材料概论-有色金属材料ppt课件
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金属材料及热处理 06 有色金属材料篇(1)PPT课件
28.8 13.8 13.5 2.7 2.4 16.3 1.59 0.9 0.74 0.4 0.21 0.08 0.025 70.0 56.6 17.4 7.2 5.7 4.2 1.65 1.8 1.3 0.8 0.40 0.28 0.050
除Ag，Ge外，其他均是常见合金化元素 ➢Zn、Mg 、Cu 、Li（正开发）、 Si （铸铝） ，有时也包括Mn ， 可作 主加元素，起固溶强化、弥散强化作用； 作为起弥散强化作用的强化相主要有Al2Cu、Al2CuMg、MgZn2、 Al2Mg3Zn、Mg2Si、δ（Al3Li）、Al2CuLi等
第3 章 有色金属及其合金
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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概述
金属材料习惯上可分为有色金属和黑色金属（钢 铁）；
有色金属及其合金种类很多，但产量小，总产量 也远远小于钢铁的产量；
纯铝强度低，σb=80-100MPa, σ0.2=30-50MPa, δ=35-40%, HB=25-30,
即使是冷变形60-80%, σb=150-180MPa,但 δ=1-1.5%，难以满足需要，
需合金化。
（1）提高强度的途径
共晶含量少或无， 高温和低温塑性高， 强度高
铸造性好，流动性 好，易填充，不易 冷热裂
热处理可强化铝合金
1.3 铝及铝合金简介
（一）纯铝
纯铝具有密度小、导电导热性好、加工工艺好、耐蚀性好等优点，但
强度低，故，它多用于电线电缆以及强度要求不高的用具或器皿。
（工业纯的、高纯的亦用于科研配置合金）
除Ag，Ge外，其他均是常见合金化元素 ➢Zn、Mg 、Cu 、Li（正开发）、 Si （铸铝） ，有时也包括Mn ， 可作 主加元素，起固溶强化、弥散强化作用； 作为起弥散强化作用的强化相主要有Al2Cu、Al2CuMg、MgZn2、 Al2Mg3Zn、Mg2Si、δ（Al3Li）、Al2CuLi等
第3 章 有色金属及其合金
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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概述
金属材料习惯上可分为有色金属和黑色金属（钢 铁）；
有色金属及其合金种类很多，但产量小，总产量 也远远小于钢铁的产量；
纯铝强度低，σb=80-100MPa, σ0.2=30-50MPa, δ=35-40%, HB=25-30,
即使是冷变形60-80%, σb=150-180MPa,但 δ=1-1.5%，难以满足需要，
需合金化。
（1）提高强度的途径
共晶含量少或无， 高温和低温塑性高， 强度高
铸造性好，流动性 好，易填充，不易 冷热裂
热处理可强化铝合金
1.3 铝及铝合金简介
（一）纯铝
纯铝具有密度小、导电导热性好、加工工艺好、耐蚀性好等优点，但
强度低，故，它多用于电线电缆以及强度要求不高的用具或器皿。
（工业纯的、高纯的亦用于科研配置合金）
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）
《有色金属材料》课件
建筑行业领域
在建筑行业领域，有色金属材料如铜 合金、不锈钢和铝制品等被广泛应用 于建筑装饰、屋面和门窗等。这些有 色金属材料具有美观、耐久和易于维 护的特点，能够提高建筑物的品质和 价值。
VS
例如，铜合金在建筑装饰中具有高贵 典雅的外观和耐腐蚀的特点，常用于 制造门把手、窗框和楼梯扶手等部件 。不锈钢具有高强度和良好的耐腐蚀 性能，常用于制造建筑结构件和栏杆 等。铝制品轻便美观，具有良好的加 工性能和耐候性能，常用于制造门窗 和幕墙等。
通过测量金属材料的重量和体积，计算其密度，以评 估其质量。
