第九章 有色金属及其合金.ppt
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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。
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
第九章 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。
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.
Al 塑 Fe 料 其 它 橡 胶 磁 玻 材 璃 料
汽化 器 (热 交换 管为 LF21)
器、铆钉及承受中等载荷
的零件。
② 硬铝合金
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
CuAl2(θ相) Al2CuMg(S相)
Mg2Si(β相)
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.
聚 碳 酸 酯
Ti
碳 纤 维
材料
各种材料在先进汽车中占的重量百分比
铝 锭
§1 铝及铝合金
一、铝及铝合金性能特点
1、纯铝 具有银白色金属光泽，密度小 (2.72g/cm3 )，熔点低(660.4℃), 导 电、导热性能优良。 耐大气腐蚀，易于加工成形 。 具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁 性。
飞机翼梁(腹板 为硬铝合金)
③ 超硬铝合金
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 )、
LC9 (7A09 )等，主要用于工 作温度较低、受力较大的结构件, 如飞机大梁、起落架等. 飞 机 主 起 落 架
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。
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.
Al 塑 Fe 料 其 它 橡 胶 磁 玻 材 璃 料
汽化 器 (热 交换 管为 LF21)
器、铆钉及承受中等载荷
的零件。
② 硬铝合金
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
CuAl2(θ相) Al2CuMg(S相)
Mg2Si(β相)
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.
聚 碳 酸 酯
Ti
碳 纤 维
材料
各种材料在先进汽车中占的重量百分比
铝 锭
§1 铝及铝合金
一、铝及铝合金性能特点
1、纯铝 具有银白色金属光泽，密度小 (2.72g/cm3 )，熔点低(660.4℃), 导 电、导热性能优良。 耐大气腐蚀，易于加工成形 。 具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁 性。
飞机翼梁(腹板 为硬铝合金)
③ 超硬铝合金
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 )、
LC9 (7A09 )等，主要用于工 作温度较低、受力较大的结构件, 如飞机大梁、起落架等. 飞 机 主 起 落 架
有色金属及其合金综述课件
拉拔
通过拉拔机将金属线材拉制成 各种规格的细线、弹簧丝等。
表面处理
电镀
通过电解的方法在金属 表面镀覆一层金属或合 金，以提高耐腐蚀性和
美观度。
喷涂
通过喷枪或喷粉装置将 涂料喷涂在金属表面，
形成一层保护膜。
氧化处理
通过化学或电化学的方 法使金属表面形成一层 氧化膜，以提高耐腐蚀
性和美观度。
钝化处理
通过化学方法使金属表 面形成一层钝化膜，以
镁及镁合金
镁是一种轻质金属，具有良好的比强度和比刚度。镁合金广泛应用 于汽车、电子和航空航天等领域。
钴及钴合金
钴是一种具有优良耐腐蚀性和高温强度的金属。钴合金广泛应用于 航空航天、能源和化工等领域。
02
CHAPTER
有色金属的应用领域
建筑行业
铝合金
用于制造门窗、幕墙、支架等， 因其轻便、美观、耐腐蚀而受到 广泛应用。
的破坏和污染，特别是减少废水和废气的排放。
促进循环经济
03
回收和再生利用有色金属是循环经济的重要组成部分，有助于
实现经济、社会和环境的可持续发展。
05
CHAPTER
有色金属的未来发展趋势
新材料研发
01
02
03
高性能轻质材料
研发具有高强度、轻量化 的有色金属合金，用于航 空航天、汽车等领域，替 代传统材料。
铜及铜合金
用于管道、供暖系统、水龙头等 ，因其良好的导热性和耐腐蚀性 而受到青睐。
汽车行业
镁合金
用于汽车零部件，如发动机罩、气瓶 架等，以减轻重量并提高燃油经济性 。
铝合金
用于汽车车身、底盘和悬挂系统等， 以提高汽车的结构强度和轻量化。
电子行业
