第5章非铁材料
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第5章非铁材料
5.1 非铁金属及其合金
5.1.2 铜及铜合金
纯铜（紫铜）物理性能：密度为 8.94g/cm 3 ，熔点为1083℃，无磁性。 具有面心立方结构．无同素异构转变。
第5章非铁材料
5.1 非铁金属及其合金
5.1.2 铜及铜合金
特点：具有优良的导
电性、导热性，很高的化 学稳定性和良好的抗蚀性 能。纯铜的强度不高，硬 度低，塑性很好。经冷变
分类
（序号越大，纯度越低） 工业高纯铝（LG1～LG5）
工业纯铝（L1～L7）
第5章非铁材料
5.1.1 铝及铝合金
5.1.1 铝及铝合金
铝的强度低， 不宜作承力结构材 料使用。加入硅、 铜、镁、锰等合金 元素，其强度比纯 铝高几倍，可用于 制造承受一定载荷 的机械零件。
铝根据二元相 图，可分为变形铝 合金和铸造铝合金 两大类。
1. 工程塑料
塑料：一种合成树脂为主要成分的高分
子材料。由合成树脂和添加剂组成。
5.1.2 铜及铜合金
２）铝青铜
以Al为主要加入元素的铜合金。铝 的含量小于12%。
铝青铜的强度、硬度、耐磨性、耐 热性、耐蚀性都高于黄铜和锡青铜，并 能进行热处理强化。
工业上压力加工用的铝青铜一般含 铝量低于5～7%；含铝10%左右的合金， 强度高，用于热加工或铸造用材。
第5章非铁材料
5.1.2 铜及铜合金
金化的α＋β钛合金可通过热处理获得。
第5章非铁材料
名称 密度
（g/cm2)
Al
2.7
Ti
4.51
Mg
1.74
钢
7.85
比较
比强度 （单位密度下材料的强度）
500-700/2.7 1200/4.51
250-300/1.74 700-1200/7.85
第5章非铁材料
第五章 非铁材料
5.2 高分子材料
第5章非铁材料
5.1.1 铝及铝合金
5.1.1 铝及铝合金
2、铸造铝合金 分类：Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系、Al-Zn系、Al-Re 系等合金。 Al-Si系合金具有优良的铸造性能，加入Cu、Mg、Mn等 元素使其强化，通过热处理可进一步提高力学性能； Al-Cu系合金有较高的强度和耐热性，但铸造性能差； Al-Mg系合金属高强度、高耐蚀合金； Al-Zn系合金有自淬火效应铸造后经变质、失效处理后 强度较高，但耐蚀性差，热裂倾向大； Al-Re系合金有良好的铸造和耐热性能。
第五章 非铁材料
5.1 非铁金属及其合金 5.1.1 铝及铝合金 纯铝
特性：银白色的金属，具有面心立力方 晶格，密度为2.7g/cm3 ，导电性、导热 性好，强度低，塑性好。
主要用途：配制铝合金，在电气工 业中用铝代铜作导线、电容器等 。
第5章非铁材料
5.1.1 铝及铝合金
5.1.1 铝及铝合金
铜合金 机械性能好 摩擦系数小
形加工后，强度提高，但 伸长率下降。
工业纯铜加工产品代 号有T1、T2、T3、T4四种。 主要用于制作电线、蒸发
在空气环境下 具有良好的抗 蚀性。
容易加工。
器等。
第5章非铁材料
5.1.2 铜及铜合金
1.黄铜
以锌（含量小于50%）为主要加入元 素的铜合金。
分类（铸造 在其前加“Z” ）
铝合金 比重小，比强度高。 在空气中的抗蚀性好。 容易加工。
第5章非铁材料
5.1.1 铝及铝合金
5.1.1 铝及铝合金
1、形变铝合金 分类：防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金、锻铝 合金。 防锈铝合金：Al-Mg和Al-Mn合金，特点是耐蚀性 能好，易加工和焊接，但强度低不能通过热处理强化； 硬铝合金： Al-Cu-Mg和Al-Cu-Mg合金，特点是有 极强的失效硬化能力，强度高，耐蚀性和焊接性差； 超硬铝合金： Al-Cu-Mg-Zn合金，特点是强度很 高； 锻铝合金：Al-Mg-Si-Cu和Al-Cu-Mg-Ni-Fe合金， 具有良好的热塑性、铸造性能和较高的力学性能。
分类（铸造 在其前加“Z” ）
简单白铜 （铜镍合金）
表示方法 （ B+镍含量）
B30
特殊白铜 在简单白铜基础上加入 Fe、Zn 、 Mn 、 Al
等元素
BFe5-1
表示方法（B+主要元素符号 ＋镍含量＋主加元素含量）
