第九章 有色金属及其合金PPT课件

第九章 有色金属及其合金
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整体概况
概况一
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01
概况二
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02
概况三
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03
2
❖ 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 。
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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。
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第二节 铝及铝合金
1、工业纯铝
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 %，
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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
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❖ 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。
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。
❖ 应用在航空飞机大梁，起落架等承受重载的零部件。
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❖ 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。
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（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
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（3）铸造铝合金
合金 代号
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。
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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％。
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。
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。
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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 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。
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
wk.baidu.com
LD10 3.9~4.8 0.4~0..8 0.4~1.0 Si 0.5~1.2
480 10 11535
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。
硬铝
LY1 LY11
2.2~3.0 3.8~4.8
0.2~0.5 0.4~0.8
0.4~0.8
300 24 70 固溶处理
+ 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
-CuAl2
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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。
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
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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。
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、电缆等。
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2．铝合金
（1）分类和强化 分类 ——形变铝合金、铸造铝合金
强化方法：
❖形变强化 ❖固溶—时效强化 ❖变质处理。
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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 。