工程材料-有色金属及其合金PPT
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)。
性能：铸造性能好，较高的强度和耐磨性、耐热性。
应用：用于制造形状复杂中等强度的零件，如发动机活 塞、气缸体、风机叶片、液压泵壳体等（代号ZL109)。
.
13
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
.
14
3.铸造铝 – 镁合金 ( ZL301、ZL302 ) : 有较高的强度、韧性及耐蚀性,但铸
叶片(2A11)等重要零件。
（2）铝锰合金（防锈铝合金） 成分：AL—Mn（主）－Mg Mn,Mg的作用： 提高抗腐蚀性能及塑性，固溶强化
.
10
性能：抗蚀性高，塑性好，不能热处理强化，可冷变形强化。 应用：油箱、 油管（罐）、铆钉（3A21）等。
（3）铝锌合金（超硬铝）
成分：Al－Zn－Cu－Mg
工程材料 3.4 有色金属及其合金
.
1
有色金属性能及特点
力学性能：高的比强度（强度/密度）；
物理性能：导电性、导热性、无磁性、 形状记忆特性
化学性能：耐腐蚀
.
2
铝合金及其应用
知识要点 铝合金的强化方式 铝合金的分类及应用
.
3
一、纯铝的性能特点及应用： 轻，密度低 → 配置铝合金 抗大气腐蚀 → 包覆材料 导电导热性好 → 导线、电容 加工性能好 → 包装材料 强度低 →不能作为承受载荷的结构材料应用
.
第二位： A /（0） 原始合金 其它字母表示改型合金
第三、四位：区 分同一组的不同 合金。无特殊意 义
9
（1）铝铜合金（又称硬铝） 成分：AL—Cu—Mg—(Mn) 元素作用： Cu,Mg:形成强化相（CuAL2,CuMgAL2）,时效强化。
Mn提高抗腐蚀性能；固溶强化；
性能：强度较高，塑性好，可时效强化。 应用：主要用于飞机构件，如飞机蒙皮(2A12)、挤压成螺旋桨、
❖金奖黄铜 --- H90 ❖弹壳黄铜 --- H70 ( H68 ) ❖日用黄铜 --- H62 ( H59 )
法兰阀 .
闸阀 22
二) 特殊黄铜 ( special brass )
1.定义:在黄铜中加入Al、Fe、Si、Cr、 Ni、Sn、Mn 等元素所形成的合金。
2.牌号: H Al 59 - 3
（二）.纯铜的分类 编号越大，纯度越低。
无氧铜 TU2
.
17
黄铜 : Cu – Zn
（三）铜合金的分类 白铜 : Cu – Ni
青铜 : 除黄铜和白 铜外的所有 铜合金。
.
18
黄铜 ( brass )
普通黄铜 ( common brass ) 特殊黄铜 ( special brass )
.
19
.
不能热处理强化铝合金 能热处理强化铝合金
5
2 铝合金的强化方式 变形强化（加工硬化） 变质处理（细晶强化）：适合铸造铝合金 固溶强化：铝合金都有 时效强化：（重点） 可热处理强化铝合金。
时效强化：铝合金淬火后在室温或者较低温度下加热保温一段 时间，随时间延长其强度硬度显著增加的现象。
时效强化的步骤： 固溶处理（淬火） 时效
含铝量WAl = 3%
含铜量WCu = 59%
.
23
3.常用的特殊黄铜
➢海军黄铜 --- HSn62 - 1 ➢易切削黄铜 --- HPb59 - 1
.
24
4.黄铜的自裂与脱锌:
❖自裂 --- 应力腐蚀 : 黄铜在塑性变形后产 生较大应力,在潮湿空气中或在微 量氨的气份中发生应力腐蚀。含 锌量越高, 应力腐蚀倾向越大。
造性能和耐热性较差。
鼓风机用密封件(ZL102) 及抗空架件(ZL301)
.
百度文库
15
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)
.
16
三、 铜及铜合金
（一）.铜的性能特点: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 性好等。 工业纯铜 T1～T4，
11
2 铸造铝合金 特点：力学性能不如变形铝合金，铸造性能好，用于生产形 状复杂的零件。
Al-Si系铸造铝合金（铸造性能和力学性能配合最佳） （1）简单硅铝明：ZL102（ZALSi12）
组织：a +Si 共晶体 性能：铸造性能好，强度低。 用途：形状复杂、受力不大的零件，如仪表外壳等。
.
