金工-9-有色金属-1
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第九章 有色金属及其合金
第一节 第二节 第三节 第四节 铝及铝合金 铜及铜合金 钛及钛合金 滑动轴承合金
1
第一节
铝及铝合金
我国变形铝及铝合金牌号表示采用国际四位数字体系牌号和四位字符体系牌 号两种命名方法。 号两种命名方法。 在国际牌号注册组织中注册命名的铝及铝合金，直接采用四位数字体系牌号， 四位数字体系牌号 在国际牌号注册组织中注册命名的铝及铝合金，直接采用四位数字体系牌号， 按化学成分在国际牌号注册组织未命名的，则按四位字符体系牌号命名， 四位字符体系牌号命名 按化学成分在国际牌号注册组织未命名的，则按四位字符体系牌号命名，两种 牌号命名方法的区别仅在第二位。 牌号命名方法的区别仅在第二位。 牌号第一位数字表示变形铝及铝合金的组别； 牌号第一位数字表示变形铝及铝合金的组别； 表示变形铝及铝合金的组别 牌号第二位数字(国际四位数字体系)或字母(四位字符体系，除字母C 牌号第二位数字(国际四位数字体系)或字母(四位字符体系，除字母C、I、L、 N、O、P、Q、Z外)表示对原始纯铝或铝合金的改型情况，数字“0”或字母“A” 表示对原始纯铝或铝合金的改型情况，数字“0”或字母“ 或字母 表示原始合金，如果是1 表示原始合金，如果是1～9或B～Y，则表示对原始合金的改型情况； 则表示对原始合金的改型情况； 最后两位数字用以标识同一组中不同的铝合金， 最后两位数字用以标识同一组中不同的铝合金，对于纯铝则表示铝的最低质 用以标识同一组中不同的铝合金 量分数中小数点后面的两位数。 量分数中小数点后面的两位数。
4
纯铝的牌号及应用 2 纯铝的牌号及应用
【牌号 牌号】 牌号 1×××四位数字、字符组合系列表示 ×××四位数字、 四位数字
牌号的最后两位数字表示最低铝百分含量。当最低铝百分含量精确到 0.01%时，牌号的最后两位数字就是最低铝百分含量中小数点后面的两位。 例如，1A99（原LG5） → WAl = 99.99% 1A97（原LG4） → WAl = 99.97% 1A93（原LG3） → WAl = 99.93% 【应用 主要用于熔炼铝合金，制造电线、电缆、电器元件、换热器件以及 应用】 应用 要求制作质轻、导热与导电、耐大气腐蚀但强度要求不高的机电构件等。
飞机主起落架
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（4）锻铝 ♦ Al-Cu-Mg-Si系合金。 ♦ 力学性能与硬铝相近，热塑性较好。 ♦ 适于采用压力加工，如锻压、冲压等， 可用来制造各种形状复杂的零件或制成棒材。 2．铸造铝合金 ．铸造铝合金 ♦ 是指以铝为基的铸造合金。 ♦ 与变形铝合金相比，含有较高的合金元素，具有良好的铸造性能，但塑 性与韧性较低，不能进行压力加工。 ♦ 按其所加合金元素的不同，铸造铝合金主要有： Al-Si系； Al-Cu系； Al-Mg系； Al-Zn系 合金等。 压气机叶片
8
各类变形铝合金的主要特性、 各类变形铝合金的主要特性、用途及新旧牌号对照
常见类型 （1）防锈铝 ） 属于Al - Mn系和Al - Mg系合金，不能进行热处理强化的变形铝合金，一般 只能通过冷变形加工提高其强度。 具有适中的强度、优良的塑性及良好的焊接性能，具有比纯铝更好的耐腐蚀 性和强度，故称防锈铝合金。 主要用于制造要求具有高耐腐蚀性的油罐、油箱、导管、生活用器皿、窗框、 车辆、铆钉及防锈蒙皮等。
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二、铝合金
在纯铝中加入一种或 几种其他元素(如铜、镁、 硅、锰、锌等)可以形成 铝合金。
（一）铝合金的分类