热膨胀系数测试
在加热或冷却过程中，测量金属材料的长度变化，以 评估其热稳定性。
电导率测试
测量金属材料在单位温度和单位长度下的电阻值，以 评估其导电性能。
化学性能测试
耐腐蚀性测试
01
通过暴露金属材料在不同的环境条件下，观察其表面腐蚀程度
，以评估其耐腐蚀性能。
高端装备制造领域
有色金属材料在高端装备制造领域的应用不断拓展，如航空航天、高 速铁路等。
现了铁和钢。
近代
随着工业革命的兴起，铝、铜、 镍等有色金属材料得到了广泛应
用。
现代
随着科技的不断进步，有色金属 材料的应用领域不断扩大，如钛 合金、镁合金等新型有色金属材 料在航空航天、汽车等领域得到
了广泛应用。
PART 02
有色金属材料的生产工艺
冶炼工艺
01
02
03
熔炼
将矿石、废金属和添加剂 在高温下熔化成液态，通 过化学反应去除杂质，形 成纯净的有色金属溶液。
抗氧化性测试
02
在高温条件下，观察金属材料表面氧化程度，以评估其抗氧化
性能。
有色金属 PPT课件
有色金属
凡不是以铁为主要元素的金属都 属于有色金属。 工程上常用的有色金属有铝、铜、 镁、钛、锌及其合金。
铝及铝合金
铝及铝合金是应用非常广泛的一类金属 结构材料。航空上主要用于飞机的蒙皮、 隔框、长梁、桁条和锻、铸件等。一架 波音747客机，需要消耗约18.6吨铝，航 天技术上主要用于气动加热温度在150℃ 以下的运载火箭和宇宙飞行器，也用在 卫星、航天飞机等其他航天器结构上。
4.3.6镁合金
镁合金在常用工程金属材料中密度 最小，为1.8g/mm3，约为铝合金的 2/3，钛合金的1/3，钢的1/4。 镁合金分为变形镁合金(MB)和铸造 镁合金(ZM)二大类
镁合金特点和应用
镁合金有较大承受冲击载荷的能力，可 制造受猛烈碰撞的零件。例如飞机的轮 毂。美国近年为陆军生产的一种“瘪气 下行驶”的车轮。这种轮子的轮胎和轮 毂之间装有12.2kg重的镁合金压铸环形 件，万一轮胎被弹片扎破漏气，装这种 轮子的军车可在48km/h速度下行驶而不 使车辆受损。
4.4塑料和橡胶
塑料和橡胶是以高分子聚合物为基础添 加各种助剂而成的混合物体系，在常温 下有固定的形状和强度，在高温下具有 可塑性的高分子材料。 塑料和橡胶的区别是塑料在常温下处于 玻璃态，强度较高；橡胶在常温下处于 高弹态，弹性较大。
塑料
根据塑料的用途，可以分为通用塑料、工程塑 料和特种塑料三大类。 大多数塑料都能在加热时反复地塑化，称之为 热塑性塑料。另外有一些塑料，它们只能在第 一次加工时塑化，做成固定的形状。以后再把 它加热，形状不再发生变化，这类塑料称为热 固性塑料。热固性塑料由于其内部高分子的交 联结构使本身的机械强度和耐热性都较热塑性 塑料好。
凡不是以铁为主要元素的金属都 属于有色金属。 工程上常用的有色金属有铝、铜、 镁、钛、锌及其合金。
铝及铝合金
铝及铝合金是应用非常广泛的一类金属 结构材料。航空上主要用于飞机的蒙皮、 隔框、长梁、桁条和锻、铸件等。一架 波音747客机，需要消耗约18.6吨铝，航 天技术上主要用于气动加热温度在150℃ 以下的运载火箭和宇宙飞行器，也用在 卫星、航天飞机等其他航天器结构上。
4.3.6镁合金
镁合金在常用工程金属材料中密度 最小，为1.8g/mm3，约为铝合金的 2/3，钛合金的1/3，钢的1/4。 镁合金分为变形镁合金(MB)和铸造 镁合金(ZM)二大类
镁合金特点和应用
镁合金有较大承受冲击载荷的能力，可 制造受猛烈碰撞的零件。例如飞机的轮 毂。美国近年为陆军生产的一种“瘪气 下行驶”的车轮。这种轮子的轮胎和轮 毂之间装有12.2kg重的镁合金压铸环形 件，万一轮胎被弹片扎破漏气，装这种 轮子的军车可在48km/h速度下行驶而不 使车辆受损。
4.4塑料和橡胶
塑料和橡胶是以高分子聚合物为基础添 加各种助剂而成的混合物体系，在常温 下有固定的形状和强度，在高温下具有 可塑性的高分子材料。 塑料和橡胶的区别是塑料在常温下处于 玻璃态，强度较高；橡胶在常温下处于 高弹态，弹性较大。
塑料
