下软化快。可 以用包铝法提高抗蚀性。超硬铝合金多用来制造受力大的重要构件，如 飞机大梁、起落架等。
铸造铝合金按加入的主要合金元素的不同，分为Al－Si系、Al－Cu系、 Al－Mg系和Al－Zn系四种合金。合金牌号用“铸铝”二字汉语拼音字首 “ZL”后跟三位数字表示。第一位数表示合金系列，1为Al－Si系合金；2 为Al－Cu系合金；3为Al－Mg系合金；4为Al－Zn系合金。第二、三位数 表示合金的顺序号。如ZL201表示1号铝铜系铸造铝合金，ZL107表示7号 铝硅系铸造铝合金。
❖ 锻铝合金
LD5、LD7、LD10等属于这类铝合金。锻铝合金为Al-Mg-Si-Cu系 和Al-Cu-Mg-Ni-Fe系合金。其牌号用”LD“表示，”LD是“铝锻二字的 拼音字首。
该合金中的元素种类多但用量少，具有良好的热塑性，良好的铸造 性能和锻造性能，并有较高的机械性能。这类合金主要用于承受重载荷 的锻件和模锻件。锻铝合金通常都要进行固溶处理和人工时效。
8
❖ 超硬铝合金
超硬铝合金为Al-Mg-Zn-Cu系合金，并含有少量的Cr和Mn。牌号 有LC4、LC6等。Zn、Cu、Mg与Al可以形成固溶体和多种复杂的第二相。 其牌号用”LC“表示，”LC“是”铝超“二字的拼音字首。
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。但这种合金的抗蚀性较差，高温下软化快。可 以用包铝法提高抗蚀性。超硬铝合金多用来制造受力大的重要构件，如 飞机大梁、起落架等。
铸造铝合金按加入的主要合金元素的不同，分为Al－Si系、Al－Cu系、 Al－Mg系和Al－Zn系四种合金。合金牌号用“铸铝”二字汉语拼音字首 “ZL”后跟三位数字表示。第一位数表示合金系列，1为Al－Si系合金；2 为Al－Cu系合金；3为Al－Mg系合金；4为Al－Zn系合金。第二、三位数 表示合金的顺序号。如ZL201表示1号铝铜系铸造铝合金，ZL107表示7号 铝硅系铸造铝合金。
❖ 锻铝合金
LD5、LD7、LD10等属于这类铝合金。锻铝合金为Al-Mg-Si-Cu系 和Al-Cu-Mg-Ni-Fe系合金。其牌号用”LD“表示，”LD是“铝锻二字的 拼音字首。
该合金中的元素种类多但用量少，具有良好的热塑性，良好的铸造 性能和锻造性能，并有较高的机械性能。这类合金主要用于承受重载荷 的锻件和模锻件。锻铝合金通常都要进行固溶处理和人工时效。
第八章有色金属及其合金-PPT精品
第三阶段：
溶质原子Cu继续富集，第二阶段形成的 θ ”相逐渐达到CuAl2的成分，并部分地 与母相α 固溶体的晶格脱离，形成一种 过渡相θ ’，随着θ ’ 的形成，固溶体的 晶格畸变程度减轻，合金趋于软化。
第四阶段：
稳定的θ 相- CuAl2形成，并与母相α 固溶体 完全脱离联系，使α 固溶体的晶格畸变大为 减轻，时效产生的强化效果显著减弱，合金 软化，这种现象称为“过时效”。
含11～13% Si，铸造后几乎全部得到
共晶组织，因而流动性很好，铸造发生热 裂的倾向小，但铸件致密度不高。可采用 压铸，增加致密度。
b、特殊硅铝明
