有色金属材料PPT课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第八章 有色金属材料
引言 § 8.1 铝及其合金 § 8.2 铜及其合金 § 8.3 其它有色金属及合金 § 8.4 轴承合金
1
整体概述
概况一
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
概况二
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
概况三
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
飞机翼梁(腹板为硬铝合金)
19
二、铝合金
§ 8.1 铝及其合金
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。如LC4、LC9。
飞 机 主 起 落 架
20
二、铝合金
4. 锻铝合金 ( LD )
§ 8.1 铝及其合金
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)
26
二、铝合金
汽车零部件材料选用举例
§ 8.1 铝及其合金
27
§ 8.2 铜及其合金
一、工业纯铜 二、铜合金
铜管
铜与黄铜带
28
一、工业纯铜
§ 8.2 铜及其合金
1）密度大，面心立方结构，无同素异构转变，无磁性。 2）导电及导热性能好。 3）抗大气、淡水腐蚀性好;塑性高，但在海水中耐蚀性差。 4）强度低，硬度低。 5）塑性很好，加工工艺性好，具有优良的焊接性等。
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。如 LD5、LD6、LD10。
压气机叶片
21
二、铝合金
（四）铸造铝合金
1. 铸造铝 – 硅合金 2. 铸造铝 – 铜合金 3. 铸造铝 – 镁合金 4. 铸造铝 – 锌合金
§ 8.1 铝及其合金
22
3
§8.1 铝及其合金
一、工业纯铝 二、铝合金
4
一、工业纯铝
§ 8.1 铝及其合金
1. 性能特点
1）无同素异构转变、无磁性。 2）具有良好的导电、导热性 。 3）质量轻，比强度高。 4）极好的塑性，适于冷热加工成形。
5）耐腐蚀性好。
2. 分类
1） 高纯铝：L01 ~ L05 主要用于科学试验和化学工业。 2）工业高纯铝：LG1 ~ LG5。 3） 工业纯铝：L1 ~ L7 主要用于配制铝合金。
（一）分类 （二）热处理 （三）变形铝合金 （四）铸造铝合金
7
二、铝合金
（一）分类
§ 8.1 铝及其合金
Hale Waihona Puke Baidu
铝合金
变形铝合金 铸造铝合金
不可热处理强化铝合金 可热处理强化铝合金
8
二、铝合金
§ 8.1 铝及其合金
（二）热处理
1. 退火
1）再结晶退火
2）低温退火
3）均匀化退火
1）形变铝合金的退火 *消除应力,硬度不变(低温退火)。 *消除加工硬化,降低硬度,便于冷塑性加工(再结晶退火)。
2
引言
除黑色金属 ( 钢、铁 ) 以外的所有金属，称为 有色金属（又称非铁合金）。可分为：
轻金属(密度<4.5g/cm3) : Al、Mg 、K、Ca、Ti等。 重金属(密度>4.5g/cm3): Cu、Ni、Zn、Sn、Pb、Co等。 贵金属：Au、Ag、Pt 等。 稀有金属：W、Ti、Mo、V、Nb 等。 放射性金属：Ra、Th、U等 半金属：Si、Ge、B 等。
铝铜合金铸造组织
汽缸头
24
二、铝合金
§ 8.1 铝及其合金
3. 铸造铝 – 镁合金 ( ZL301、ZL302 )
有较高的强度、韧性及耐蚀性，但铸造性能和耐热性较差。
铝镁合金铸造组织(化染)150×
鼓风机用密封件(ZL102)及 航空架件(ZL301)
25
二、铝合金
§ 8.1 铝及其合金
4. 铸造铝 – 锌合金 ( ZL401、ZL402 )
2）铸造铝合金的退火 *消除应力;均匀成分(均匀化退火)。
9
二、铝合金
2. 淬火（固溶处理）
§ 8.1 铝及其合金
10
二、铝合金 3. 时效
§ 8.1 铝及其合金
1）定义 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。
2）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。
二、铝合金
§ 8.1 铝及其合金
15
二、铝合金
§ 8.1 铝及其合金
16
二、铝合金
1. 防锈铝合金 ( LF )
§ 8.1 铝及其合金
2. Al – Mn 通过固溶强化提高铝合金的强度和抗蚀性 ( 比纯铝好 )。
3.
