《铝及铝合金》PPT课件.ppt

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第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料,5.1铝及铝合金,1,第5章,铝（铝合金）的特点,密度低、比强度高，纯铝的密度只有,2700kg/m,仅为铁的1/4优良的物理、化学性能导电性能好、磁化率低、,耐腐蚀等加工性能好，铸造性能好，易于塑性变形，经热处,理后还具有很高的强度第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料,工业纯 铝,2,纯铝的强度低，不能用作结构材料,铝合金,纯铝通常制成管、棒、箔等型材，配制合金和脱氧剂、,电线、电缆等3,第5章,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料,铝合金,3,5.1.2 铝合金,1.铝合金的分类,根据合金元素的含量和加工工艺性能特点，,铝合金可分为,变形铝合金,和,铸造铝合金,请点击,（1）,变形铝合金,不可热处理强化铝合金,防锈铝,可热处理强化铝合金,硬铝、超硬铝和锻铝,（2）,变形铝合金,铸造铝合金,具有共晶组织，塑性较差，但熔点,低，流动性好,第5章,(1)铝合金的时效强化,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料,铝合金,4,2.铝合金的热处理,固溶处理+时效处理,强度不高，塑性好,孕育期,冷变形加工,将铝合金加热到相区，经保温，使第二相溶入固溶体中，然后水冷，得到过饱和的固溶体固溶处理。

第5章,将铝合金加热到相区，经保温，使第二相溶入固溶体中，然后水冷，得到过饱和的固溶体固溶处理将经过固溶热处理的合金，在常温放置（自然时效）或在较高温度保温（人工时效），第二相从过饱和固溶体中缓慢析出，使铝合金的强度、硬度明显提高这种固溶处理后的铝合金随时间延长而发生硬化的现象，称为时效（时效强化）2)回归处理,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料,铝合 金,5,将已强化的铝合金重新加热，经保温后在水中急冷，使合金恢复到固溶后的状态，这种处理方法叫回归处理,可在回归处理后的软化状态进行各种冷变形3)退火,铸造铝合金退火,消除内应力及成分偏析，稳定组织变形铝合金退火,消除变形加工中出现的加工硬化,现象，改善其加工工艺性时效规律,请点击,第5章,(,1)变形铝合金的分类、代号与牌号,3.变形铝合金,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料,铝合金,6,分类：,防锈铝合金(LF)、硬铝合金(LY)、,超硬铝合金(LC)及锻铝合金(LD)四位数字体系和四位字符体系：如3A21,、,2A01等,请点击,代号与牌号：,(2)常用的变形铝合金,不能热处理强化的铝合金,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(5A05)表示。

防锈铝,第5章,Al-Mn系合金 如3A21(LF21),Al-Mg系合金 如5A05(LF5)、5A11(LF11),Al-Zn-Mg-Cu系合金,能热处理强化的铝合金,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料,铝合金,7,防锈铝,优良的抗腐蚀，良好的塑性与焊接性，适宜压力加工和焊接力学性能较低,，,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12号硬铝用LY12(2A12)表示铝-铜-镁系合金）,第5章,硬铝,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，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,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料,铝合 金,8,铆钉硬铝 典型牌号2A01(LY1)、2A10(LY10),标准硬铝 典型牌号2A11(LY11),高强度硬铝 典型牌号2A12(LY12),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4号超硬铝用LC4(7A04)表示铝-锌-铜系合金）,第5章,超硬铝合金是目前室温强度最高的一类铝合金，其,强度达500700MPa，超过高强度的硬铝LY12,合金(400-430 MPa),。

应用在航空飞机大梁，起落架等承受重载的零部件用“铝”和“锻”二字的汉语拼音首字母“L”,和“D”加顺序号表示，如5号锻铝用LD5,(2A50)表示第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料,铝合 金,9,锻铝,（铝-镁-硅-铜系合金）,锻铝合金,具有优良的锻造工艺性能，主要用作制作外,形复杂的锻件第5章,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料,铝合金,10,4.铸造铝合金,铸造铝合金的代号用“铸铝”二字的汉语拼音首写字母“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)铸造铝合金的分类、代号及牌号,铸造铝合金的牌号是由“Z+基体金属的化学元素符号+合,金元素符号+数字”组成如,ZA1Si12表示,w,si,12%,的铸,造合金第5章,ZL101,、ZL104、ZL105、,ZL107、ZL109,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、,形状复杂的铸件铝-硅铸造合金,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铝-铜铸造合金,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料,铝合 金,11,(2)常用的铸造铝合金,第5章,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ZL301 ZL302 ZL303,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ZL401 ZL402,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料,铝合金,12,铝-镁铸造合金,铝-锌铸造合金,第5章,5.2 铜及铜合金,5.2.1 工业,纯铜,纯铜为紫色，又称紫铜工业纯铜分为4种：T1、T2、T3、T4编号越大，纯度越低工业纯铜除配制铜合金和其他合金外，主要用于电器工业，制造电线、电缆、电刷、铜管、散热器、冷凝器、通信器材以及抗磁、防磁仪器等纯铜的强度低，不宜用作结构材料,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料,5.2铜及铜合金,13,第5章,铜及铜合金的特点,优良的物理、化学性能导电、导热性能好、耐腐,蚀等，是抗磁材料加工性能好容易冷热成形，铸造铜合金铸造性能好。