为了增加铝合金强度，向合金加入能 形成强化相 CuAl2（θ相），Mg2Si（β相）， Al2CuMg（S相）的合金元素 Cu、Mg。
2、Al-Cu系铸造铝合金
Al-Cu-Mg系，它有强烈的时效强化作 用，经时效处理后具有很高的硬度、强度， 同时具有优良的加工工艺性能。含Cu、Mg 量低的硬铝合金，强度低而塑性高，Cu、 Mg量高则强度高、塑性低。
硬铝合金淬火+人工时效，有晶间腐蚀倾 向，故多采用淬火+自然时效。
3、超硬铝合金 LC3、LC4、LC5、LC6、LC9
L7
2#工业纯铝
7#工业纯铝
99.5%
98%
二、铝合金的成分、组织和性能特点 1、成分特点
纯铝的机械性能不高，为了提高铝的机
械性能，在铝中加入Cu、Zn、Mg、Si、Mn、
RE等元素制成铝合金。
铝合金仍保持纯铝密度小，抗蚀好等特 点，但机械性能比纯铝高的多。
2、组织特点
合金元素在铝中的溶解度一般都是有 限的，因此铝合金组织中除了形成铝基固 溶体（α ）外，还有第二相（金属间化合 物）出现。
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QSi3-1为含硅3%、含锰1%的铜硅合金， 常用于制造船舶辅机零件及排水系统管 件。
以铍为主要元素的铜合金称为铍青铜
QBe2常用于制做重要弹簧、高速止回阀 等。
4、白铜
以镍元素为主要合金元素的铜合金称为 白铜
白铜的代号为:“B”+平均含镍量。Bl9： 含镍量19%，其余为铜的白铜。
白铜的代号、成分和机械性能：见表9-11 所示。
铝青铜的机械性能 如图9-9所示
机械性能----高于锡青铜和黄铜，
耐蚀性----在大气、海水及有机酸中比锡 青铜、黄铜高，
耐磨性----优于锡青铜和黄铜
以铅为主要元素的铜合金称~为铅青铜
铅青铜主要用作耐磨材料，QPb30为含 铅30%的铅青铜，用于制做大功率高速 柴油机轴承。
以硅为主要元素的铜合金称为硅青铜
二、铝及铝合金
除纯铝外，铝合金主要包括形变铝合金 和铸造铝合金两大类
1. 工业纯铝 (1) 工业纯铝的性能及用途 工业纯铝的代号和牌号 2. 铝合金 铝合金的分类和代号 铸造铝合金的用途
性能 工业纯铝的比重为2.7，熔点为 660.4℃;有良好的导电性和导热性，导电 性仅次于银、铜、金，居第四位;
几种常见特殊黄铜的成分和机械性能如表9-9所 示。
锡元素：在海洋大气、海水中的抗蚀性 大大地提高，同时强度也得以提高， HSn70-1常用于制造冷却器及冷凝器的管 子。
锰元素：强度有较大的提高，同时还提 高其在海水、氯化物及热蒸气中的耐蚀 性。
HMn58-2，用于制造螺旋桨轴的轴套
ZHMn55-3-1，为铸造锰黄铜中加入1% 的Fe，提高机械性能，用于制造螺旋桨 和蒸气泵活塞等。
铝元素：强度和硬度提高，改善黄铜的 耐蚀性
用于制造船舶上冷凝器管子等耐蚀零件
如在铝黄铜中加入适量的镍、锰、铁可 获得高强高、高耐蚀性的铝锰铁黄铜， 可用于制造军舰的螺旋桨等。
3、青铜
▪ 铜合金中除黄铜(Cu-Zn)和白铜(Cu-Ni)以 外的合金均称作青铜
(1) 锡青铜：锡青铜的成分和性能 无锡青铜：①铝青铜 ②铅青铜③硅青铜 ④铍
I. 代 号 ：
T1(99.95%Cu) 、