第5章非铁材料
5.1.2 铜及铜合金
3. 青铜
除Ni和Zn以外的其它元素为主要合 金元素的铜合金。
青铜的代号用（Q+主加元素符号+ 主加元素百分含量+其他元素的百分含 量）表示。
第5章非铁材料
5.1.2 铜及铜合金
１）锡青铜
以锡为主要加入 元素的铜合金。
锡含量是决定锡
青铜性能的关键，含
锡量5～7%的锡青铜塑
性最好，适用于冷热
加工；含锡量大于10%
的锡青铜，强度升高，
塑性很低，只作铸造
用。
第5章非铁材料
5.1 非铁金属及其合金
5.1.3 钛及钛合金
特点：熔点1667℃，密度4.5g/cm3， 密排六方晶格α－Ti，高于882.5℃为体心 立方晶格β—Ti。
优点：强度高（1500Mpa），密度小，
热强度高，耐蚀性高。
缺点：工艺性差；导热系数小、摩擦
因数大，故切削性差；弹性模量小，变形
时回弹大，冷变形困难；硬度低，不耐磨；
普通黄铜 （铜锌合金）
表示方法 H62 （H+铜含量）
特殊黄铜 在普通黄铜基础上加入
Al、Mn 、 Si 、 Pb 等元素
HMn58-2
表示方法（H+主要元素符号 ＋铜含量＋主加元素含量）
第5章非铁材料
5.1.2 铜及铜合金
1. 黄铜
第5章非铁材料
5.1.2 铜及铜合金
2. 白铜
以Ni为主要元素（含量小于50%）的铜合金。
３）铍青铜
以Be为主要加入元素的铜合金。铍含 量为1.7～2.5％ 。
铍青铜可以淬火、时效处理提高强度、 硬度、疲劳极限和弹性极限。具有良好的 铸造性能和冷、热加工性能。 主要用于制作高级精密的弹性元件、如弹簧、 膜片、膜盘等；也用于制作特殊要求的耐 磨零件，如钟表的齿轮和发条、压力表游 丝等。
第5章非铁材料
成本高。
第5章非铁材料
5.1.3 钛及钛合金
5.1.3 钛及钛合金
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1、α钛合金
退火组织为单向α固溶体，热压加工成型，含 5％Al与2.5％Sn起固溶强化作用。
2、β钛合金
加入V、Mo使其室温下全部为β相，淬火得介
稳 定的β相钛合金，可通过淬火、失效处理强化，
室温强度高。
3、 α＋β钛合金
加入适当的稳定β相的合金元素所得，高度合
5.1 非铁金属及其合金
5.1.2 铜及铜合金
纯铜（紫铜）物理性能：密度为 8.94g/cm 3 ，熔点为1083℃，无磁性。 具有面心立方结构．无同素异构转变。
第5章非铁材料
5.1 非铁金属及其合金
5.1.2 铜及铜合金
特点：具有优良的导
电性、导热性，很高的化 学稳定性和良好的抗蚀性 能。纯铜的强度不高，硬 度低，塑性很好。经冷变
分类
（序号越大，纯度越低） 工业高纯铝（LG1～LG5）
工业纯铝（L1～L7）
第5章非铁材料
5.1.1 铝及铝合金
5.1.1 铝及铝合金
铝的强度低， 不宜作承力结构材 料使用。加入硅、 铜、镁、锰等合金 元素，其强度比纯 铝高几倍，可用于 制造承受一定载荷 的机械零件。
铝根据二元相 图，可分为变形铝 合金和铸造铝合金 两大类。
1. 工程塑料
塑料：一种合成树脂为主要成分的高分
子材料。由合成树脂和添加剂组成。
5.1.2 铜及铜合金
２）铝青铜
以Al为主要加入元素的铜合金。铝 的含量小于12%。
铝青铜的强度、硬度、耐磨性、耐 热性、耐蚀性都高于黄铜和锡青铜，并 能进行热处理强化。
工业上压力加工用的铝青铜一般含 铝量低于5～7%；含铝10%左右的合金， 强度高，用于热加工或铸造用材。
第5章非铁材料
5.1.2 铜及铜合金
金化的α＋β钛合金可通过热处理获得。
第5章非铁材料
名称 密度
（g/cm2)
Al
2.7
Ti
4.51
Mg
1.74
钢
7.85
比较
比强度 （单位密度下材料的强度）
500-700/2.7 1200/4.51
250-300/1.74 700-1200/7.85
第5章非铁材料
第五章 非铁材料
5.2 高分子材料
第5章非铁材料
5.1.1 铝及铝合金
5.1.1 铝及铝合金
2、铸造铝合金 分类：Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系、Al-Zn系、Al-Re 系等合金。 Al-Si系合金具有优良的铸造性能，加入Cu、Mg、Mn等 元素使其强化，通过热处理可进一步提高力学性能； Al-Cu系合金有较高的强度和耐热性，但铸造性能差； Al-Mg系合金属高强度、高耐蚀合金； Al-Zn系合金有自淬火效应铸造后经变质、失效处理后 强度较高，但耐蚀性差，热裂倾向大； Al-Re系合金有良好的铸造和耐热性能。
