51铝及铝合金

QAl10-3-1.5
QAl9-4
飞机、船舶用高强度、高耐磨抗蚀零件
船舶及电气零件，耐磨件
第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5. 2.2铜合金
第5 章
23
QAl7
重要的弹簧及弹性元件。
☆ 铍青铜
耐蚀性、耐磨性、弹性、抗磁性、抗疲
劳都很好，耐寒，冲击无火花。
QBe2
重要的弹簧及弹性元件、耐磨件、高压高速
以Ni为主要合金元素。具有较好 的强度和塑性，能进行冷加工变 形，抗腐蚀性能也好。
白铜
第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5. 2.2铜合金
第5 章
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按生产方式
加工铜合金 2.黄铜
(1)普通黄铜(铜锌二元合金) ①Zn的质量分数的影响
Zn<32%时，强度和塑性都随Zn的
增加而提高；Zn=30%～32%时 塑性最高；Zn>32%时，塑性下降；
③普通黄铜的用途 H96 冷凝管、热交换器、散热器，计算机插件等。
H80 金色黄铜， 装饰件，薄管。 H70 “三七黄铜” 弹壳、套管和复杂深冲零件(H68)。 H62 、H59 强度较高，作零件，标准件，焊接件，冲压件。
第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5. 2.2铜合金
第5 章
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(2)特殊黄铜 ①合金元素的影响 Pb——改善切削加工性和耐磨性；
的硬度、强度，具有优良的加工工艺性能，可以加工成板、
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。 用“铝”和“超”二字的汉语拼音 首字母“L”和“C”加顺序号表示， 如4号超硬铝用LC4(7A04)表示。
超硬铝
（铝-锌-铜系合金）
第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1.2铝合 金
变形铝合金
（2）
铸造铝合金
具有共晶组织，塑性较差，但熔点 低，流动性好
第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1.2铝合金
第5 章
4
2.铝合金的热处理
(1)铝合金的时效强化
孕育期 强度不高，塑性好
固溶处理+时效处理
冷变形加工
将铝合金加热到α相区，经保温， 使第二相溶入α固溶体中，然后 水冷，得到过饱和的α固溶体— 将经过固溶热处理的合金，在常 —固溶处理。 温放置（自然时效）或在较高温
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％。
第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1.2铝合金
第5 章
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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，
第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1.1工业纯 铝
第5 章
2
铝（铝合金）的特点
密度低、比强度高，纯铝的密度只有2700kg/m 仅为铁的1/4。
3
优良的物理、化学性能。导电性能好、磁化率低、 耐腐蚀等。
加工性能好，铸造性能好，易于塑性变形，经热处 理后还具有很高的强度。 纯铝通常制成管、棒、箔等型材，配制合金和脱氧剂 、 电线、电缆等。
磁仪器等。
纯铜的强度低，不宜用作结构材料
第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5. 2.1工业纯 铜
第5 章
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铜及铜合金的特点
优良的物理、化学性能。导电、导热性能好、耐腐 蚀等，是抗磁材料。 加工性能好。容易冷热成形，铸造铜合金铸造性能好。
具有某些特殊力学性能。比如优良的减摩性和耐摩性 高的弹性极限和疲劳强度。 色泽美观。
第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1铝及铝合金
5.2铜及铜合金 5.3其他非铁金属材料
5.4滑动轴承合金 5.5粉末冶金材料
常用铝合金、铜合金、
通过本章的学习，了解 粉末冶金方法及滑动轴 承合金的组织特征；掌 握常用铝合金、铜合金、 硬质合金牌号、性能、 硬质合金牌号、性能、
用途及强化方法。
第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5. 2.2铜合金
第5 章
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☆Pb黄铜：HPb60-1 切削性能好，耐磨性好——钟表零件 ☆ Sn黄铜：HSn90-1 HSn62-1 耐蚀性好 ——船舶零件。海军黄铜 ☆ Al黄铜 ：HAl 77-2 HAl60-1-1
耐蚀性好，强度和硬度高——船舶零件，机械及电机零件。 ☆ Si 黄铜 HSi80-3