根据塑料的用途，可以分为通用塑料、工程塑 料和特种塑料三大类。 大多数塑料都能在加热时反复地塑化，称之为 热塑性塑料。另外有一些塑料，它们只能在第 一次加工时塑化，做成固定的形状。以后再把 它加热，形状不再发生变化，这类塑料称为热 固性塑料。热固性塑料由于其内部高分子的交 联结构使本身的机械强度和耐热性都较热塑性 塑料好。
第9章 有色金属及其合金综述PPT课件
1．铜合金的分类及牌号表示方法
（1）铜合金的分类 通常有下列两种分法：
①按化学成分 铜合金可分为黄铜、青铜及白铜（铜镍合金）三大类 • 黄铜是以锌为主要合金元素的铜-锌合金。 有普通黄铜和特殊黄铜
（或复杂黄铜）。
• 青铜是以除锌和镍以外的其它元素作为主要合金元素的铜合金。按其 所含主要合金元素的种类可分为锡青铜、铅青铜、铝青铜、硅青铜等。
黄铜棒
（3）特殊黄铜 在普通黄铜 基础上，再加入其它合金
元素所组成的多元合金称 为特殊黄铜。
• 合金元素:锡、铅、铝、硅、锰、 铁等。
• 命名: 依据加入的第二合金元素，
如锡黄铜、铅黄铜、铝黄铜等。
黄
• 性能：性能提高，工艺性能改
铜
善
制
品
• 牌号 HSi80-3
• 应用举例：船舶零件，在海水、淡水和蒸汽﹙＜ 265℃ 条件下工作的零件)
3．青铜
• 青铜（bronze）是人类应用最 早的一种合金，原指铜锡合金。
• 性能：流动性差，偏析倾向大 及易形成分散缩孔 。 收缩率小， 抗蚀性比纯铜和黄铜好 。
青铜制品
• 按照生产方式分类： 压力加工青 铜和铸造青铜
• 牌号：ZCuSn10P1，(ZQSn10-1)
船用青铜软 管快速接头 阀(锡青铜阀 体、阀盖)
飞机翼梁(腹板 为硬铝合金)
（3）铝-铜-镁-锌系合金 这 类合金又叫超硬铝。
• 应用：飞机上受力大的结 构零件，如起落架、大梁 等。在光学仪器中，用于 要求重量轻而受力较大的 结构零件。 飞 机 主 起 落 架
（4）铝-铜-镁-硅系合金 这 类合金又叫锻铝。
• 特点：力学性能与硬铝相近， 但热塑性及耐蚀性较高，更适 于锻造 。
（1）铜合金的分类 通常有下列两种分法：
①按化学成分 铜合金可分为黄铜、青铜及白铜（铜镍合金）三大类 • 黄铜是以锌为主要合金元素的铜-锌合金。 有普通黄铜和特殊黄铜
（或复杂黄铜）。
• 青铜是以除锌和镍以外的其它元素作为主要合金元素的铜合金。按其 所含主要合金元素的种类可分为锡青铜、铅青铜、铝青铜、硅青铜等。
黄铜棒
（3）特殊黄铜 在普通黄铜 基础上，再加入其它合金
元素所组成的多元合金称 为特殊黄铜。
• 合金元素:锡、铅、铝、硅、锰、 铁等。
• 命名: 依据加入的第二合金元素，
如锡黄铜、铅黄铜、铝黄铜等。
黄
• 性能：性能提高，工艺性能改
铜
善
制
品
• 牌号 HSi80-3
• 应用举例：船舶零件，在海水、淡水和蒸汽﹙＜ 265℃ 条件下工作的零件)
3．青铜
• 青铜（bronze）是人类应用最 早的一种合金，原指铜锡合金。
• 性能：流动性差，偏析倾向大 及易形成分散缩孔 。 收缩率小， 抗蚀性比纯铜和黄铜好 。
青铜制品
• 按照生产方式分类： 压力加工青 铜和铸造青铜
• 牌号：ZCuSn10P1，(ZQSn10-1)
船用青铜软 管快速接头 阀(锡青铜阀 体、阀盖)
飞机翼梁(腹板 为硬铝合金)
（3）铝-铜-镁-锌系合金 这 类合金又叫超硬铝。
• 应用：飞机上受力大的结 构零件，如起落架、大梁 等。在光学仪器中，用于 要求重量轻而受力较大的 结构零件。 飞 机 主 起 落 架
（4）铝-铜-镁-硅系合金 这 类合金又叫锻铝。
• 特点：力学性能与硬铝相近， 但热塑性及耐蚀性较高，更适 于锻造 。
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 。
24
（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
有色金属材料及功能材料课件
2.2非铁金属材料2.2.1铜及铜合金（1）概述铜是人类最早使用的金属，自然界有自然铜存在。
公元前17世纪，我国黄河上游齐家文化时期，人们就懂得冷锻和铸造红铜技术。
铜及铜合金作为工程材料，由于其高导电率和导热率，易于成型及某些条件下有良好的耐蚀性，至今仍然被广泛应用。