第五章 非铁材料
5.1 非铁金属及其合金 5.1.1 铝及铝合金 纯铝
特性：银白色的金属，具有面心立力方 晶格，密度为2.7g/cm3 ，导电性、导热 性好，强度低，塑性好。
主要用途：配制铝合金，在电气工 业中用铝代铜作导线、电容器等 。
第5章非铁材料
5.1.1 铝及铝合金
5.1.1 铝及铝合金
铜合金 机械性能好 摩擦系数小
形加工后，强度提高，但 伸长率下降。
工业纯铜加工产品代 号有T1、T2、T3、T4四种。 主要用于制作电线、蒸发
在空气环境下 具有良好的抗 蚀性。
容易加工。
器等。
第5章非铁材料
5.1.2 铜及铜合金
1.黄铜
以锌（含量小于50%）为主要加入元 素的铜合金。
分类（铸造 在其前加“Z” ）
铝合金 比重小，比强度高。 在空气中的抗蚀性好。 容易加工。
第5章非铁材料
5.1.1 铝及铝合金
5.1.1 铝及铝合金
1、形变铝合金 分类：防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金、锻铝 合金。 防锈铝合金：Al-Mg和Al-Mn合金，特点是耐蚀性 能好，易加工和焊接，但强度低不能通过热处理强化； 硬铝合金： Al-Cu-Mg和Al-Cu-Mg合金，特点是有 极强的失效硬化能力，强度高，耐蚀性和焊接性差； 超硬铝合金： Al-Cu-Mg-Zn合金，特点是强度很 高； 锻铝合金：Al-Mg-Si-Cu和Al-Cu-Mg-Ni-Fe合金， 具有良好的热塑性、铸造性能和较高的力学性能。
分类（铸造 在其前加“Z” ）
简单白铜 （铜镍合金）
表示方法 （ B+镍含量）
B30
特殊白铜 在简单白铜基础上加入 Fe、Zn 、 Mn 、 Al
等元素
BFe5-1
表示方法（B+主要元素符号 ＋镍含量＋主加元素含量）
第5章非铁材料
5.1.2 铜及铜合金
3. 青铜
除Ni和Zn以外的其它元素为主要合 金元素的铜合金。
青铜的代号用（Q+主加元素符号+ 主加元素百分含量+其他元素的百分含 量）表示。
第5章非铁材料
5.1.2 铜及铜合金
１）锡青铜
以锡为主要加入 元素的铜合金。
锡含量是决定锡
青铜性能的关键，含
锡量5～7%的锡青铜塑
性最好，适用于冷热
加工；含锡量大于10%
的锡青铜，强度升高，
塑性很低，只作铸造
用。
第5章非铁材料
5.1 非铁金属及其合金
5.1.3 钛及钛合金
特点：熔点1667℃，密度4.5g/cm3， 密排六方晶格α－Ti，高于882.5℃为体心 立方晶格β—Ti。
优点：强度高（1500Mpa），密度小，
热强度高，耐蚀性高。
缺点：工艺性差；导热系数小、摩擦
因数大，故切削性差；弹性模量小，变形
时回弹大，冷变形困难；硬度低，不耐磨；
普通黄铜 （铜锌合金）
表示方法 H62 （H+铜含量）
特殊黄铜 在普通黄铜基础上加入
Al、Mn 、 Si 、 Pb 等元素
HMn58-2
表示方法（H+主要元素符号 ＋铜含量＋主加元素含量）
第5章非铁材料
5.1.2 铜及铜合金
1. 黄铜
第5章非铁材料
5.1.2 铜及铜合金
2. 白铜
以Ni为主要元素（含量小于50%）的铜合金。
３）铍青铜
以Be为主要加入元素的铜合金。铍含 量为1.7～2.5％ 。
铍青铜可以淬火、时效处理提高强度、 硬度、疲劳极限和弹性极限。具有良好的 铸造性能和冷、热加工性能。 主要用于制作高级精密的弹性元件、如弹簧、 膜片、膜盘等；也用于制作特殊要求的耐 磨零件，如钟表的齿轮和发条、压力表游 丝等。
第5章非铁材料
成本高。
第5章非铁材料
5.1.3 钛及钛合金
5.1.3 钛及钛合金
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1、α钛合金
退火组织为单向α固溶体，热压加工成型，含 5％Al与2.5％Sn起固溶强化作用。
2、β钛合金
加入V、Mo使其室温下全部为β相，淬火得介
稳 定的β相钛合金，可通过淬火、失效处理强化，
室温强度高。
3、 α＋β钛合金
加入适当的稳定β相的合金元素所得，高度合