例: 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: LF2、LF6等。
二、铝合金
1. 铸造铝 – 硅合金 ( ZL101～ZL111 )
§ 8.1 铝及其合金
ZL102合金的铸态组织（变质前）
ZL102合金的铸态组织（变质后）
活塞(裙部为铝硅合金) 23
二、铝合金
§ 8.1 铝及其合金
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。
纯铜组织
29
一、工业纯铜
§ 8.2 铜及其合金
30
一、工业纯铜
§ 8.2 铜及其合金
3)种类
自然时效 人工时效
11
二、铝合金
§ 8.1 铝及其合金
含4%Cu的铝合金自然时效曲线
12
二、铝合金
§ 8.1 铝及其合金
含4%Cu的铝合金在不同温度下的人工时效曲线
13
二、铝合金
（三）变形铝合金
1. 防锈铝合金 2. 硬铝合金 3. 超硬铝合金 4. 锻铝合金
§ 8.1 铝及其合金
14
汽化 器(热 交换 管为
LF21)
卫星天线 （LF2）
17
二、铝合金
§ 8.1 铝及其合金
汽车零部件材料选用举例
防锈铝合金在汽车上的应用 游箱、导管、线材、轻载荷骨架等
18
二、铝合金
2. 硬铝合金 ( LY )
§ 8.1 铝及其合金
Al – Cu – Mg 通过时效强化提铝合金强度,但耐蚀性不高。 例如：LY1、LY11、LY12等。
5
二、铝合金
§ 8.1 铝及其合金
美F-117隐身战斗机
(所用材料大部分是铝合金)
高比强铝合金机翼
6
二、铝合金
§ 8.1 铝及其合金
纯铝的强度和硬度很低，不宜做工程结构材料，向铝中加入适量 Si、Cu、Mg、Zn等元素（主加元素）和Cr、Ti、Zr、B、Ni等元素（辅 加元素），组成铝合金，可提高强度并保持纯铝的特性。
引言 § 8.1 铝及其合金 § 8.2 铜及其合金 § 8.3 其它有色金属及合金 § 8.4 轴承合金
1
整体概述
概况一
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
概况二
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
概况三
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
飞机翼梁(腹板为硬铝合金)
19
二、铝合金
§ 8.1 铝及其合金
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。如LC4、LC9。
飞 机 主 起 落 架
20
二、铝合金
4. 锻铝合金 ( LD )
§ 8.1 铝及其合金
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)
26
二、铝合金
汽车零部件材料选用举例
§ 8.1 铝及其合金
27
§ 8.2 铜及其合金
一、工业纯铜 二、铜合金
铜管
铜与黄铜带
28
一、工业纯铜
§ 8.2 铜及其合金
1）密度大，面心立方结构，无同素异构转变，无磁性。 2）导电及导热性能好。 3）抗大气、淡水腐蚀性好;塑性高，但在海水中耐蚀性差。 4）强度低，硬度低。 5）塑性很好，加工工艺性好，具有优良的焊接性等。
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。如 LD5、LD6、LD10。
压气机叶片
21
二、铝合金
（四）铸造铝合金
1. 铸造铝 – 硅合金 2. 铸造铝 – 铜合金 3. 铸造铝 – 镁合金 4. 铸造铝 – 锌合金
§ 8.1 铝及其合金
22
3
§8.1 铝及其合金
一、工业纯铝 二、铝合金
4
一、工业纯铝
§ 8.1 铝及其合金
1. 性能特点
1）无同素异构转变、无磁性。 2）具有良好的导电、导热性 。 3）质量轻，比强度高。 4）极好的塑性，适于冷热加工成形。
5）耐腐蚀性好。
2. 分类
1） 高纯铝：L01 ~ L05 主要用于科学试验和化学工业。 2）工业高纯铝：LG1 ~ LG5。 3） 工业纯铝：L1 ~ L7 主要用于配制铝合金。