1) 工业纯铜工业纯铜的牌号用汉语拼音“Tong”(铜)的第一个字母T加上序号数字表示，如T1, T2, T3等，数字增加表示纯度降低。
工业纯铜的氧含量低于0.01%的称为无氧铜，无氧铜用“铜”和“无”二字的汉语拼音字头“T”和“U”加上序号表示，如TU1、TU2。
用磷和锰脱氧的无氧铜，在TU后面加脱氧剂化学元素符号表示，如TUP、TU Mn。
2) 铜合金分类工业中广泛应用的铜合金分为黄铜，白铜、青铜三大类。
黄铜又分为简单黄铜和复杂黄铜二种。
简单黄铜为Cu-Zn二元合金，以“H”表示，H后面的数字表示合金的平均含铜量，如H 70表示含铜量为70%，其余为锌。
复杂黄铜是在Cu-Zn合金中加入少量铅、锡、铝、锰等，组成三元、四元，甚至五元的合金。
第三组元为铅的称铅黄铜，为铝的称铝黄铜，如HSn70-1表示含70%Cu, 1 %Sn，余为锌的锡黄铜(三元复杂黄铜)；四元、五元合金则以第三种含量最多的元素称呼，例如：HMn57-3-1表示含57%Cu, 3%Mn, 1%Al，余为锌的锰黄铜(四元复杂黄铜)，HAl 66-6-3-2表示含66%Cu, 6 %A1, 3 %Fe, 2%Mn,余为锌的铝黄铜(五元复杂黄铜)。
白铜——是指铜为基，镍为主要合金元素的铜合金。
以“B”表示，例如B10表示含Ni量10%，其余为铜；B30为30%Ni，余为铜的铜镍合金。
青铜——是指除黄铜(以为Zn主要合金元素)和白铜(以Ni为主要合金元素)之外的铜合金。
青铜按主添元素(如Sn、Al, Be等)分别命名为锡青铜、铝青铜、铍青铜，并以“Q”加上主添元素化学符号及百分含量表示，如QSn6.5-0.1表示含Sn6.5%，含P0.1%，余为铜的锡磷青铜。
《有色金属材料》课件
挤压
将金属材料通过模具加热至一定 温度，然后施加压力，使其从模 具中挤出，形成所需截面形状。
有色金属材料的应用领域
电子行业
有色金属材料广泛应用于电子 器件中的导线、接头和散热器 等部件。
建筑行业
有色金属材料常用于建筑外墙、 屋顶和装饰材料，提供耐腐蚀 和美观的特性。
制造行业
有色金属材料在汽车、航空航 天、机械制造等领域中广泛应 用于零部件的制造。
有色金属材料的市场前景
随着科技进步和工业发展，对有色金属材料的需求将持续增长。新兴领域如 新能源和电动车市场的崛起，为有色金属材料带来了更多的机遇。
有色金属材料行业的发展趋势
1
材料创新
研发新的有色金属材料，提高材料的强
绿色制造
2
度、导电性和管理性能。
推动绿色可持续制造，减少对环境的影
响。
3
工艺改进
《有色金属材料》PPT课 件
在这份《有色金属材料》的PPT课件中，我们将探讨有色金属材料的定义、分 类和特点，加工工艺，应用领域，市场前景以及行业的发展趋势。
有色金属材料的定义
有色金属材料是指那些不属于铁铸件、钢材、及其合金的金属材料。它们通常具有较高的导电性、导热性和耐 腐蚀性。
有色金属材料的分类和特点
改进加工工艺，提高生产效率和质量。
总结和展望
有色金属材料在现代社会中发挥着重要作用，并将继续在技术创新和工业发 展中发挥重要的贵金属材料（如金、银、 铂）和常见有色金属材料（如铜、铝、镍）。
特点
有色金属材料通常具有较高的导电性、导热性 和良好的可塑性，使其广泛应用于电子、建筑 和制造行业。
有色金属材料的加工工艺
铸造
轧制
铸造是将金属熔化后，倒入模具 中制造所需形状的一种加工工艺。
有色金属材料优秀课件
➢化学性能：常规条件化学性质稳定；在海水,铵盐, 碳酸盐,氧化酸环境下不耐蚀
➢力学性能
✓强度较高，室温~200MPa；极好的塑性和韧性, 无冷脆
• 纯铜应用：电力电子（电缆、电刷、电线），防磁机 械8.3.2 铜的合金化及分类
1. 铜的合金化：与Al、Mg合金化类似
Mg 合金 1.74 2.5% HCP 650°C 合金350MPa 较小(抗冲击振动性好) 差 差 差 Al Zn Mn Zr 铸造类、变形类 与铝类似
8.3 铜及铜合金
8.3.1 工业纯铜及其应用
• 纯铜的结构特点：FCC结构；无同素异构转变 • 纯铜的性能特点：
➢物理性能
