八有色金属.pptx
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1、Contents8.1 铝及其合金铝及其合金18.2 铜及其合金铜及其合金28.3钛及其合金钛及其合金38.4 轴承合金轴承合金4l在工业生产中,通常在工业生产中,通常把铁及其合金称为把铁及其合金称为黑黑色金属色金属,把其他非铁,把其他非铁金属及其合金称为金属及其合金称为有有色金属色金属。l有色金属种类很多,有色金属种类很多,机械、仪表等工业中机械、仪表等工业中广泛使用铝、铜、钛广泛使用铝、铜、钛及轴承合金。及轴承合金。铝合金制造的机翼铝合金制造的机翼有色金属的产量和用有色金属的产量和用量不如黑色金属多,量不如黑色金属多,但由于其具但由于其具有许多优有许多优良的特性,如特殊的良的特性,如特殊的
2、电、磁、热性能,耐电、磁、热性能,耐蚀性能和高的比强度蚀性能和高的比强度(强度与密度之比强度与密度之比)等,等,已成为现代工业中不已成为现代工业中不可缺少的金属材料可缺少的金属材料.材料材料材料材料占汽车净重比占汽车净重比占汽车净重比占汽车净重比AlFe塑塑塑塑料料料料其其其其它它它它橡橡橡橡胶胶胶胶磁磁磁磁材材材材料料料料玻玻玻玻璃璃璃璃聚聚聚聚碳碳碳碳酸酸酸酸酯酯酯酯TiTi碳碳碳碳纤纤纤纤维维维维各种材料在先进汽车中占的重量百分比各种材料在先进汽车中占的重量百分比l有色金属及其合金的牌号表示方有色金属及其合金的牌号表示方法还不统一。法还不统一。l铸造有色金属牌号表示铸造有色金属牌号表示:
3、Z+该金属元素符号该金属元素符号+纯度百分纯度百分含量数字。含量数字。如如ZAl99.5。l铸造有色合金的牌号为铸造有色合金的牌号为Z+基体元素符号基体元素符号+主要合金元素主要合金元素符号及其名义百分含量数字符号及其名义百分含量数字+其其他合金元素符号及其百分含量数他合金元素符号及其百分含量数字。字。如如ZAlSi7Cu4、ZCuZn31Al2、ZSnSb11Cu6。铝铝锭锭铝及铝合金铝及铝合金的特点的特点:密度小,比强度高。密度小,比强度高。2.7g/cm3有优良的物理、化学性能有优良的物理、化学性能 导电性仅次于银、导电性仅次于银、铜、金。耐大气腐蚀,磁化率低。铜、金。耐大气腐蚀,磁化率
4、低。加工性能良好:塑性好可冷成型;切削性加工性能良好:塑性好可冷成型;切削性能好;可热处理强化。铸造性能好。能好;可热处理强化。铸造性能好。8.1 铝及其合金铝及其合金8.1.1 工业纯铝工业纯铝l无同素异晶转变无同素异晶转变,f.c.c。l熔点熔点660,比重,比重2.7g/cm3,导电性和导热性好、抗蚀性,导电性和导热性好、抗蚀性好。好。l具有极好的塑性具有极好的塑性,延伸率达到,延伸率达到3050%,断面收缩率达到,断面收缩率达到80%,可进行各种加工、制成板材、箔材、线材、带材及,可进行各种加工、制成板材、箔材、线材、带材及型材,型材,l强度过低强度过低,适用于制造电缆、电器零件、装饰
5、件及日常生,适用于制造电缆、电器零件、装饰件及日常生活用品。活用品。8.1.2 铝合金分类及时效强化 1.铝合金分类铝合金分类 铝合金常用:铝合金常用:AL-SiAL-CuAL-MgAL-MnAL-Zn等合金系。等合金系。主加元素:主加元素:Cu、Mn、Si、Mg、Zn辅加元素:辅加元素:Cr、Ni、Ti、Zr铝合金分类示意图铝合金分类示意图铝合金铝合金 淬火淬火固溶处理固溶处理固溶处理固溶处理仅造成过饱和仅造成过饱和无强化效果无强化效果 时效强化时效强化时效强化时效强化第第2 2相析出时强化相析出时强化钢钢淬火淬火马氏体强化马氏体强化固溶强化固溶强化 回火回火塑韧化塑韧化碳化物析出碳化物析出
6、 2.铝合金的时效强化(热处理原理)铝合金的时效强化(热处理原理)固固固固 溶溶溶溶 处处处处 理理理理 将铝合金加热到固溶化温度,保温一将铝合金加热到固溶化温度,保温一定时间,迅速淬入水中,造成过饱和定时间,迅速淬入水中,造成过饱和强化。强化。时效时效时效时效 强化强化强化强化 将固溶处理后的铝合金,在室温或某将固溶处理后的铝合金,在室温或某一温度下放置一定时间,其机械性能一温度下放置一定时间,其机械性能随时间而发生显著变化。随时间而发生显著变化。Al4Cu合金合金固溶处理形成过饱和固溶处理形成过饱和相(相(相来不及相来不及析出,析出,相属于置换型固溶体,晶格畸相属于置换型固溶体,晶格畸变不