铝合金分为变形铝合金 和铸造铝合金两类。
6
常用铝合金的分类
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1．变形铝合金 一般由冶金厂加工成各种规格型材供应给用
户。 【代号】 代号】 L + 代号 + 数字
铝合金制品
其中：L ——“铝”字汉语拼音字首； 代号 —— 变形铝合金的类别； F —— 防锈铝； Y —— 硬铝； C —— 超硬铝； D —— 锻铝。 数字——合金的顺序号。 数字 例如，LC4表示4号超硬铝合金。 铝合金型材
飞机翼梁 (腹板为硬铝合金 腹板为硬铝合金) 腹板为硬铝合金
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（3）超硬铝
Al-Cu-Mg-Zn系合金。是在硬铝的基础上 再添加锌元素而成的，其强度高于硬铝，但耐 腐蚀性较差。超硬铝经固溶和人工时效后，可 以获得在室温条件下强度最高的铝合金， 主要用作受力大的重要构件及高载荷零件， 如飞机大梁、桁架、翼肋、活塞、加强框、起 落架、螺旋桨叶片等。
一、纯铝
ωAl =99.9968％ ％
1、 纯铝的性能 、
◇ 银白色的轻金属，密度小 (2.7g/cm3) ，约为铁的1/3；熔点 (660℃) 低 ； 面心立方晶格，无同素异构转变现象。 ◇ 强度低 σb＝（80～100）MPa；塑性好δ＝50％、ψ＝80％；用热处理不能 强化，冷变形强化是提高纯铝强度的主要手段。 ◇ 耐腐蚀能力强，表面易形成 Al2O3
ZAl（铸铝） + 主要合金元素的化学符号 + 主要合金元素质量百分含量 （铸铝） 例如，ZAlSi12，表示WSi=12%，WAl=88%的铸造铝合金。 例如
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（1）Al-Si系铸造铝合金 Al-Si系铸造铝合金 【简单铸造铝硅合金 由Al、Si两种元素组成的铸 简单铸造铝硅合金】 简单铸造铝硅合金 造铝合金称为简单铸造铝硅合金；是热处理不能强化 的铸造铝合金，故强度不高。 【特殊铸造铝硅合金 除铝硅外还加入其他元素形 特殊铸造铝硅合金】 特殊铸造铝硅合金 成的铸造铝合金称为特殊铸造铝硅合金。因加入铜、 镁、锰等元素可使合金得到强化，并可通过热处理进 一步提高其力学性能。 ▲ 铸造铝硅合金有良好的铸造性能，可用来制作内 燃机活塞、汽缸体、汽缸头、汽缸套、风扇叶片、形 状复杂的薄壁零件以及电机、仪表的外壳、油泵壳体、 发动机箱体等。 活塞(裙部为铝硅合金） 活塞(裙部为铝硅合金）
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【代号】 代号】 ZL + 三位数字 • “ZL”—— “铸铝” 的汉语拼音字母的字首。 • 第一位数字——合金的类别： “1” → Al-Si系； “3” → Al-Mg系； “2” → Al-Cu系； “4” → Al-Zn系。 铝铸件
• 第二、第三位数字——铸造铝合金的顺序号， 例如，ZL201表示1号铸造铝铜合金。 例如 【牌号】 牌号
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wenku.baidu.com
（2）硬铝 ▶ Al-Cu-Mg系合金。 ▶ 经固溶和时效处理后能获得相当高的强度，故称硬铝。硬铝的耐腐蚀性比纯铝 差，尤其是耐海洋大气腐蚀的性能较低，有些硬铝的板材常在其表面包覆一层纯铝 后使用。 ▶ 主要用途是作中等强度的构件和零件，如铆钉、螺栓，航空工业中的一般受力 结构件（如飞机翼肋、翼梁、 螺旋桨叶片等）。
第一节 第二节 第三节 第四节 铝及铝合金 铜及铜合金 钛及钛合金 滑动轴承合金