✓紫红色（紫铜）；密度8.9g.cm-2, 熔点1083°C ✓导电导热性好，仅次于Ag ✓无磁性，碰撞无火花
LCYxx ➢ 锻铝：Al-Mg-Si-Zn，合金元素多、含量低，强
度与硬铝类似；牌号LDxx
问题：时效铝合金的耐腐蚀性一般较差，说明原因
8.2 镁及镁合金
密度 资源 结构 熔点 强度 弹性模量 塑性、韧性 耐蚀性(常规条件) 导电、导热性 主要合金化元素 合金分类 强化与热处理
Al 合金 2.72 占地壳8.2% FCC 660°C 合金可达450MPa 较大 好 好 好 Cu Mg Si Mn Zn Li 铸造类、变形类 五种
性一般; ；牌号ZL40X
8.1 铝及铝合金
8.1.4 常用铝合金及其应用
8.1 铝及铝合金
8.1.4 常用铝合金及其应用
2. 变形铝合金
➢ 分类：以性能和使用特点分为防锈铝、硬 铝、超硬铝、锻铝（可热处理强化）
➢ 性能特点及应用
➢ 防锈铝：Al-Mn、Al-Mg合金；牌号LF ➢ 硬铝：Al-Cu-Mg,强度可达420MPa; 牌号LYxx ➢ 超硬铝：Al-Cu-Mg-Zn,强度可达680MPa; 牌号
➢力学性能
✓强度较高，室温~200MPa；极好的塑性和韧性, 无冷脆
• 纯铜应用：电力电子（电缆、电刷、电线），防磁机 械8.3.2 铜的合金化及分类
1. 铜的合金化：与Al、Mg合金化类似
Mg 合金 1.74 2.5% HCP 650°C 合金350MPa 较小(抗冲击振动性好) 差 差 差 Al Zn Mn Zr 铸造类、变形类 与铝类似
8.3 铜及铜合金
8.3.1 工业纯铜及其应用
• 纯铜的结构特点：FCC结构；无同素异构转变 • 纯铜的性能特点：
➢物理性能
✓紫红色（紫铜）；密度8.9g.cm-2, 熔点1083°C ✓导电导热性好，仅次于Ag ✓无磁性，碰撞无火花
LCYxx ➢ 锻铝：Al-Mg-Si-Zn，合金元素多、含量低，强
度与硬铝类似；牌号LDxx
问题：时效铝合金的耐腐蚀性一般较差，说明原因
8.2 镁及镁合金
密度 资源 结构 熔点 强度 弹性模量 塑性、韧性 耐蚀性(常规条件) 导电、导热性 主要合金化元素 合金分类 强化与热处理
Al 合金 2.72 占地壳8.2% FCC 660°C 合金可达450MPa 较大 好 好 好 Cu Mg Si Mn Zn Li 铸造类、变形类 五种
性一般; ；牌号ZL40X
8.1 铝及铝合金
8.1.4 常用铝合金及其应用
8.1 铝及铝合金
8.1.4 常用铝合金及其应用
2. 变形铝合金
➢ 分类：以性能和使用特点分为防锈铝、硬 铝、超硬铝、锻铝（可热处理强化）
➢ 性能特点及应用
➢ 防锈铝：Al-Mn、Al-Mg合金；牌号LF ➢ 硬铝：Al-Cu-Mg,强度可达420MPa; 牌号LYxx ➢ 超硬铝：Al-Cu-Mg-Zn,强度可达680MPa; 牌号
第九章有色金属及其合金ppt课件
• 青铜的代号表示方法是：Q（“青”字的汉 语拼音字首）＋主加元素符号及平均含量 ＋其他元素的平均含量。
例如，QSn4-3表示含W（Sn）＝4％、W （Zn）＝3％、其余为Cu的锡青铜。
1）锡青铜:
Cu-Sn二元相图
含锡量对锡青铜的力学性能的影响
含锡量对锡青铜的加工性能的影响 :
• wSn＜5%的锡青铜适宜冷变形加工； • wSn＝5％~7%的锡青铜宜于热加工； • wSn＝10％~14％之间的锡青铜只适宜铸造生产。
主要用途：精密仪器、精密机械零件；低温热电偶、热电偶 补偿导线、变阻器等。
9.3钛及钛合金
• 钛及钛合金是第二次世界大战后发展起来 的新材料，具有很高的比强度和耐蚀性， 是世界各国大力发展的轻金属材料，近三 十年来已经发展成主要的飞机和发动机结 构材料。
2.工业纯铜的牌号及用途:
• 纯铜：T1、T2、T3、T4； • 无氧铜：TU1、TU2； • 脱氧铜：TUP、TUMn； • 纯铜主要用作导体和配制合金以及制造抗
磁性干扰的仪器、仪表零件，如罗盘、航 空仪表等零件。
9.2.2铜合金
常用合金元素： Zn、Sn、Al、Mg、Mn、Ni、Fe、Be、Ti、Si、As、
M
320
15