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
有色金属及其合金教学课件PPT
铸造普通黄铜ZCuZn38，具有铸造性能好，组织致密， 主要用于一般的结构件和耐蚀零件。
3.3.2 有色金属及其合金
2、特殊黄铜
在普通黄铜中加入其他合金元素的黄铜。 加入的合金元素有铅、锡、铝、硅、锰、铁、镍等， 以改善切削加工性、提高耐蚀性、铸造性能和力学性能 等。 压力加工特殊黄铜的牌号用“H+主加合金元素符号+ 铜的百分含量-合金元素的百分含量”表示，例： HPb59-1。 铸造特殊黄铜的牌号表示方法与铸造铝合金相同，例： ZCuZn16Si4。
3.3.2 有色金属及其合金
2）常用轴承合金简介
锡基轴承合金（锡基巴氏合金） 铅基轴承合金（铅基巴氏合金） 铜基轴承合金 铝基轴承合金
是含铝、铍、硅、铅、锰等合金元素的铜基合金。主 要有：铝青铜、铍青铜等。
3.3.2 有色金属及其合金
3、轴承合金简介
1）轴承合金的性能和组织特点
轴承支承轴进行工作，会与轴颈产生摩擦。为减少轴 承对轴颈的磨损，对轴承合金有如下要求：
较高的抗压强度和疲劳强度； 摩擦系数小、表面能储存润滑油，耐磨性好； 良好的抗蚀性、热导性和较小的膨胀系数； 良好的磨合性点或硬基体上分布软质点。
3.3.2 有色金属及其合金
2）铝合金 1、铝合金的分类与牌号 1）铝合金的分类 分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。 变形铝合金又分为不能热处理强化的铝合金和能热处理 强化的铝合金。 2）铝合金的牌号 (1)变形铝合金牌号。采用四位字符牌号，铝合金的牌号 用2×××～8×××系列表示。 第一位数字：铝合金的组 别； 第二位字母：原始合金的改型情况，A为原始合金， B－Y为原始合金的改型合金。最后两位数字：区分同一 组中不同的铝合金。例：5A02。 (2)铸造铝合金牌号。用“Z+Al+元素符号+数字”表示。 数字是主加合金元素百分含量。例：ZAlSi9Mg。
3.3.2 有色金属及其合金
2、特殊黄铜
在普通黄铜中加入其他合金元素的黄铜。 加入的合金元素有铅、锡、铝、硅、锰、铁、镍等， 以改善切削加工性、提高耐蚀性、铸造性能和力学性能 等。 压力加工特殊黄铜的牌号用“H+主加合金元素符号+ 铜的百分含量-合金元素的百分含量”表示，例： HPb59-1。 铸造特殊黄铜的牌号表示方法与铸造铝合金相同，例： ZCuZn16Si4。
3.3.2 有色金属及其合金
2）常用轴承合金简介
锡基轴承合金（锡基巴氏合金） 铅基轴承合金（铅基巴氏合金） 铜基轴承合金 铝基轴承合金
是含铝、铍、硅、铅、锰等合金元素的铜基合金。主 要有：铝青铜、铍青铜等。
3.3.2 有色金属及其合金
3、轴承合金简介
1）轴承合金的性能和组织特点
轴承支承轴进行工作，会与轴颈产生摩擦。为减少轴 承对轴颈的磨损，对轴承合金有如下要求：
较高的抗压强度和疲劳强度； 摩擦系数小、表面能储存润滑油，耐磨性好； 良好的抗蚀性、热导性和较小的膨胀系数； 良好的磨合性点或硬基体上分布软质点。
3.3.2 有色金属及其合金
2）铝合金 1、铝合金的分类与牌号 1）铝合金的分类 分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。 变形铝合金又分为不能热处理强化的铝合金和能热处理 强化的铝合金。 2）铝合金的牌号 (1)变形铝合金牌号。采用四位字符牌号，铝合金的牌号 用2×××～8×××系列表示。 第一位数字：铝合金的组 别； 第二位字母：原始合金的改型情况，A为原始合金， B－Y为原始合金的改型合金。最后两位数字：区分同一 组中不同的铝合金。例：5A02。 (2)铸造铝合金牌号。用“Z+Al+元素符号+数字”表示。 数字是主加合金元素百分含量。例：ZAlSi9Mg。
《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。
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。
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合金 代号
主 要 化 学 成 分, %
Si
Cu
Mg
机械性能
铸造 方法
热处 理
b MPa
%
HB
ZL101 6.0~8.0
0.2~0.4 SB T6 230 1 70
人工时效 —— 加热至100~200℃，保温一定时间。
AL-Cu合金自然时效曲线
Al-Cu合金的人工时效曲线
1.防锈铝 —用“铝”和“防”二字的汉语拼音第一 个 字母 “L”和“F”加顺序号表示，如五号防锈铝用 LF5表示。 LF21 ( 3A21)等。
优良的抗腐蚀性能,因而得名防锈铝合金 ，还具有 良好的塑性与焊接性，适宜压力加工和焊接。机械 性能较低 ，可用冷加工方法使其强化。
600 12 150
铝 LC6 2.2~2.8 2.5~3.2 0.2~.5 Zn 7.6~8.6 固溶处理 680 7 190
