有色金属及其合金课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
No 铸仪表，汽车零件外壳等。
特点： 1. 比重大。 2. 铸造性能好，可以压铸形状复杂、薄壁的精密件，铸件表面光
Image 滑。 3. 可进行表面处理：电镀、喷涂、喷漆。 4. 熔化与压铸时不吸铁，不腐蚀压型，不粘模。 5. 有很好的常温机械性能和耐磨性。 6. 熔点低，在385℃熔化，容易压铸成型。
N 是抗磁材料。较高的塑性和耐蚀性， I o 高的弹性极限和疲劳强度。铜容易冷热成 mage 型，并具有高的循环再利用性。
按主加合金元素分类：
纯铜
导电及导热性能好，
抗大气腐蚀性好，塑性高，加工性
好， 无磁性冲击无火花等。
黄铜（Cu-Zn) 黄铜合金依成分其
力学和成形、加工性、铸造性、腐
蚀性等各异。
中性元素（锆、锡等）、α稳定化元素（铝、氧、
氮和碳等）和β稳定化元素（同晶型有钒、铌等；
共析型有铁、锰、铜等）。
与钢相似，同素异构转变是钛合金的组织、性能多样性的基础。
钛合金退火组织可分为α型（TA）、β型（TB）和α+β 型（TC）。
No Image
钛合金手表
No Image
美F-22战机约36%重量的零件用 钛合金制造
建筑
航空航天
军事
铝的 主要应用领域
交通运输
2.纯铝
分 类
高纯铝 99.99% 工业高纯铝 99.9% 工业纯铝 99%
铝无同素异构转变，故纯铝不能通过热处 理强化，通过冷塑性变形即加工硬化后强度 升高，但塑性降低。
3.铝合金
不能热处理强化
形变铝合金
铝合金
No能热处理强化 铝硅系 ZL1××
Image 铸造铝合金 铝铜系 ZL2×× 铝镁系 ZL3××
No Image
含锆的镁合金。添加稀土元素适于300℃下环境使用，添加
锌元素有良好的强度与塑性。
谢谢观赏
No
密度比普通硬铝减小15%，且能挤压成型，可用作 摩托车骨架和圈轮等构件。
Al-Li合金可制作飞机零件和承受载重的高级运 动器材。
Image
目前高强度铝合金广泛应用于制造飞机、舰艇
和载重汽车等，可增加它们的载重量以及提高运行
速度，并具有抗海水侵蚀，避磁性等特点。
图5-11 铝合金相图及分类示意图
铝锌系 ZL4××
铝合金制造的机翼
铝中加入Mn、Mg形成的Al-Mn、Al-Mg合金具有很
好的耐蚀性，良好的塑性和较高的强度，称为防锈
铝合金，用于制造油箱、容器、管道、铆钉等。 硬铝合金的强度较防锈铝合金高，但防蚀性能
有所下降，这类合金有Al-Cu-Mg系和Al-Cu-Mg-Zn 系。新近开发的高强度硬铝，强度进一步提高，而
物理性能：导电性好：Ag、Cu、Al； 磁性材料：Co； 超导材料；防辐射材料：Pb
化学性能：耐蚀性 Cu、Ti、Al、Zn等； Ti合金耐蚀性非常好；Zn产量一半用于镀Zn防锈
5.7.1 铝及其合金
Aluminium Alloy
1.性能特点：
1、低密度; 2、导电及导热性能好; 3、抗大气腐蚀性好; 4、高比强度；
No Image
4.铝合金的热处理
No Im百度文库ge
（1）退火。 （2）淬火（固溶）与时效。 对除了纯 铝、防锈铝和简单铝硅合金以外大多数 铝合金都可以采用淬火与时效的热处理 方法。
5.7.2 铜及铜合金
Copper Alloy
铜的密度 8.94g/cm³，重 金属，熔点1084℃。 具有极高的热导率与电导率， 其导电性仅次于银而居金属的第二位，
660 69
237 28.2
1084 110 401 16.78
1668 117 21.9 420
419 108 650 48 1538 209
116 59 156 43.9 80.4 96.1
力学性能：比强度高（σ/d），高温强度好； 例如:Al、Ti；用于航空、航天； Ni基合金工作温度800-1000℃、Mo基1300℃
No Image
5.7.4 其他有色金属及合金
1.锌及锌合金
No Image
