工程材料 第8章 有色金属及其合金

第8章有色金属及其合金8.1铝及铝合金•铝及铝合金的性能特点•铝合金的分类•铝合金的热处理•铝合金的牌号、性能及用途8.1.1铝及铝合金的性能特点一、纯铝的性能特点：1.物理性能——密度小（轻金属）；熔点低；导电、导热性能好；无磁性；2.化学性能——抗大气腐蚀性强；3.力学性能——面心立方晶格，无同素异构转变；塑性极高；但强度很低，需要靠加工硬化提高强度；4.工艺性能——可铸造加工、可压力加工、可切削加工。8.1.1铝及铝合金的性能特点二、铝合金的性能特点：通过加入铜、锰、硅、镁、锌等元素。使其既有高强度，又保持纯铝的优良特性。铝合金具有高的比强度（），使之成为飞机等航天机械中的主要结构材料。/8.1.2铝及铝合金的分类一、纯铝的种类按国标GB/T16474-1996规定：按纯度分为1.纯铝（）主要用于配制铝合金，以及制造导线、耐蚀材料和生活用品等。2.高纯铝主要用于科学研究和化学工业。99.00%99.85%Alw99.85%Alw≥8.1.2铝及铝合金的分类二、铝合金的分类由铝合金的有限固溶型共晶相图，分为：1.变形铝合金1）可热处理强化的铝合金；2）不可热处理强化的铝合金。2.铸造铝合金8.1.3铝合金的热处理一、固溶处理（淬火）——将相图中F、D两点之间的合金加热到DF线以上，保温，并快速水冷（淬火），获得过饱和的单相α固溶体组织的处理。淬火后，铝合金的强度和硬度不高，但具有良好的塑性。8.1.3铝合金的热处理二、时效强化处理——将过饱和的α固溶体加热到固溶线DF以下某一温度保温，以析出弥散强化相的热处理。在室温下进行的时效为自然时效，在加热条件下进行的时效为人工时效。8.1.3铝合金的热处理三、时效强化的实质：从过饱和固溶体中析出的第二相，还没有完全与母体脱离时，与母体保持着一定的共格关系，此时，晶格畸变严重，位错运动阻力大，强化效果最好。当温度过高或时间过长，稳定的化合物形成，共格关系破坏，强度将下降。此时称为过时效。8.1.3铝合金的热处理四、退火1.再结晶退火——消除加工硬化效果，便于继续成形加工。在再结晶温度以上保温后空冷。2.低温去应力退火——消除内应力，适当增加塑性。在180-300℃保温后空冷。3.均匀化退火——消除铸件的成分偏析和内应力。高温长时间保温后空冷。8.1.4铝合金的牌号、性能及用途一、变形铝合金（p150表8-2)编号方法，采用四位数字体系或四位字符牌号命名。（p149表8-1）1.防锈铝合金（LF）Al-Mn、Al-Mg系；2.硬铝合金(LY)Al-Cu-Mg系合金；3.超硬铝合金(LC)Al-Zn-Mg-Cu系合金；4.锻铝合金(LD)Al-Cu-Mg-Si系和Al-Cu-Mg-Fe-Ni系合金。8.1.4铝合金的牌号、性能及用途二、铸造铝合金代号为ZL（铸铝）+数字（见p149表8-1）1.Al-Si系（硅铝明）2.Al-Cu系3.Al-Mg系4.Al-Zn系8.2铜及铜合金铜及铜合金的性能特点黄铜青铜白铜8.2.1铜及铜合金的性能特点一、纯铜的性能特点密度较高；熔点较高；面心立方结构；无同素异构转变；无磁性；具有优良的导电、导热性；良好的耐蚀性；强度低；硬度低，塑性好。8.2.1铜及铜合金的性能特点二、铜合金的性能特点：通过加入合金元素。使其既有高强度，又保持纯铜的优良特性。8.2.2黄铜一、普通黄铜（Cu-Zn合金）见相图及组织图1.单相黄铜2.双相黄铜8.2.2黄铜二、特殊黄铜1.铸造黄铜2.压力加工黄铜8.2.3青铜压力加工青铜铸造青铜8.2.3青铜（除黄铜、白铜以外的铜合金的统称）一、锡青铜二、铝青铜三、铍青铜8.2.4白铜（Cu-Ni合金）一、普通白铜二、特殊白铜8.3钛及钛合金工业纯钛钛合金8.3.1工业纯钛物理性能：银白色;熔点为1680℃；密度为4.54g/cm3；热膨胀系数小；导热性差；力学性能：强度低、比强度高（σs/σb)；摩擦系数大；塑性、低温韧性好；化学性能：耐蚀性优良8.3.2钛合金一、α型钛合金——TA5、TA7二、β型钛合金——TB2、TB3、TB4三、α+β型钛合金——TC48.4轴承合金组织性能要求常用轴承合金