用于焊接容器， 受力零件等
用途：油箱、油管、铆钉及其他冷变形零件。
(2)硬铝
合金牌号 主 要 化 学 成 分 (%) 合金状
新牌 旧牌号 Cu
Mg
Mn
态
号
2A01 2A04 2A10
LY1 LY4 LY10
2.2~3.03. 2~3.73.9
~4.5
0.2~0.5 2.1~2.6 0.15~0.3
3）Al-Mg合金：
例如，QSn4-3表示含W（Sn）＝4％、W （Zn）＝3％、其余为Cu的锡青铜。
1）锡青铜:
Cu-Sn二元相图
含锡量对锡青铜的力学性能的影响
含锡量对锡青铜的加工性能的影响 :
• wSn＜5%的锡青铜适宜冷变形加工； • wSn＝5％~7%的锡青铜宜于热加工； • wSn＝10％~14％之间的锡青铜只适宜铸造生产。
主要用途：精密仪器、精密机械零件；低温热电偶、热电偶 补偿导线、变阻器等。
9.3钛及钛合金
• 钛及钛合金是第二次世界大战后发展起来 的新材料，具有很高的比强度和耐蚀性， 是世界各国大力发展的轻金属材料，近三 十年来已经发展成主要的飞机和发动机结 构材料。
2.工业纯铜的牌号及用途:
• 纯铜：T1、T2、T3、T4； • 无氧铜：TU1、TU2； • 脱氧铜：TUP、TUMn； • 纯铜主要用作导体和配制合金以及制造抗
磁性干扰的仪器、仪表零件，如罗盘、航 空仪表等零件。
9.2.2铜合金
常用合金元素： Zn、Sn、Al、Mg、Mn、Ni、Fe、Be、Ti、Si、As、
M
320
15
用于焊接容器， 受力零件等
用途：油箱、油管、铆钉及其他冷变形零件。
(2)硬铝
合金牌号 主 要 化 学 成 分 (%) 合金状
新牌 旧牌号 Cu
Mg
Mn
态
号
2A01 2A04 2A10
LY1 LY4 LY10
2.2~3.03. 2~3.73.9
~4.5
0.2~0.5 2.1~2.6 0.15~0.3
3）Al-Mg合金：
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。
绪论有色金属介绍课件
⑴掌握有色金属材料的成分、合金化特点、种类、牌号等； ⑵掌握有色金属材料性能特点、强化方法、成型特点； ⑶了解有色金属材料最新发展。
3.2 学习方法 ⑴笔记 ⑵作业（隔周交作业） ⑶掌握重点
3.3 考试方法 平时 (10％) +试卷(90％)
绪论有色金属介绍
6
4 有色金属材料概述
4.1 有色金属材料在我国发展状况 铜、铝、镁、钛、铅、锌、镍、锡、锑、汞
海水中含80多种、60多种金属，如 U10亿吨、Au 500万吨
绪论有色金属介绍
4
2 课程内容、性质及目标
2.1 内容
有色金属材料:除黑色金属外的金属和合金。 本课程以有色金属铜、铝、镁、钛、锌、镍等金属及其合金为
基础，介绍有色金属及其合金类型、制备、组织性能特点、强化 方法、加工性能及抗蚀性能、应用等。 学习重点：
成分、牌号、组织、性能与强化机制和应用
2.2 课程性质
本课程属于专业基础课，是金属材料科学的重要组成部分； 通过本课程的学习，掌握有色金属材料的基础知识，为研究与应 用有色金属材料打下基础。
2.3 学习目的
了解并掌握常用有色金属材料的种类、合金化特点、热处理特 点、性能特点。
绪论有色金属介绍
5
3 本课程学习要求及学习方法 3.1 学习要求
绪论有色金属介绍
7
世界第一 的三个标志：
总产量连续六年全球第一 总产量是排名第二介绍
8
铅：高密度灰蓝色金属，高耐蚀和高延展性，用于建筑、军用储罐、制 造汽车蓄电池、电缆外罩和防辐射材料。
锌：银色金属，良好的防蚀和导热导电性，易加工；用于机械制造、建 筑及蓄电池材料、镀锌钢板、黄铜、锌基合金和化工等。
锑：光亮银白色金属或半金属，具有金属与非金属特性，用于阻燃剂、 建筑涂料、纺织、粘合剂、电池、陶器、化工、玻璃、烟花和橡胶等。 我国是全球锑的最主要的生产国、最大消费国，近几年的产量占全球总 量的比例均超过75%。
3.2 学习方法 ⑴笔记 ⑵作业（隔周交作业） ⑶掌握重点
3.3 考试方法 平时 (10％) +试卷(90％)
绪论有色金属介绍
6
4 有色金属材料概述