T2(99.90%Cu) 、 T3(99.7%Cu) 、
T4(99.5%Cu)。
II. 用途： 船上主要用作柴油机的紫铜在冷变形后通过再结晶退火，即将 紫 铜 加 热 到 600~650℃ ， 然 后 在 水 中 冷 却，一方面去除其表面的灰黑色氧化皮 (CuO)，另一方面紫铜得到软化(消除加 工硬化现象)
为了改善和提高普通黄铜的某些性能，如机械 性能、抗蚀性及工艺性，在普通黄铜中加入 Mn、Sn、Si、Pb、Al、Fe等元素而形成的黄 铜，称为特殊黄铜。
特殊黄铜的编号方法是:"H"+主加元素符号+ 铜含量+主加元素含量。例如HSn70-1，表示主 加元素为Sn，含量为1%、含铜70%，余为锌 的锡黄铜，如是铸造的，则在编号前加"Z"。
第二节 有色金属及其合金
黑色金属-----钢铁材料 有色金属-----铝、镁、铜、铅、锌等及其合金
一、铜及铜合金
纯铜：紫铜 铜合金：黄铜、青铜、白铜
1、紫铜
1) 紫铜的性能 2) 紫铜的代号及用途 3) 紫铜的热处理
I. 紫铜即工业纯铜，因其具有玫瑰红色，表面形 成氧化膜后呈紫色而名
II. 面心立方晶体结构，无同素异构转变
II. “ 应 力 腐 蚀 破 裂 ” 或 “ 季 裂 ” ： 含 锌 大 于 7%(尤其是含锌量大于20%)的黄铜经冷加工后， 在潮湿的大气及海水中，特别是在有氨的环境 中，容易产生腐蚀致使黄铜破裂的现象。
III. 产生原因：主要是有残余应力存在，有腐蚀性 介质含锌量较高
IV. 消除办法：可进行低温退火，退火温度一般为 260~300℃，时间一般1~3h。
塑性好;通过冷、热加工可制成各种型材;
抗大气腐蚀性能好
强度很低，冷变形加工硬化后强度可达 150~25OMN/m2，塑性降到50~60%
青铜
▪ 青铜又分为锡青铜和无锡青铜。
▪ 青铜的编号方法是:“Q”+主加元素符号+ 主加元素含量。例如 QPb30表示含铅 30%、含铜70%的铅青铜。
以锡为主要或基本元素的铜合金称为锡 青铜。
(1) 以Pb、Al、Mn、Si、Be为主要元 素的铜合金称为无锡青铜
以铝为主要合金元素的铜合金称为铝青 铜。
III. 比重8.96，熔点1083℃；优良的导电性和导 热性，其导电性位居第二(仅次于银) ；逆磁性 物质(磁化系数为很小的负数)；很好的耐蚀性
IV. 极好的塑性，机械性能较低(表9-6)
V. 热脆性：含有铅、铋，当进行热加工时(一般为 820~860℃)，造成脆性断裂
VI. 冷脆：含有硫、氧，铜在冷加工时易于产生破 裂的现象
III. 锌的含量达 30%时，黄铜的塑性最大;
IV. 含锌量达到 45%时，黄铜的强度最大
V. 铸造性能：优良
VI. 耐蚀性：在大气、尤其是有机氟化物(氟利昂 12-CF2Cl2)中
VII. 应用：用于制作冷凝管、水泵零件、散热片等， 如表9-8所示。
I. 普通黄铜的抗蚀性较好，与紫铜差不多。对大 气、海水、以及氨以外的碱性溶液的耐蚀性很 高，但在氨、氨盐和酸类介质中的耐蚀性较差， 特别是对硫酸、盐酸的抗蚀很差
1. 在船上采用喷灯加热至发红而后水冷， 达到软化的目的。
2、黄铜
黄铜----铜锌合金，根据化学成分的不同，分
为普通黄铜和特殊黄铜。