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第一节
铝及铝合金
我国变形铝及铝合金牌号表示采用国际四位数字体系牌号和四位字符体系牌 号两种命名方法。 号两种命名方法。 在国际牌号注册组织中注册命名的铝及铝合金，直接采用四位数字体系牌号， 四位数字体系牌号 在国际牌号注册组织中注册命名的铝及铝合金，直接采用四位数字体系牌号， 按化学成分在国际牌号注册组织未命名的，则按四位字符体系牌号命名， 四位字符体系牌号命名 按化学成分在国际牌号注册组织未命名的，则按四位字符体系牌号命名，两种 牌号命名方法的区别仅在第二位。 牌号命名方法的区别仅在第二位。 牌号第一位数字表示变形铝及铝合金的组别； 牌号第一位数字表示变形铝及铝合金的组别； 表示变形铝及铝合金的组别 牌号第二位数字(国际四位数字体系)或字母(四位字符体系，除字母C 牌号第二位数字(国际四位数字体系)或字母(四位字符体系，除字母C、I、L、 N、O、P、Q、Z外)表示对原始纯铝或铝合金的改型情况，数字“0”或字母“A” 表示对原始纯铝或铝合金的改型情况，数字“0”或字母“ 或字母 表示原始合金，如果是1 表示原始合金，如果是1～9或B～Y，则表示对原始合金的改型情况； 则表示对原始合金的改型情况； 最后两位数字用以标识同一组中不同的铝合金， 最后两位数字用以标识同一组中不同的铝合金，对于纯铝则表示铝的最低质 用以标识同一组中不同的铝合金 量分数中小数点后面的两位数。 量分数中小数点后面的两位数。
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纯铝的牌号及应用 2 纯铝的牌号及应用
【牌号 牌号】 牌号 1×××四位数字、字符组合系列表示 ×××四位数字、 四位数字
牌号的最后两位数字表示最低铝百分含量。当最低铝百分含量精确到 0.01%时，牌号的最后两位数字就是最低铝百分含量中小数点后面的两位。 例如，1A99（原LG5） → WAl = 99.99% 1A97（原LG4） → WAl = 99.97% 1A93（原LG3） → WAl = 99.93% 【应用 主要用于熔炼铝合金，制造电线、电缆、电器元件、换热器件以及 应用】 应用 要求制作质轻、导热与导电、耐大气腐蚀但强度要求不高的机电构件等。
飞机主起落架
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（4）锻铝 ♦ Al-Cu-Mg-Si系合金。 ♦ 力学性能与硬铝相近，热塑性较好。 ♦ 适于采用压力加工，如锻压、冲压等， 可用来制造各种形状复杂的零件或制成棒材。 2．铸造铝合金 ．铸造铝合金 ♦ 是指以铝为基的铸造合金。 ♦ 与变形铝合金相比，含有较高的合金元素，具有良好的铸造性能，但塑 性与韧性较低，不能进行压力加工。 ♦ 按其所加合金元素的不同，铸造铝合金主要有： Al-Si系； Al-Cu系； Al-Mg系； Al-Zn系 合金等。 压气机叶片
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各类变形铝合金的主要特性、 各类变形铝合金的主要特性、用途及新旧牌号对照
常见类型 （1）防锈铝 ） 属于Al - Mn系和Al - Mg系合金，不能进行热处理强化的变形铝合金，一般 只能通过冷变形加工提高其强度。 具有适中的强度、优良的塑性及良好的焊接性能，具有比纯铝更好的耐腐蚀 性和强度，故称防锈铝合金。 主要用于制造要求具有高耐腐蚀性的油罐、油箱、导管、生活用器皿、窗框、 车辆、铆钉及防锈蒙皮等。
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二、铝合金
在纯铝中加入一种或 几种其他元素(如铜、镁、 硅、锰、锌等)可以形成 铝合金。