（一）分类 （二）热处理 （三）变形铝合金 （四）铸造铝合金
7
二、铝合金
（一）分类
§ 8.1 铝及其合金
Hale Waihona Puke Baidu
铝合金
变形铝合金 铸造铝合金
不可热处理强化铝合金 可热处理强化铝合金
8
二、铝合金
§ 8.1 铝及其合金
（二）热处理
1. 退火
1）再结晶退火
2）低温退火
3）均匀化退火
1）形变铝合金的退火 *消除应力,硬度不变(低温退火)。 *消除加工硬化,降低硬度,便于冷塑性加工(再结晶退火)。
2
引言
除黑色金属 ( 钢、铁 ) 以外的所有金属，称为 有色金属（又称非铁合金）。可分为：
轻金属(密度<4.5g/cm3) : Al、Mg 、K、Ca、Ti等。 重金属(密度>4.5g/cm3): Cu、Ni、Zn、Sn、Pb、Co等。 贵金属：Au、Ag、Pt 等。 稀有金属：W、Ti、Mo、V、Nb 等。 放射性金属：Ra、Th、U等 半金属：Si、Ge、B 等。
铝铜合金铸造组织
汽缸头
24
二、铝合金
§ 8.1 铝及其合金
3. 铸造铝 – 镁合金 ( ZL301、ZL302 )
有较高的强度、韧性及耐蚀性，但铸造性能和耐热性较差。
铝镁合金铸造组织(化染)150×
鼓风机用密封件(ZL102)及 航空架件(ZL301)
25
二、铝合金
§ 8.1 铝及其合金
4. 铸造铝 – 锌合金 ( ZL401、ZL402 )
2）铸造铝合金的退火 *消除应力;均匀成分(均匀化退火)。
9
二、铝合金
2. 淬火（固溶处理）
§ 8.1 铝及其合金
10
二、铝合金 3. 时效
§ 8.1 铝及其合金
1）定义 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。
2）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。
二、铝合金
§ 8.1 铝及其合金
15
二、铝合金
§ 8.1 铝及其合金
16
二、铝合金
1. 防锈铝合金 ( LF )
§ 8.1 铝及其合金
2. Al – Mn 通过固溶强化提高铝合金的强度和抗蚀性 ( 比纯铝好 )。
3.
例: 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: LF2、LF6等。
二、铝合金
1. 铸造铝 – 硅合金 ( ZL101～ZL111 )
§ 8.1 铝及其合金
ZL102合金的铸态组织（变质前）
ZL102合金的铸态组织（变质后）
活塞(裙部为铝硅合金) 23
二、铝合金
§ 8.1 铝及其合金
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。
纯铜组织
29
一、工业纯铜
§ 8.2 铜及其合金
30
一、工业纯铜
§ 8.2 铜及其合金
3)种类
自然时效 人工时效
11
二、铝合金
§ 8.1 铝及其合金
含4%Cu的铝合金自然时效曲线
12
二、铝合金
§ 8.1 铝及其合金
含4%Cu的铝合金在不同温度下的人工时效曲线
13
二、铝合金
（三）变形铝合金
1. 防锈铝合金 2. 硬铝合金 3. 超硬铝合金 4. 锻铝合金
§ 8.1 铝及其合金
14
汽化 器(热 交换 管为
LF21)
卫星天线 （LF2）
17
二、铝合金
§ 8.1 铝及其合金
汽车零部件材料选用举例
防锈铝合金在汽车上的应用 游箱、导管、线材、轻载荷骨架等
18
二、铝合金
2. 硬铝合金 ( LY )
§ 8.1 铝及其合金
Al – Cu – Mg 通过时效强化提铝合金强度,但耐蚀性不高。 例如：LY1、LY11、LY12等。
5
二、铝合金
§ 8.1 铝及其合金
美F-117隐身战斗机
(所用材料大部分是铝合金)
高比强铝合金机翼
6
二、铝合金
§ 8.1 铝及其合金
纯铝的强度和硬度很低，不宜做工程结构材料，向铝中加入适量 Si、Cu、Mg、Zn等元素（主加元素）和Cr、Ti、Zr、B、Ni等元素（辅 加元素），组成铝合金，可提高强度并保持纯铝的特性。