锌是一种蓝白色金属，密度为7.14克/立方厘米，熔点为419.5℃，化学 性质活泼，在常温空气中生成碱式碳酸锌膜。
锌合金的主要添加元素有铝，铜和镁等.锌合金按加工工艺可分为形 变与铸造锌合金两类.铸造锌合金流动性和耐腐蚀性较好，适用于压
青铜（Cu-Sn）是人类使用历史最
久的金属材料,Zn的加入明显地提
高了铜的强度，并使其塑性得到改
善，抗腐蚀性增强。
白铜（Cu-Ni） 有优异的耐蚀性和
高的电阻，故可用作苛刻腐蚀条件
下工作的零部件和电阻器的材料。
纯铜组织
No Image
No Image
5.7.3 钛及钛合金
性能特点：
Titanium Alloy
有色金属及其合金课件
概述
定义 : 除黑色金属 ( 钢、铁 ) 以外的所有金属。
例如：Cu、Al、Zn、Ag、Pb等。
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。
银白色，熔点1668℃，密度4.5g/cm3 1. 密度小、比强度高; 2. 耐热性好; 3. 耐蚀性能优异; 4. 化学性质十分活泼;
在真空或惰性气体中进行生产. 5. 成本高，价格贵。 自1952年正式作为结构材料使用以来发展极为迅速，在航空工业和化 学工业中得到了广泛的应用。
•
合金元素依对钛合金相图的影响可以分3类：
表5-14 常用有色金属与铁的性能比较
名称
铝 铜 钛 锌 镁 铁
元素 符号
Al Cu Ti
Zn Mg Fe
原子 序数
13 29 22
30 12 26
密 晶体结 度构
2.70 画心立方 8.94 画心立方 4.51 密排六方
7.14 密排六方 1.74 密排六方 7.87 体心立方
熔 弹性 热导 电阻 点 模量 率 率
zinc alloy
1.镁及镁合金
No Image
镁密度为1.74g/cm³，熔点为650℃。
No 其差的耐蚀性和低的抗氧化性使镁作为结构材料的应用比例不高。
Image
近年来作为新一代轻合金结构材料，镁合金得到了大力开发。
No Image
两类镁合金：
No Image
含铝的镁合金。 具有高的强度和塑性，良好的耐大气腐蚀性
特点： 1. 比重大。 2. 铸造性能好，可以压铸形状复杂、薄壁的精密件，铸件表面光
Image 滑。 3. 可进行表面处理：电镀、喷涂、喷漆。 4. 熔化与压铸时不吸铁，不腐蚀压型，不粘模。 5. 有很好的常温机械性能和耐磨性。 6. 熔点低，在385℃熔化，容易压铸成型。
N 是抗磁材料。较高的塑性和耐蚀性， I o 高的弹性极限和疲劳强度。铜容易冷热成 mage 型，并具有高的循环再利用性。
按主加合金元素分类：
纯铜
导电及导热性能好，
抗大气腐蚀性好，塑性高，加工性
好， 无磁性冲击无火花等。
黄铜（Cu-Zn) 黄铜合金依成分其
力学和成形、加工性、铸造性、腐
蚀性等各异。
中性元素（锆、锡等）、α稳定化元素（铝、氧、
氮和碳等）和β稳定化元素（同晶型有钒、铌等；
共析型有铁、锰、铜等）。
与钢相似，同素异构转变是钛合金的组织、性能多样性的基础。
钛合金退火组织可分为α型（TA）、β型（TB）和α+β 型（TC）。
No Image
钛合金手表
No Image
美F-22战机约36%重量的零件用 钛合金制造
建筑
航空航天
军事
铝的 主要应用领域
交通运输
2.纯铝
分 类
高纯铝 99.99% 工业高纯铝 99.9% 工业纯铝 99%
铝无同素异构转变，故纯铝不能通过热处 理强化，通过冷塑性变形即加工硬化后强度 升高，但塑性降低。
3.铝合金
不能热处理强化
形变铝合金
铝合金
No能热处理强化 铝硅系 ZL1××
Image 铸造铝合金 铝铜系 ZL2×× 铝镁系 ZL3××
No Image
含锆的镁合金。添加稀土元素适于300℃下环境使用，添加
锌元素有良好的强度与塑性。
谢谢观赏
No
密度比普通硬铝减小15%，且能挤压成型，可用作 摩托车骨架和圈轮等构件。
Al-Li合金可制作飞机零件和承受载重的高级运 动器材。
Image
目前高强度铝合金广泛应用于制造飞机、舰艇