12
（2）复杂(特殊）硅铝明：在AL—Si基础上加入其它合金元 素（Cu,Mn,Ni,Mg等）→ 强化方式（时效强化，变质处理）。
自然时效 人工时效
得到过饱
过饱和相中析
和的相
. 出强化相
6
时效曲线
.
7
变质处理：常用于铸造铝合金
未变质处理的组 织
变质处理的组织
.
8
三 常用的铝合金
变形铝合金（D成分以左的合金） 铸造铝合金 （D成分以右的合金）
1 变形铝合金（D’成分以左的合金 ）：制成各种型材、棒 料、板、管、线、箔等。
牌号：四位字符（2 0 2 0） （第一位为数字，表示铝合金组别 2：铜（Cu）为主要合金元素的铝合金 3：锰（Mn) 为主要合金元素的铝合金 4: 硅（Si）为主要合金元素的铝合金 5：镁（Mg）为主要合金元素的铝合金 6：镁和硅（Mg/Si)为主要合金元素的铝合金 7: 锌（Zn）为主要合金元素的铝合金
1.黄铜的力学性能与含锌量的关系
a
a+’ a
500
b
400
300
(%)
70 110 60 100 50 90 40 80
200
30 70
20 60
100
HB
50 10
0 40
0
10
20
30
40
50
.
20
2.黄铜的牌号
( Z ) H 90
含铜量 WCu = 90%
黄铜
铸造
.
21
冷凝器管
3.常用的黄铜
特点：时效产生强烈的强化效果，强度很高（可达680MPa),缺 点是耐热性、抗蚀性差。
应用：飞机大梁、起落架等（7A04）（主要受力构件）
（4）铝镁合金
成分：Al-Mg-(少量Mn,Si,Fe)
特点：塑性好、易于变形加工，抗腐蚀性能好、焊接性能好， 不能进行热处理强化。比纯铝轻。
应用：航空工业中的管道、铆钉.等。
纯铝的牌号：四位字符（以1开头，第二位表示纯铝的成分 状况，第三、四位表示铝的质量分数小数点后两位数。）
二、铝合金：
向铝中加入合金元素 → 铝合金 。
常加的合金元素 ：主：Cu,Mg,Si,Zn,Mn等；
微：Ti,Z. r,Cr,B等；
4
共晶点
合金元素
1 铝合金的分类
变形铝合金 （D以左）
铸造铝合金 （D以右）
应用：用于制造形状复杂中等强度的零件，如发动机活 塞、气缸体、风机叶片、液压泵壳体等（代号ZL109)。
.
13
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
.
14
3.铸造铝 – 镁合金 ( ZL301、ZL302 ) : 有较高的强度、韧性及耐蚀性,但铸
叶片(2A11)等重要零件。
（2）铝锰合金（防锈铝合金） 成分：AL—Mn（主）－Mg Mn,Mg的作用： 提高抗腐蚀性能及塑性，固溶强化
.
10
性能：抗蚀性高，塑性好，不能热处理强化，可冷变形强化。 应用：油箱、 油管（罐）、铆钉（3A21）等。
（3）铝锌合金（超硬铝）
成分：Al－Zn－Cu－Mg
工程材料 3.4 有色金属及其合金
.
1
有色金属性能及特点
力学性能：高的比强度（强度/密度）；
物理性能：导电性、导热性、无磁性、 形状记忆特性
化学性能：耐腐蚀
.
2
铝合金及其应用
知识要点 铝合金的强化方式 铝合金的分类及应用
.
3
一、纯铝的性能特点及应用： 轻，密度低 → 配置铝合金 抗大气腐蚀 → 包覆材料 导电导热性好 → 导线、电容 加工性能好 → 包装材料 强度低 →不能作为承受载荷的结构材料应用
.
第二位： A /（0） 原始合金 其它字母表示改型合金
第三、四位：区 分同一组的不同 合金。无特殊意 义
9
（1）铝铜合金（又称硬铝） 成分：AL—Cu—Mg—(Mn) 元素作用： Cu,Mg:形成强化相（CuAL2,CuMgAL2）,时效强化。
Mn提高抗腐蚀性能；固溶强化；
性能：强度较高，塑性好，可时效强化。 应用：主要用于飞机构件，如飞机蒙皮(2A12)、挤压成螺旋桨、
❖金奖黄铜 --- H90 ❖弹壳黄铜 --- H70 ( H68 ) ❖日用黄铜 --- H62 ( H59 )
法兰阀 .