4.1 有色金属材料在我国发展状况 铜、铝、镁、钛、铅、锌、镍、锡、锑、汞
海水中含80多种、60多种金属，如 U10亿吨、Au 500万吨
绪论有色金属介绍
4
2 课程内容、性质及目标
2.1 内容
有色金属材料:除黑色金属外的金属和合金。 本课程以有色金属铜、铝、镁、钛、锌、镍等金属及其合金为
基础，介绍有色金属及其合金类型、制备、组织性能特点、强化 方法、加工性能及抗蚀性能、应用等。 学习重点：
成分、牌号、组织、性能与强化机制和应用
2.2 课程性质
本课程属于专业基础课，是金属材料科学的重要组成部分； 通过本课程的学习，掌握有色金属材料的基础知识，为研究与应 用有色金属材料打下基础。
2.3 学习目的
了解并掌握常用有色金属材料的种类、合金化特点、热处理特 点、性能特点。
绪论有色金属介绍
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3 本课程学习要求及学习方法 3.1 学习要求
绪论有色金属介绍
7
世界第一 的三个标志：
总产量连续六年全球第一 总产量是排名第二介绍
8
铅：高密度灰蓝色金属，高耐蚀和高延展性，用于建筑、军用储罐、制 造汽车蓄电池、电缆外罩和防辐射材料。
锌：银色金属，良好的防蚀和导热导电性，易加工；用于机械制造、建 筑及蓄电池材料、镀锌钢板、黄铜、锌基合金和化工等。
锑：光亮银白色金属或半金属，具有金属与非金属特性，用于阻燃剂、 建筑涂料、纺织、粘合剂、电池、陶器、化工、玻璃、烟花和橡胶等。 我国是全球锑的最主要的生产国、最大消费国，近几年的产量占全球总 量的比例均超过75%。
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不能进行热处理强化，常利用加工硬化提高其强度。
.
19
常用的Al-Mn系合金有 LF21（ 3A21 ），其抗蚀性 和强度高于纯铝，用于制造油罐、油箱、管道、铆 钉等需要弯曲、冲压加工的零件。
常用的Al-Mg系合金有 LF5（ 5A05 ），其密度比纯
铝 小 ， 强 度 比 Al-Mn
汽化
合金高，在航空工业
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
.
17
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
铝是可以回收利用的金属
.
铝
品
汽缸头
.
14
⑶ Al-Mg系铸造铝 合金
鼓风机密封件等 (ZL102、301)
这类合金的耐蚀性 好，强度高，密度 小；但铸造性能差, 耐热性低。
常用代号为ZL301(ZAlMg10)、 ZL303(ZAlMg5Si1)等.
主要用于制造外形简单、承受冲击载荷、在腐蚀性介 质下工作的零件，如舰船配件、氨用泵体等。
器(热 交换
中得到广泛应用，如
管为 LF21)
制造管道、容器、铆
钉及承受中等载荷的
零件。
.
20
② 硬铝合金
主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量Mn。
可进行时效强化，也可进行变形强化。
强度、硬度高，加工性能好，耐蚀性低于防锈铝。
常用硬铝合金如LY11 (2A11)、 LY12 (2A12) 等，用于制造冲压件、 模锻件和铆接件，如 螺旋桨、梁、铆钉等.
值强度下降，出现峰
值的时间提前。
含4%Cu铝合金的时效曲线
.
时效时间/d 9
四、铝合金的牌号、性能及用途
1、铸造铝合金 包括： Al- Si系： 代号为ZL1+两位数字顺序号
Al-Cu系：代号为ZL2+两位数字顺序号
Al-Mg系：代号为ZL3+两位数字顺序号
Al-Zn系： 代号为ZL4+两位数字顺序号
ZL102的铸态组织
未变质处理 经变质处理
.
12
加入其他合金元素的铝硅铸造合金 称特殊 (或复杂)硅铝明。
Al-Si系铸造铝合金的铸造性能好， 具有优良的耐蚀性、耐热性和焊接 性能。
铸件致密度较小，强度不够高
活塞(裙部为铝硅合金)
用于制造飞机、仪表、
电动机壳体、汽缸体、
风机叶片、发动机活塞
强度低，塑性好，易于加工成形 。
.