具有某些特殊力学性能比如优良的减摩性和耐摩性,高的弹性极限和疲劳强度色泽美观第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料,5.2.1工业纯 铜,14,第5章,铜中加入合金元素后，可提高合金的强度，,并保持良好的加工性能按,化,学,成,分,黄铜,青铜,白铜,以Zn为主要合金元素良好的加,工性能，良的铸造性能，耐腐蚀,性能也好以Sn为主要合金元素用于铸造,形状复杂的零件抗腐蚀性比黄铜,还好以Ni为主要合金元素具有较好,的强度和塑性，能进行冷加工变,形，抗腐蚀性能也好,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料,5.2.2铜合金,15,5.2.2,铜合金,1.铜合金的分类,第5章,按生产方式,加工铜合金,铸造铜合金,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料,5.2.2铜合金,16,2.黄铜,(1)普通黄铜(铜锌二元合金),Zn的质量分数的影响,Zn32%时，塑性下降；,Zn=40%45%时，强度最高；,Zn45%时，塑性和强度均急剧下降第5章,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料,5.2.2铜合金,17,普通黄铜的代号及牌号,H62表示Cu的平均质量分数为62%，其余为Zn,的普通加工黄铜ZCuZn38，其含义是,w,Zn,38%，其余为Cu的铸造黄铜。

H80 金色黄铜，装饰件，薄管H62,、,H59 强度较高，作零件，标准件，焊接件，冲压件H96 冷凝管、热交换器、散热器，计算机插件等H70 “三七黄铜”弹壳、套管和复杂深冲零件(H68)普通黄铜的用途,第5章,(2)特殊黄铜,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料,5.2.2铜合金,18,合金元素的影响,Pb改善切削加工性和耐磨性；,Si改善铸造性能，提高强度和耐蚀性；,A1提高强度、硬度和耐蚀性；,Sn、Al、Si、Mn提高耐蚀性，减少应力腐蚀破裂特殊黄铜的代号、牌号与应用,HSn62-1表示,w,Cu,62%，,w,Sn,1%，其余为Zn的加工锡黄铜ZCuZn40Mn3Fe1，表示,w,Zn,40%、,w,Mn,3%,w,Fe,1%、其余为Cu的铸造特殊黄铜第5章,Pb黄铜：HPb60-1 切削性能好，耐磨性好钟表零件,Sn黄铜：HSn90-1 HSn62-1 耐蚀性好,船舶零件海军黄铜,Al黄铜：HAl 77-2 HAl60-1-1,耐蚀性好，强度和硬度高船舶零件，机械及电机零件Si 黄铜 HSi80-3,耐蚀性好，机械性能好，切削性好，耐磨性好,船舶零件，机械及化工零件,其它还有锰黄铜，铁黄铜，镍黄铜。

主要用于船舶零件,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料,5.2.2铜合金,19,第5章,消除加工黄铜的加工硬化现象3)黄铜的热处理,去应力退火,：将黄铜制件加热到200300，保温后缓冷消除应力，防止应力腐蚀破裂及切削加工后的变形再结晶退火：,一般是将黄铜制件加热到500700，,保温后缓冷.,3.青铜,第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料,5.2.2铜合金,20,(1)青铜的代号及牌号,加工青铜的代号如QSn4-3表示平均,w,Sn,4%、,w,Zn,3%，其余为Cu的加工锡青铜第5章,铸造青铜的牌号如ZCuSn10Zn1，表示平均,w,Sn,10%、,w,Zn,1%，其余为Cu的铸造锡青铜2)普通青铜(锡青铜),第5章 非铁金属材料与粉末冶金材料,5.2.2铜合金,21,Sn的质量分数的影响,Sn7%以后，强度继续升高，,塑性急剧下降；,w,Sn20%时，合金变脆，,强度显著降低,第5章,锡青铜的性能及用途,QSn4-3,QSn6.5-0.1,耐蚀性优于黄铜，铸造性好，耐磨性好，有弹性,用于造船、化工、机械、仪表中的耐磨件，耐蚀件、,弹性元件，抗磁件,3)特殊青铜(无锡青铜),铝青铜 QAl9-4 QAl7 耐蚀性优于黄铜和,锡青铜,，铸造性和耐磨性优于,锡青铜，,力学性能好。

QAl10-3-1.5 飞机、船舶用高强度、高耐磨抗蚀零件,QA。