LD5 1.8~2.6 0.4~0.8 0.4~0.8 Si 0.7~1.2
+
420 13 105
锻铝 LD7 1.9~2.5 1.4~1.8 Ni 1~1.5 Fe 1.0~1.5 人工时效 440 13 120
第九章 有色金属及其合金
重点要求：熟悉常用Al、Cu合金的牌号、 成份、热处理工艺、组织、及其应用。
一般了解 轴承合金 。
第一节 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、Ra、Nb 等。 半金属; Si、Te、B 等。
强化方法：
形变强化 固溶—时效强化 变质处理。
时效强化: 淬火后合金强度硬度随时间延长而显著升高. 时效工艺： 固溶处理（水冷淬火）→ 过饱和固溶体 时效过程 —— 过饱和固溶体分解，析出强化相 。
-CuAl2
时效效果：时效温度越高，则速度越快，但 强化效果小。
自然时效 —— 在室温经过数天时间停留完成时效。
应用在航空飞机大梁，起落架等承受重载的零部件。
4.锻铝—用“铝”和“锻”二字的汉语拼音 首字母“L”和“D”加顺序号表示，
如五号锻铝用LD5（2A50）表示。 LD7 （ 2A70 ） LD10（ 2A14）。
铝-镁-硅-铜系合金具有优良的锻造工艺性能， 主要用作制作外形
复杂的锻件,故称为锻铝合金。
（二）铸造铝合金
铸造铝合金的牌号用“铸铝”二字的汉语拼音第一个大写字 母“ZL”加三位数字表示，
第一位数表示合金系别： （1为铝硅系合金； 2为铝铜系合金；3为铝镁系合金；4为铝锌系合金）。 第二、三位数字表示合金的顺序号。 如ZL111表示11号铝硅系铸造铝合金。
1.铝-硅铸造合金 ZL101 、 ZL104、 ZL105、 ZL107、 ZL109
硬铝
LY1 LY11
2.2~3.0 3.8~4.8
0.2~0.5 0.4~0.8
0.4~0.8
固溶处理 300 24 70
+ 自然时效 420 18 100
LY12 3.8~4.9 1.2~1.8 0.3~0.9
480 11 131
超硬 LC4 1.4~2.0 1.8~2.8 0.2~0.6 Zn 5.0~7.0
板、棒、管、线、型材及锻件等半成品，广泛应用在 航空，汽车和机械中。
3.超硬铝—用“铝”和“超”二字的汉语拼音首字 母“L”和“C”加顺序号表示，
如四号超硬铝用LC4（7A04）表示。
LC9 （7A09）
铝-锌-铜系合金是目前室温强度最高的一类铝合金， 其强度达500～700MPa，超过高强度的硬铝LY12 合金(400-430 MPa)，故称为超硬铝合金。
切削加工工艺性能差，故适用制作焊接管道、 容器、铆钉以及其它冷变形零件。
2.硬铝—用“铝”和“硬”二字的汉语拼音首字母 “L”和“Y”加顺序号表示，
如十二号硬铝用LY12表示。 LY1 （2A01） LY11（2A11）等。 铝-铜-镁系合金应用较早，用途很广。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， 故铝-铜-镁系合金总称为硬铝合金。 这类合金具有优良的加工工艺性能，可以加工成
LD10 3.9~4.8 0.4~0..8 0.4~1.0 Si 0.5~1.2
480 10 135
变形铝合金的应用
防锈铝 —— LF，不可热处理强化，做油箱、油管、铆钉。 硬铝 —— LY，做螺旋桨叶片、支柱。
超硬铝 —— LC，做飞机大梁、桁架、起落架等。 锻铝 —— LD，做锻件、模锻件。
（3）铸造铝合金
合金 类别
代号
防锈 铝
LF5 LF11 LF21
（２）变形铝合金
主 要 化 学 成 分, %
Cu
Mg
Mn
其它
4.5~5.5 4.8~5.5
0.3~0.6 0.3~0.6 1.0~1.6
V 0.02~0.2
热处理 退火
机械性能
σb MPa
%
HB
270 23 70
270 23 70
130 23 30
第二节
1、工业纯铝
铝及铝合金
工业纯铝牌号 L+顺序 L1～L7 熔点660℃，密度2.7g/cm3 。 力学性能 ：σb = 80～100 Mpa，δ= 30～50 %，
比强度高。 导电导热性好，耐大气腐蚀。 塑性好、可冷成型。 做散热器、器皿、导线、化 分类 ——形变铝合金、铸造铝合金
3.铝-镁铸造合金 ZL301 ZL302 ZL303
比重最小(2.55)、耐蚀性最好、强度最高 (抗拉强度可达350MPa) 的铸造铝合金。但由于结晶温度范围宽，故流动性差,形成疏松趋向 大、其铸造性能不如铝-硅合金好。
4.铝-锌铸造合金 ZL401 ZL402
有较高的强度，是最便宜的一种铸造铝合金。其主要缺点是抗蚀性差。
优良的铸造性、焊接性、抗蚀性以及足够的机械性能 ，但合金的致密度较小， 适宜制造致密度要求不太高的、形状复杂的铸件。
2.铝-铜铸造合金
ZL201 ZL202 ZL203
耐热性高，其高温强度随铜含量的增加而提高，而合金的 铸缩率和形成裂纹的趋向则减小。但由于铜含量增加，使 合金的脆性增加,故铜含量一般不超过14％。