⑴ 普通黄铜：①成分和组织 ② 编号和用途、性能 ② 腐蚀
⑵ 特殊黄铜① 锡黄铜 ① ① 铝黄铜
锰黄铜
普通黄铜是由铜和锌组成的二元合金
黄铜含锌量一般不超过47% 单相黄铜：锌<39%，形成固溶体(塑性
很好，适于冷、热加工) 两相黄铜：含锌量在39~45%时，黄铜的
组织为+(相是以化合物CuZn为基的 固溶体，高温下塑性好，适于热加工， 在温度较低时则很脆，不宜冷加工)
I. 编号："H"+两位数字(H80，即表示含铜80% 的黄铜)，铸造黄铜，再加上"Z"
II. 机械性能：与锌的含量有直接关系。如图9-7所 示。
以铍为主要元素的铜合金称为铍青铜
QBe2常用于制做重要弹簧、高速止回阀 等。
4、白铜
以镍元素为主要合金元素的铜合金称为 白铜
白铜的代号为:“B”+平均含镍量。Bl9： 含镍量19%，其余为铜的白铜。
白铜的代号、成分和机械性能：见表9-11 所示。
铝青铜的机械性能 如图9-9所示
机械性能----高于锡青铜和黄铜，
耐蚀性----在大气、海水及有机酸中比锡 青铜、黄铜高，
耐磨性----优于锡青铜和黄铜
以铅为主要元素的铜合金称~为铅青铜
铅青铜主要用作耐磨材料，QPb30为含 铅30%的铅青铜，用于制做大功率高速 柴油机轴承。
以硅为主要元素的铜合金称为硅青铜
二、铝及铝合金
除纯铝外，铝合金主要包括形变铝合金 和铸造铝合金两大类
1. 工业纯铝 (1) 工业纯铝的性能及用途 工业纯铝的代号和牌号 2. 铝合金 铝合金的分类和代号 铸造铝合金的用途
性能 工业纯铝的比重为2.7，熔点为 660.4℃;有良好的导电性和导热性，导电 性仅次于银、铜、金，居第四位;
几种常见特殊黄铜的成分和机械性能如表9-9所 示。
锡元素：在海洋大气、海水中的抗蚀性 大大地提高，同时强度也得以提高， HSn70-1常用于制造冷却器及冷凝器的管 子。
锰元素：强度有较大的提高，同时还提 高其在海水、氯化物及热蒸气中的耐蚀 性。
HMn58-2，用于制造螺旋桨轴的轴套
ZHMn55-3-1，为铸造锰黄铜中加入1% 的Fe，提高机械性能，用于制造螺旋桨 和蒸气泵活塞等。
铝元素：强度和硬度提高，改善黄铜的 耐蚀性
用于制造船舶上冷凝器管子等耐蚀零件
如在铝黄铜中加入适量的镍、锰、铁可 获得高强高、高耐蚀性的铝锰铁黄铜， 可用于制造军舰的螺旋桨等。
3、青铜
▪ 铜合金中除黄铜(Cu-Zn)和白铜(Cu-Ni)以 外的合金均称作青铜
(1) 锡青铜：锡青铜的成分和性能 无锡青铜：①铝青铜 ②铅青铜③硅青铜 ④铍
I. 代 号 ：
T1(99.95%Cu) 、
T2(99.90%Cu) 、 T3(99.7%Cu) 、
T4(99.5%Cu)。
II. 用途： 船上主要用作柴油机的紫铜在冷变形后通过再结晶退火，即将 紫 铜 加 热 到 600~650℃ ， 然 后 在 水 中 冷 却，一方面去除其表面的灰黑色氧化皮 (CuO)，另一方面紫铜得到软化(消除加 工硬化现象)
为了改善和提高普通黄铜的某些性能，如机械 性能、抗蚀性及工艺性，在普通黄铜中加入 Mn、Sn、Si、Pb、Al、Fe等元素而形成的黄 铜，称为特殊黄铜。