和载重汽车等，可增加它们的载重量以及提高运行
速度，并具有抗海水侵蚀，避磁性等特点。
图5-11 铝合金相图及分类示意图
铝锌系 ZL4××
铝合金制造的机翼
铝中加入Mn、Mg形成的Al-Mn、Al-Mg合金具有很
好的耐蚀性，良好的塑性和较高的强度，称为防锈
铝合金，用于制造油箱、容器、管道、铆钉等。 硬铝合金的强度较防锈铝合金高，但防蚀性能
有所下降，这类合金有Al-Cu-Mg系和Al-Cu-Mg-Zn 系。新近开发的高强度硬铝，强度进一步提高，而
物理性能：导电性好：Ag、Cu、Al； 磁性材料：Co； 超导材料；防辐射材料：Pb
化学性能：耐蚀性 Cu、Ti、Al、Zn等； Ti合金耐蚀性非常好；Zn产量一半用于镀Zn防锈
5.7.1 铝及其合金
Aluminium Alloy
1.性能特点：
1、低密度; 2、导电及导热性能好; 3、抗大气腐蚀性好; 4、高比强度；
No Image
4.铝合金的热处理
No Im百度文库ge
（1）退火。 （2）淬火（固溶）与时效。 对除了纯 铝、防锈铝和简单铝硅合金以外大多数 铝合金都可以采用淬火与时效的热处理 方法。
5.7.2 铜及铜合金
Copper Alloy
铜的密度 8.94g/cm³，重 金属，熔点1084℃。 具有极高的热导率与电导率， 其导电性仅次于银而居金属的第二位，
660 69
237 28.2
1084 110 401 16.78
1668 117 21.9 420
419 108 650 48 1538 209
116 59 156 43.9 80.4 96.1
力学性能：比强度高（σ/d），高温强度好； 例如:Al、Ti；用于航空、航天； Ni基合金工作温度800-1000℃、Mo基1300℃
No Image
5.7.4 其他有色金属及合金
1.锌及锌合金
No Image
锌是一种蓝白色金属，密度为7.14克/立方厘米，熔点为419.5℃，化学 性质活泼，在常温空气中生成碱式碳酸锌膜。
锌合金的主要添加元素有铝，铜和镁等.锌合金按加工工艺可分为形 变与铸造锌合金两类.铸造锌合金流动性和耐腐蚀性较好，适用于压
青铜（Cu-Sn）是人类使用历史最
久的金属材料,Zn的加入明显地提
高了铜的强度，并使其塑性得到改
善，抗腐蚀性增强。
白铜（Cu-Ni） 有优异的耐蚀性和
高的电阻，故可用作苛刻腐蚀条件
下工作的零部件和电阻器的材料。
纯铜组织
No Image
No Image
5.7.3 钛及钛合金
性能特点：
Titanium Alloy
有色金属及其合金课件
概述
定义 : 除黑色金属 ( 钢、铁 ) 以外的所有金属。
例如：Cu、Al、Zn、Ag、Pb等。
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。
银白色，熔点1668℃，密度4.5g/cm3 1. 密度小、比强度高; 2. 耐热性好; 3. 耐蚀性能优异; 4. 化学性质十分活泼;
在真空或惰性气体中进行生产. 5. 成本高，价格贵。 自1952年正式作为结构材料使用以来发展极为迅速，在航空工业和化 学工业中得到了广泛的应用。
•
合金元素依对钛合金相图的影响可以分3类：
表5-14 常用有色金属与铁的性能比较
名称
铝 铜 钛 锌 镁 铁
元素 符号
Al Cu Ti
Zn Mg Fe
原子 序数
13 29 22
30 12 26
密 晶体结 度构
2.70 画心立方 8.94 画心立方 4.51 密排六方
7.14 密排六方 1.74 密排六方 7.87 体心立方
熔 弹性 热导 电阻 点 模量 率 率
zinc alloy
1.镁及镁合金
No Image
镁密度为1.74g/cm³，熔点为650℃。
No 其差的耐蚀性和低的抗氧化性使镁作为结构材料的应用比例不高。
Image
近年来作为新一代轻合金结构材料，镁合金得到了大力开发。
No Image
两类镁合金：
No Image
含铝的镁合金。 具有高的强度和塑性，良好的耐大气腐蚀性