7、严重,强化效果不明显)变不严重,强化效果不明显)加热固溶淬火过饱和时效析出1形成富铜区,且形成富铜区,且与与相共格,晶相共格,晶格畸变加剧,合格畸变加剧,合金强度、硬度开金强度、硬度开始升高始升高 2在富铜区中形成在富铜区中形成Cu原子有原子有序化析出过渡相序化析出过渡相相,此相,此时时仍与仍与相共格,在脱离相共格,在脱离共格过程中造成晶格畸形,共格过程中造成晶格畸形,位错运动受阻,宏观强度、位错运动受阻,宏观强度、硬度进一步提高。硬度进一步提高。3相成分达到相成分达到CuAl2,形成过,形成过渡相渡相,此时尚,此时尚未完全从母相中未完全从母相中脱离出来,强化脱离出来,强化达到峰值达到峰值4从
8、从相过渡到稳相过渡到稳定的定的相,完全相,完全脱离母相,晶格脱离母相,晶格畸变消失,强化畸变消失,强化效果开始下降。效果开始下降。人工时效:加热,原子人工时效:加热,原子扩散能力强,第扩散能力强,第1、2阶阶段时间很短,可直接加段时间很短,可直接加入第入第3、4阶段阶段自然时效:原子扩散能自然时效:原子扩散能力不足常进行力不足常进行1、2阶阶段段Al-4Cu合金时效合金时效 自然时效自然时效不同温度的人工时效不同温度的人工时效l凡是具有时效强化的合金均有凡是具有时效强化的合金均有“回归回归”现象,现象,将时效强化后的铝合金,加热至将时效强化后的铝合金,加热至200280、短时间、短时间保温(几
9、秒或几分),迅速入水冷却,时效强化效果保温(几秒或几分),迅速入水冷却,时效强化效果将消除,合金又重新软化,又可继续进行加工。将消除,合金又重新软化,又可继续进行加工。如再在室温下放置,则又能发生正常的自然时效,回如再在室温下放置,则又能发生正常的自然时效,回归现象可进行多次。归现象可进行多次。8.1.3 形变铝合金形变铝合金铝合金型材铝合金铆钉螺钉8.1.4 铸造铝合金铸造铝合金常用铸造铝合金常用铸造铝合金Al-Si ZL101 ZAlAl-Cu ZL201 ZAlAl-Mg ZL301 ZAlAl-Mn ZL401 ZAlAl-Si合金,合金,Si1013,其共晶点,其共晶点为为11.6%
10、Si,铸造性能好,但共晶组,铸造性能好,但共晶组织粗大,加热变质剂,使相图共晶点织粗大,加热变质剂,使相图共晶点左移、获得初晶左移、获得初晶相细化共晶体相细化共晶体ZAL102变质前变质前ZAL102变质后变质后 发动机活塞常用铝合金制造,初始使用灰铸铁,发动机活塞常用铝合金制造,初始使用灰铸铁,1911年开始研制铝合金。年开始研制铝合金。1920年年Al-Cu-Ni-Mg系活塞研制成功投入使用,汽油机活塞系活塞研制成功投入使用,汽油机活塞11-16m/s、柴、柴油机活塞油机活塞6-8.5m/s。现在有四大系列,现在有四大系列,Al-Cu-Si系列(系列(Lautal););Al-Cu-Ni-
11、Mg(Y合金);合金);Al-Si-Ni-Mg(Lo-Ex合金);过共晶合金);过共晶Al-Si系(高硅合金)系(高硅合金)高铁铝硅合金铸造组织高铁铝硅合金铸造组织铝硅活塞合金铸造组织铝硅活塞合金铸造组织高硅活塞合金铸造高硅活塞合金铸造(热处理前)(热处理前)高硅活塞合金铸造高硅活塞合金铸造(热处理后)(热处理后)铝镁合金铸造组织铝镁合金铸造组织铝铜合金铸造组织铝铜合金铸造组织8.2 铜及其合金铜及其合金 铜及合金是应用广泛的有色金属之一,它具有以下特点:铜及合金是应用广泛的有色金属之一,它具有以下特点:(1)优异的物理、化学性能()优异的物理、化学性能(2)良好的加工性()良好的加工性(3)
12、某些特殊机械)某些特殊机械性能(性能(4)色泽美观)色泽美观 8.2.1 纯铜(紫铜)纯铜(紫铜)纯铜呈紫红色,纯铜呈紫红色,f.c.c,熔点,熔点1083,无同素异晶转变,比重,无同素异晶转变,比重8.98g/cm3常用于制造导电体及配制合金。纯铜的强度不高(抗拉强度常用于制造导电体及配制合金。纯铜的强度不高(抗拉强度200-250Mpa)硬度低(硬度低(40-50HBS);塑性好(延伸率);塑性好(延伸率45-55%)不宜作结构材料。)不宜作结构材料。纯纯铜铜退退火火组组织织导电紫铜带厚壁紫铜管厚壁紫铜管薄壁紫铜管薄壁紫铜管紫铜管接头紫铜管接头紫铜镇尺紫铜镇尺紫铜香炉(大明宣德年制款)紫铜
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