工程材料第九章优秀课件

1. 固溶、时效
在固溶处理后的合金随时间延续而发 生进一步强化的现象。
背景资料: 1906年德国 Duralumin首次发现。 1910年德国A·Welmer 发明并获专利。 1916年用于制造飞机。 1938年 Guinier – Preston 建立学说。
固溶处理：
将铝合金加热至α单相区恒温保持，然 后快速冷却。
牌号： 旧代 号： L1 L2 L3 ······ 四位数字牌号：1070 1060 1050
二、铝合金的分类
铝合金 的分类
不能热处理强化 变形铝合金
能热处理强化
铸造铝合金
三、铝合金的热处理
时效强化 ( ageing strengthening )
退火 ( anneal ) 回归 ( regression )
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。
第一节 铝及铝合金
一、工业纯铝
特点: 密度小；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。
20 60
100
HB
10 50
0
0 40
10
20
30 40 50
（2）黄铜的牌号
第二节 铜及铜合金
一、纯铜 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
分类：
工业纯铜 T1～T4 无氧铜 TU2
纯铜组织金相图
二、铜合金的分类 黄铜 : Cu – Zn
白铜 : Cu – Ni
青铜 : 除黄铜和白 铜外的所有 铜合金。
造性能和耐热性较差。
鼓风机用密封件(ZL102) 及抗空架件(ZL301)
铝镁合金铸造组织 (化染) 150×
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)
铸铝合金牌号表示： 例：ZAlCu5Mn
铸造铝 – 硅合金 铸造铝 – 铜合金 铸造铝 – 镁合金 铸造铝 – 锌合金
1.铸造铝 – 硅合金 ( ZL101～ZL111 ) : 特点：铸造性能好 是最常用的铸铝合金
活塞(裙部为铝硅合金)
铝硅合金变质处理
变质剂：
2/3NaF+1/3NaCl 组织变化：
细化硅晶体 性能变化：
时效处理 自然时效 人工时效
固溶处理后的铝合金强度随时间而变 化的现象。
含4%Cu的铝合金自然时效曲线
含4%Cu的铝合金的人工时效曲线
*过时效：时效温度过高合金软化
2、 退火 ( anneal )
形变铝合金的退火: *消除应力,硬度不变。 *消除加工硬化, 降低硬度, 便于冷塑 性加工。
铸造铝合金的退火 : *消除应力; *均匀成分;
三、黄铜 ( brass )
普通黄铜 ( common brass ) 特殊黄铜 ( special brass )
1、 普通黄铜 ( common brass )
（1）黄铜的力学性能与含锌量的关系
+’
500
400
b
300
(%)
70 110 60 100 50 90 40 80
200
30 70
飞机主起落架
4.锻铝合金 ( LD ) : Al – Mg – Si – Cu 具有良好的热塑性, 通过固溶处理和人工时效 来提高铝合金的力学性能。 LD5、LD6、LD10。
压气机叶片
变形铝合金牌号表示方法： GB/T 16474-1996
四位字符： 如：2A11：11号铝铜合金
四、 铸造铝合金 ( cast aluminum alloy )
工程材料第九章
第九章 有色金属及其合金
第八章 铸铁
铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金。
铸铁是人类使用最早的金属材料之一，具有生产方法简便，成本低廉， 性能优良等特点，至今仍使用广泛。缺点：硬脆，不易加工，只能铸造。
典型零件：机床床身、汽缸体和缸套、凸轮轴、曲轴。
铸铁的类别：
①白口铸铁：碳主要以渗硬碳而体脆（，F很e少3C用）做形零式件存，在作的原铸料铁用。（生铁）。 ②灰口铸铁：碳主要以石墨（G）形式存在的铸铁。
②麻口铸铁：介于白口铸铁和灰口铸铁之间铸铁。
本章介绍灰口铸铁。
猜想分类依据是……？
第九章 有色金属及其合金 ( Colored Metal and Alloy )
铝及铝合金 铜及铜合金 滑动轴承合金 钛及钛合金
概述
1、定义 : 除黑色金属 (铁锰铬，多指 钢、铁 ) 以外的所有金属。
2、性能特点:具有独特的物理、化学性能。
三、 变形铝合金
( deformation aluminum
alloy )
1.防锈铝合金 ( LF ) : Al – Mn 通过固溶强化提高铝合金的 强度和抗蚀性 ( 比纯铝好 )。 例如:LF21。 Al – Mg 通过固溶强化提高铝合金的 强度和抗蚀性 ( 比纯铝轻 )。 例如:LF2、LF6等。
强度提高、塑性改 善
ZL102未变质 ZL102变质
2.铸造铝 – 铜合金 ( ZL201～ZL203 ) : 有较高的强度、塑性及耐热性,但铸
造性能和耐蚀性较差。
汽缸头
铝铜ห้องสมุดไป่ตู้金铸造组织 ( 化染 ) 210×
3.铸造铝 – 镁合金 ( ZL301、ZL302 ) : 有较高的强度、韧性及耐蚀性,但铸
2.硬铝合金 ( LY ) : Al – Cu – Mg 通过
时效强化提铝合金强度, 但耐蚀性不高。LY1、 LY11、LY12。
飞机翼梁(腹板 为硬铝合金)
3.超硬铝合金 ( LC ) : Al – Zn – Mg – Cu 通过
时效强化和形成的强化相, 使铝合金达到最高的硬度和
强度。但耐蚀性较差。LC4、 LC9。
3、 回归 ( regression )
温 度
200～270℃
加
水
热
淬
时效组织
原淬火组织 时间
回归：人工时效的铝合金再经固溶后性能恢 得现象（塑性改善，强度下降）
*人工时效后的铝合金没有回归现象。
常用的铝合金
变形铝合金 ( deformation aluminum alloy )
铸造铝合金 ( cast aluminum alloy )