闸阀 22
二) 特殊黄铜 ( special brass )
1.定义:在黄铜中加入Al、Fe、Si、Cr、 Ni、Sn、Mn 等元素所形成的合金。
2.牌号: H Al 59 - 3
（二）.纯铜的分类 编号越大，纯度越低。
无氧铜 TU2
.
17
黄铜 : Cu – Zn
（三）铜合金的分类 白铜 : Cu – Ni
青铜 : 除黄铜和白 铜外的所有 铜合金。
.
18
黄铜 ( brass )
普通黄铜 ( common brass ) 特殊黄铜 ( special brass )
.
19
.
不能热处理强化铝合金 能热处理强化铝合金
5
2 铝合金的强化方式 变形强化（加工硬化） 变质处理（细晶强化）：适合铸造铝合金 固溶强化：铝合金都有 时效强化：（重点） 可热处理强化铝合金。
时效强化：铝合金淬火后在室温或者较低温度下加热保温一段 时间，随时间延长其强度硬度显著增加的现象。
时效强化的步骤： 固溶处理（淬火） 时效
含铝量WAl = 3%
含铜量WCu = 59%
.
23
3.常用的特殊黄铜
➢海军黄铜 --- HSn62 - 1 ➢易切削黄铜 --- HPb59 - 1
.
24
4.黄铜的自裂与脱锌:
❖自裂 --- 应力腐蚀 : 黄铜在塑性变形后产 生较大应力,在潮湿空气中或在微 量氨的气份中发生应力腐蚀。含 锌量越高, 应力腐蚀倾向越大。
造性能和耐热性较差。
鼓风机用密封件(ZL102) 及抗空架件(ZL301)
.
百度文库
15
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)
.
16
三、 铜及铜合金
（一）.铜的性能特点: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 性好等。 工业纯铜 T1～T4，
11
2 铸造铝合金 特点：力学性能不如变形铝合金，铸造性能好，用于生产形 状复杂的零件。
Al-Si系铸造铝合金（铸造性能和力学性能配合最佳） （1）简单硅铝明：ZL102（ZALSi12）
组织：a +Si 共晶体 性能：铸造性能好，强度低。 用途：形状复杂、受力不大的零件，如仪表外壳等。
.
12
（2）复杂(特殊）硅铝明：在AL—Si基础上加入其它合金元 素（Cu,Mn,Ni,Mg等）→ 强化方式（时效强化，变质处理）。
自然时效 人工时效
得到过饱
过饱和相中析
和的相
. 出强化相
6
时效曲线
.
7
变质处理：常用于铸造铝合金
未变质处理的组 织
变质处理的组织
.
8
三 常用的铝合金
变形铝合金（D成分以左的合金） 铸造铝合金 （D成分以右的合金）
1 变形铝合金（D’成分以左的合金 ）：制成各种型材、棒 料、板、管、线、箔等。
牌号：四位字符（2 0 2 0） （第一位为数字，表示铝合金组别 2：铜（Cu）为主要合金元素的铝合金 3：锰（Mn) 为主要合金元素的铝合金 4: 硅（Si）为主要合金元素的铝合金 5：镁（Mg）为主要合金元素的铝合金 6：镁和硅（Mg/Si)为主要合金元素的铝合金 7: 锌（Zn）为主要合金元素的铝合金
1.黄铜的力学性能与含锌量的关系
a
a+’ a
500
b
400
300
(%)
70 110 60 100 50 90 40 80
200
30 70
20 60
100
HB
50 10
0 40
0
10
20
30
40
50
.
20
2.黄铜的牌号
( Z ) H 90
含铜量 WCu = 90%
黄铜
铸造
.
21
冷凝器管
3.常用的黄铜
特点：时效产生强烈的强化效果，强度很高（可达680MPa),缺 点是耐热性、抗蚀性差。
应用：飞机大梁、起落架等（7A04）（主要受力构件）
（4）铝镁合金
成分：Al-Mg-(少量Mn,Si,Fe)
特点：塑性好、易于变形加工，抗腐蚀性能好、焊接性能好， 不能进行热处理强化。比纯铝轻。
应用：航空工业中的管道、铆钉.等。
纯铝的牌号：四位字符（以1开头，第二位表示纯铝的成分 状况，第三、四位表示铝的质量分数小数点后两位数。）
二、铝合金：
向铝中加入合金元素 → 铝合金 。
常加的合金元素 ：主：Cu,Mg,Si,Zn,Mn等；
微：Ti,Z. r,Cr,B等；
4
共晶点
合金元素
1 铝合金的分类
变形铝合金 （D以左）
铸造铝合金 （D以右）