5
铝合金既具有高强度又保持纯铝的优良特性 。 铝合金常加入的元素主要有Cu、 Mg、 Mn、 Zn 、
Si等，此外还有Cr、Ni、Ti、Zr 等辅加元素。
铝合金型材 铝铸件
.
6
二、铝合金的分类
铝合金一般具有有限固溶型共晶相图。
可将铝合金分 为形变铝合金
有色金属及其合金
在工业生产中，通
常把铁及其合金称
为黑色金属，把其
他非铁金属及其合
金称为有色金属。
.
1
有色金属的产量和用量不如黑色金属多，但由于其具
有许多优良的特
占汽车净重比
性，如特殊的电、
磁、热性能，耐
蚀性能及高的比
强度(强度与密度 之比)等，已成为 现代工业中不可 缺少的金属材料.
塑
其
橡 胶料
铝合金分类示意图
和铸造铝合金
两大类。 形变铝合金又
形变铝合金
分为可热处理
强化和不可热
处理强化两类.
.
7
三、铝合金的热处理
可热处理强化形变铝合 金的热处理方法：固溶 处理 + 时效。
固溶处理是指将合金加 热到固溶线以上，保温
加热固溶 时效析出 淬火过饱和
并淬火后获得过饱和的单相固溶体组织的处理。
⑴又称Al硅-S铝i系明铸。造其铝中合金
ZL102(ZAlSi12)是含
12%Si的铝硅二元合
12.7%
金，称为简单硅铝明.
.
577℃ 11
在普通铸造条件下， ZL102组织几乎全部为共晶体， 由粗针状的硅晶体和固溶体组成，强度和塑性都较 差。生产上通常用钠盐变质剂进行变质处理，得到细 小均匀的共晶体加一次固溶体组织，以提高性能。
合 金
制
铝合金波纹管
18
⑵ 常用变形铝合金 ① 防锈铝合金
主要是Al-Mn和Al-Mg系合 金。
Mn主要作用是提高抗蚀能 力和，并起固溶强化作用.
卫星天线 （LF2）
Mg起固溶强化作用，并降低合金比重。
防锈铝合金锻造退火后组织为单相固溶体，抗蚀性、焊接性 能好，易于变形加工，但切削性能差。
飞机翼梁(腹板 为硬铝合金)
.
21
③ 超硬铝合金
属Al-Zn-Mg-Cu系合金，并 含有少量Cr和Mn。
时效强化效果超过硬铝合金.
热态塑性好，但耐蚀性差。 常用合金有 LC4 (7A04 )、 飞 LC9 (7A09 )等，主要用于工 机
架主
作温度较低、受力较大的结 起 构件, 如飞机大梁、起落架等. 落
时效是指将过饱和的固溶体在固溶线以下某温度保 温，以析出弥散强化相的热处理。
.
8
在室温下进行的时效称自然时效；在加热条件下进 行的时效称人工时效。
时效强化效果与加热温度和保温时间有关。
温度一定时，随时效时间延长，时效曲线上出现峰
值，超过峰值时间，
析出相聚集长大，强
度下降，为过时效。
随时效温度提高，峰
.
15
⑷ Al-Zn系铸造铝合金 这类合金的铸造性能好，强度较高，可自然时效强
化；但密度大，耐蚀性较差。 常用代号为
ZL401(ZAlZn11Si7) 主要用于制造形状复
杂受力较小的汽车、 飞机、仪器零件。
大型空压机活塞(ZL401)
.
16
2、形变铝合金 ⑴形变铝及铝合金牌号表示方法 根据国标规定 ，形变铝及铝合金可直接引用国际四
等形状复杂但对强度要
求不高的铸件。
.
13
⑵ Al-Cu系铸造铝合金
这类合金的耐热性好，强度较高；但密度大，铸造 性能、耐蚀性能差，强度低于Al-Si系合金。
常用代号有ZL201 (ZAlCu5Mn)、ZL203 (ZAlCu4)等。主要用于 制造在较高温度下工作 的高强零件，如内燃机 汽缸头、汽车活塞等。
磁璃 材
玻酯
聚 碳 酸
维 Ti
碳 纤
Al Fe 料 它
材料
各种材料在先进汽车中占ห้องสมุดไป่ตู้重量百分比
.
2
第一节 铝及铝合金
一、铝及铝合金性能特点
铝合金制造的机翼
纯铝具有银白色金属光泽，密度 小(2.72 )，熔点低(660.4℃)。
导电、导热性能优良，广泛用于 电气工业和热传导机械中。
耐大气腐蚀。