特殊黄铜的编号方法是:"H"+主加元素符号+ 铜含量+主加元素含量。例如HSn70-1，表示主 加元素为Sn，含量为1%、含铜70%，余为锌 的锡黄铜，如是铸造的，则在编号前加"Z"。
第二节 有色金属及其合金
黑色金属-----钢铁材料 有色金属-----铝、镁、铜、铅、锌等及其合金
一、铜及铜合金
纯铜：紫铜 铜合金：黄铜、青铜、白铜
1、紫铜
1) 紫铜的性能 2) 紫铜的代号及用途 3) 紫铜的热处理
I. 紫铜即工业纯铜，因其具有玫瑰红色，表面形 成氧化膜后呈紫色而名
II. 面心立方晶体结构，无同素异构转变
II. “ 应 力 腐 蚀 破 裂 ” 或 “ 季 裂 ” ： 含 锌 大 于 7%(尤其是含锌量大于20%)的黄铜经冷加工后， 在潮湿的大气及海水中，特别是在有氨的环境 中，容易产生腐蚀致使黄铜破裂的现象。
III. 产生原因：主要是有残余应力存在，有腐蚀性 介质含锌量较高
IV. 消除办法：可进行低温退火，退火温度一般为 260~300℃，时间一般1~3h。
塑性好;通过冷、热加工可制成各种型材;
抗大气腐蚀性能好
强度很低，冷变形加工硬化后强度可达 150~25OMN/m2，塑性降到50~60%
青铜
▪ 青铜又分为锡青铜和无锡青铜。
▪ 青铜的编号方法是:“Q”+主加元素符号+ 主加元素含量。例如 QPb30表示含铅 30%、含铜70%的铅青铜。
以锡为主要或基本元素的铜合金称为锡 青铜。
(1) 以Pb、Al、Mn、Si、Be为主要元 素的铜合金称为无锡青铜
以铝为主要合金元素的铜合金称为铝青 铜。
III. 比重8.96，熔点1083℃；优良的导电性和导 热性，其导电性位居第二(仅次于银) ；逆磁性 物质(磁化系数为很小的负数)；很好的耐蚀性
IV. 极好的塑性，机械性能较低(表9-6)
V. 热脆性：含有铅、铋，当进行热加工时(一般为 820~860℃)，造成脆性断裂
VI. 冷脆：含有硫、氧，铜在冷加工时易于产生破 裂的现象
III. 锌的含量达 30%时，黄铜的塑性最大;
IV. 含锌量达到 45%时，黄铜的强度最大
V. 铸造性能：优良
VI. 耐蚀性：在大气、尤其是有机氟化物(氟利昂 12-CF2Cl2)中
VII. 应用：用于制作冷凝管、水泵零件、散热片等， 如表9-8所示。
I. 普通黄铜的抗蚀性较好，与紫铜差不多。对大 气、海水、以及氨以外的碱性溶液的耐蚀性很 高，但在氨、氨盐和酸类介质中的耐蚀性较差， 特别是对硫酸、盐酸的抗蚀很差
1. 在船上采用喷灯加热至发红而后水冷， 达到软化的目的。
2、黄铜
黄铜----铜锌合金，根据化学成分的不同，分
为普通黄铜和特殊黄铜。
⑴ 普通黄铜：①成分和组织 ② 编号和用途、性能 ② 腐蚀
⑵ 特殊黄铜① 锡黄铜 ① ① 铝黄铜
锰黄铜
普通黄铜是由铜和锌组成的二元合金
黄铜含锌量一般不超过47% 单相黄铜：锌<39%，形成固溶体(塑性
很好，适于冷、热加工) 两相黄铜：含锌量在39~45%时，黄铜的
组织为+(相是以化合物CuZn为基的 固溶体，高温下塑性好，适于热加工， 在温度较低时则很脆，不宜冷加工)
I. 编号："H"+两位数字(H80，即表示含铜80% 的黄铜)，铸造黄铜，再加上"Z"
II. 机械性能：与锌的含量有直接关系。如图9-7所 示。