（一）铝合金的分类
铝合金分为变形铝合金 和铸造铝合金两类。
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常用铝合金的分类
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1．变形铝合金 一般由冶金厂加工成各种规格型材供应给用
户。 【代号】 代号】 L + 代号 + 数字
铝合金制品
其中：L ——“铝”字汉语拼音字首； 代号 —— 变形铝合金的类别； F —— 防锈铝； Y —— 硬铝； C —— 超硬铝； D —— 锻铝。 数字——合金的顺序号。 数字 例如，LC4表示4号超硬铝合金。 铝合金型材
飞机翼梁 (腹板为硬铝合金 腹板为硬铝合金) 腹板为硬铝合金
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（3）超硬铝
Al-Cu-Mg-Zn系合金。是在硬铝的基础上 再添加锌元素而成的，其强度高于硬铝，但耐 腐蚀性较差。超硬铝经固溶和人工时效后，可 以获得在室温条件下强度最高的铝合金， 主要用作受力大的重要构件及高载荷零件， 如飞机大梁、桁架、翼肋、活塞、加强框、起 落架、螺旋桨叶片等。
一、纯铝
ωAl =99.9968％ ％
1、 纯铝的性能 、
◇ 银白色的轻金属，密度小 (2.7g/cm3) ，约为铁的1/3；熔点 (660℃) 低 ； 面心立方晶格，无同素异构转变现象。 ◇ 强度低 σb＝（80～100）MPa；塑性好δ＝50％、ψ＝80％；用热处理不能 强化，冷变形强化是提高纯铝强度的主要手段。 ◇ 耐腐蚀能力强，表面易形成 Al2O3
ZAl（铸铝） + 主要合金元素的化学符号 + 主要合金元素质量百分含量 （铸铝） 例如，ZAlSi12，表示WSi=12%，WAl=88%的铸造铝合金。 例如
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（1）Al-Si系铸造铝合金 Al-Si系铸造铝合金 【简单铸造铝硅合金 由Al、Si两种元素组成的铸 简单铸造铝硅合金】 简单铸造铝硅合金 造铝合金称为简单铸造铝硅合金；是热处理不能强化 的铸造铝合金，故强度不高。 【特殊铸造铝硅合金 除铝硅外还加入其他元素形 特殊铸造铝硅合金】 特殊铸造铝硅合金 成的铸造铝合金称为特殊铸造铝硅合金。因加入铜、 镁、锰等元素可使合金得到强化，并可通过热处理进 一步提高其力学性能。 ▲ 铸造铝硅合金有良好的铸造性能，可用来制作内 燃机活塞、汽缸体、汽缸头、汽缸套、风扇叶片、形 状复杂的薄壁零件以及电机、仪表的外壳、油泵壳体、 发动机箱体等。 活塞(裙部为铝硅合金） 活塞(裙部为铝硅合金）
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【代号】 代号】 ZL + 三位数字 • “ZL”—— “铸铝” 的汉语拼音字母的字首。 • 第一位数字——合金的类别： “1” → Al-Si系； “3” → Al-Mg系； “2” → Al-Cu系； “4” → Al-Zn系。 铝铸件
• 第二、第三位数字——铸造铝合金的顺序号， 例如，ZL201表示1号铸造铝铜合金。 例如 【牌号】 牌号
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（2）硬铝 ▶ Al-Cu-Mg系合金。 ▶ 经固溶和时效处理后能获得相当高的强度，故称硬铝。硬铝的耐腐蚀性比纯铝 差，尤其是耐海洋大气腐蚀的性能较低，有些硬铝的板材常在其表面包覆一层纯铝 后使用。 ▶ 主要用途是作中等强度的构件和零件，如铆钉、螺栓，航空工业中的一般受力 结构件（如飞机翼肋、翼梁、 螺旋桨叶片等）。