纯铝的强度低，不能用作结构材料
铝合金
第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1.2铝合金
第5 章
3
5.1.2 铝合金
1.铝合金的分类
根据合金元素的含量和加工工艺性能特点， 铝合金可分为变形铝合金和铸造铝合金。请点击 （1）
变形铝合金
不可热处理强化铝合金——防锈铝
可热处理强化铝合金——硬铝、超硬铝和锻铝
(2)普通青铜(锡青铜) ①Sn的质量分数的影响
Sn<7%时，强度、塑性随着
Sn的增加而增大；
Sn>7%以后，强度继续升高， 塑性急剧下降；
wSn>20%时，合金变脆，
强度显著降低
第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5. 2.2铜合 金
第5 章
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②锡青铜的性能及用途 QSn4-3, QSn6.5-0.1, 耐蚀性优于黄铜，铸造性好，耐磨性好，有弹性 用于造船、化工、机械、仪表中的耐磨件，耐蚀件、 弹性元件，抗磁件。 (3)特殊青铜(无锡青铜) ☆ 铝青铜 QAl9-4 QAl7 耐蚀性优于黄铜和锡青铜 ，铸 造性和耐磨性优于锡青铜，力学性能好。
第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5. 2.2铜合金
第5 章
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5.2.2 铜合金
1.铜合金的分类
铜中加入合金元素后，可提高合金的强度， 并保持良好的加工性能。
黄铜
按 化 学 成 分
以Zn为主要合金元素。良好的加 工性能，良的铸造性能，耐腐蚀 性能也好。
青铜
以Sn为主要合金元素。用于铸造 形状复杂的零件。抗腐蚀性比黄铜 还好。
高温轴承，防爆工具，钟表件。 ☆ 硅青铜 耐蚀件、弹簧 、涡轮、蜗杆等。
第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5. 2.2铜合金
第5 章
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5.3 其他非铁金属材料
5.3.1 钛及钛合金
密度低、比强度高。 特 点 耐高温、耐腐蚀性能、低温韧性好等。
（铝-铜-镁系合金）
用“铝”和“硬”二字的汉语拼音首字母 “L”和“Y”加顺序号表示， 如12号硬铝用 LY12 (2A12)表示。
第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1.2铝合 金
第5 章
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铆钉硬铝 典型牌号2A01(LY1)、2A10(LY10) 标准硬铝 典型牌号2A11(LY11) 高强度硬铝 典型牌号2A12(LY12) 硬铝有强烈的时效强化作用，经时效处理后具有很高
第5 章
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超硬铝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)。 应用在航空飞机大梁，起落架等承受重载的零部件。 用“铝”和“锻”二字的汉语拼音首字
锻铝
（铝-镁-硅-铜系合金）
母“L” 和“D”加顺序号表示， 如5号锻铝用 LD5
用途及强化方法。
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第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1铝及铝合金
第5 章
1
5.1 铝及铝合金
5.1.1 工业纯铝
纯铝中含有Fe、Si、Zn等元素时，会使性能下降。
名称
高纯铝 工业高纯铝 工业纯铝
纯度
99.93%-99.99% 98.85%-99.9% 98.0%-99.0%
用途
科学研究、制作电器 铝箔、铝合金原料 电线、电缆、配置合金
第5 章
5
时效规律请点击
(2)回归处理
将已强化的铝合金重新加热，经保温后在水中急冷， 使合金恢复到固溶后的状态，这种处理方法叫回归 处理。 可在回归处理后的软化状态进行各种冷变形。
(3)退火
铸造铝合金退火 消除内应力及成分偏析，稳定组织。
变形铝合金退火
消除变形加工中出现的加工硬化 现象，改善其加工工艺性。
第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1.2铝合金
第5 章
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3.变形铝合金
(1)变形铝合金的分类、代号与牌号 分类：防锈铝合金(LF)、硬铝合金(LY)、 超硬铝合金(LC)及锻铝合金(LD)。 代号与牌号： 四位数字体系和四位字符体系：如3A21 、2A01等 请点击 (2)常用的变形铝合金 ① 不能热处理强化的铝合金 用“铝”和“防”二字的汉语拼音第一个字
度保温（人工时效），第二相从 过饱和固溶体中缓慢析出，使铝 合金的强度、硬度明显提高。这 种固溶处理后的铝合金随时间延 长而发生硬化的现象，称为时效 （时效强化）。 将铝合金加热到α相区，经保温，使第二相溶入 α固溶体中，然后 水冷，得到过饱和的α固溶体——固溶处理。
第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1.2铝合 金
消除加工黄铜的加工硬化现象。
3.青铜
(1)青铜的代号及牌号 加工青铜的代号如QSn4-3表示平均wSn≈4%、
wZn≈3%，其余为Cu的加工锡青铜。
第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5. 2.2铜合金
第5 章
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铸造青铜的牌号如ZCuSn10Zn1，表示平均
wSn≈10%、wZn≈1%，其余为Cu的铸造锡青铜。
故流动性差,形成疏松趋向大、其铸造性能不如铝-硅合金好。 ZL401
是抗蚀性差。
ZL402
铝-锌铸造合金
有较高的强度，是最便宜的一种铸造铝合金。其主要缺点
第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5. 2铜及铜合金
第5 章
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5.2 铜及铜合金
5.2.1 工业纯铜
纯铜为紫色，又称紫铜。工业纯铜分为4种：T1、T2、 T3、T4。编号越大，纯度越低。工业纯铜除配制铜合金 和其他合金外，主要用于电器工业，制造电线、电缆、 电刷、铜管、散热器、冷凝器、通信器材以及抗磁、防
防锈铝
母
“L”和“F”加顺序号表示，如五号防锈铝用
LF5 (5A05)表示。
第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1.2铝合金
第5 章
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防锈铝
●Al-Mn系合金 如3A21(LF21) ●Al-Mg系合金 如5A05(LF5)、5A11(LF11)
●Al-Zn-Mg-Cu系合金
优良的抗腐蚀，良好的塑性与焊接性，适宜压力加工和焊接。 力学性能较低 ，可用冷加工方法使其强化。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能热处理强化的铝合金 硬铝
第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1.2铝合 金
第5 章
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(2)常用的铸造铝合金 铝-硅铸造合金
ZL101 、 ZL104、 ZL105、 ZL107、ZL109
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。 ZL201 ZL202 ZL203 铝-铜铸造合金
(2A50)表示。 锻铝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。
第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5.1.2铝合金
第5 章
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4.铸造铝合金
(1)铸造铝合金的分类、代号及牌号 铸造铝合金的代号用“铸铝”二字的汉语拼音首写 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。 铸造铝合金的牌号是由“Z+基体金属的化学元素符号+合 金元素符号+数字”组成 。如ZA1Si12表示wsi≈12%的铸 造合金。
Si——改善铸造性能，提高强度和耐蚀性；
A1——提高强度、硬度和耐蚀性； Sn、Al、Si、Mn——提高耐蚀性，减少应力腐蚀破裂。
②特殊黄铜的代号、牌号与应用
HSn62-1表示wCu≈62%，wSn≈1%，其余为Zn的 加工锡黄铜。 ZCuZn40Mn3Fe1，表示wZn≈40%、wMn≈3%
wFe≈1%、其余为Cu的铸造特殊黄铜。
耐蚀性好，机械性能好，切削性好，耐磨性好 ——船舶零件，机械及化工零件 其它还有锰黄铜，铁黄铜，镍黄铜。主要用于船舶零件
第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5. 2.2铜合金
第5 章
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(3)黄铜的热处理 ① 去应力退火 ：将黄铜制件加热到200～300℃， 保温后缓冷。 消除应力，防止应力腐蚀破裂及切削加工后的变形。 ② 再结晶退火：一般是将黄铜制件加热到500～700℃， 保温后缓冷.
铸造铜合金
Zn=40%～45%时，强度最高；
Zn>45%时，塑性和强度均急剧下降。
第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料 5. 2.2铜合金
第5 章
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②普通黄铜的代号及牌号 H62表示Cu的平均质量分数为62%，其余为Zn
的普通加工黄铜。
ZCuZn38，其含义是wZn≈38%，其余为Cu的铸造黄铜。