材料概论教学PPT有色金属及其合金.ppt

材料概论第3章有色金属及其合金 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料概论 有色金属及其合金 有色金属是指元素周期表中除铁元素以外的所有金属元素 西方国家习惯上称为非铁金属 non ferrousmetals 我国和前苏联则习惯称为有色金属 有色金属一般又可分为轻有色金属 重有色金属 稀有金属 稀土金属 贵金属 放射性金属和半金属 材料科学与工程学院 材料概论 有色金属及其合金 材料科学与工程学院 材料概论 有色金属及其合金 3 1铝及铝合金 3 1 1工业纯铝 1 质轻 其合金的密度仅为钢铁的三分之一左右 2 在大气中极易生成一层致密而且牢固的氧化膜 能防止铝继续氧化 3 高反射性 银白色表面 具有很好的装饰特性 4 合金的强度可以等于甚至超过普通碳素结构钢 5 高弹性 其韧性在低温下减少不明显 6 易加工成形 f c c晶格 例如可轧制成极薄的箔片 厚度小于百分之一毫米 低熔点 tm 660oc 铸造性能好 7 导热和导电性与铜相近 材料科学与工程学院 3 1铝及铝合金 材料科学与工程学院 3 1铝及铝合金 材料科学与工程学院 3 1铝及铝合金 材料科学与工程学院 3 1铝及铝合金 airbusa340 约有70 的飞机结构用有色金属制造 主要是铝合金 boeingsoniccruiser mach 95 airbusa380 950seats 材料科学与工程学院 3 1铝及铝合金 3 1 2铝合金的分类及牌号 材料科学与工程学院 3 1铝及铝合金 3 1 3变形铝合金 变形方式 半成品 生产 用户 板材 棒材 管材 线材 型材 箔材 锻件 防锈铝 硬铝 超硬铝和锻铝 合金特性 材料科学与工程学院 3 1铝及铝合金 1 防锈铝 特点 不能热处理强化 切削加工工艺性较差 抗腐蚀性能好 易于加工成形和焊接 良好的光泽和低温性能 合金的强度较低 焊接油箱 管道 容器 铆钉及其他冷变形零件 a1 mn和a1 mg系 2 铝镁合金 1 铝锰系合金 材料科学与工程学院 3 1铝及铝合金 2 硬铝 铝 铜 镁系合金 时效处理 高的硬度 强度 优良的加工工艺性能 1 高强度硬铝lyl2合金 w cu 3 3 4 9 w mg 1 2 1 8 w mn 0 3 0 9 抗拉强度约180mpa 时效480mpa 应力硬化 时效500mpa以上 2 低强度硬铝 3 耐热硬铝ly2 材料科学与工程学院 3 1铝及铝合金 3 超硬铝 铝锌镁铜系合金lc4 lc6 强度可达600 700mpa 铝锌镁系合金是可焊的热处理强化合金 加入铜 合金的强度 抗应力腐蚀性能 焊接性能 难以熔焊 热影响区引起热裂纹 铆接和粘接 x7050 强度韧性疲劳性能 厚板 挤压件和锻件 大截面 腐蚀抗力 材料科学与工程学院 3 1铝及铝合金 4 锻铝 铝镁硅铜系和铝铜镁铁镍系锻件 ld2 中等强度 高塑性和抗腐蚀性的机械零件 建筑材料 室温下工作 形状复杂的锻件及模锻件 ld5 ld6 中等强度的各种形状复杂的锻件和模段件 如压气机轮 风扇叶轮 各种接头 支杆等受力件 高负荷的锻件和模段件 如框架 接头等 代替lyl2制成板材和挤压型材 ld10 材料科学与工程学院 3 1铝及铝合金 3 1 2铸造铝合金 铸造性能好 可进行各种成型铸造 生产形状复杂的零件 1 铝硅系铸造铝合金 有极好的流动性 高的腐蚀抗力和良好的焊接性 硅铝明 铝硅zl102 铝硅镁zll04 铝硅镁铜zl105 发动机专用铝硅合金缸 材料科学与工程学院 3 2铜及铜合金 材料概论 有色金属及其合金 铜及铜合金是人类历史上使用最早的金属材料之一 由于具有优良的性能及美丽的色彩而被广泛用于电缆 电器和电子设备的导电材料 各种热交换器的传热材料 建筑材料 装饰品等 随着科学技术的发展 使用范围不断扩大 目前 在尖端技术中铜及其合金也是不可缺少的材料 如在半导休 集成电路 大规模集成电路 形状记忆合金等方面都有应用 材料科学与工程学院 3 2铜及铜合金 3 2 1纯铜的性能及分类 紫色 故又称为紫铜 1 优良的导电性 仅次于银而居第二位 导热性非常好 仅次于银 2 面心立方晶格 良好的塑性 延展性 易加工成材 3 极低温度下也不产生脆性 4 良好的抗腐蚀性 但在氨或氨盐及硝酸和浓硫酸介质中 铜的抗蚀性很差 在海水中的腐蚀速度也很快 5 具有良好的电镀和钎焊性能 6 铜的机械性能与它的状态有关 可加工硬化 材料科学与工程学院 3 2铜及铜合金 3 2 2铜合金分类 1 黄铜 以锌为主要合金元素的铜合金 h80 2 青铜 除黄铜 白铜以外的铜基合金 锡青铜 铝青铜 铍青铜 硅青铜 铬青铜等 qsn7 qsn6 5 0 4 3 白铜 以镍为主要合金元素的铜基合金 b30 bmn3 12 材料科学与工程学院 3 2铜及铜合金 3 2 3铜合金的性能 常用的铜合金及用途 1 黄铜 1 普通黄铜 色泽美观呈金黄色 有足够的强度 良好的延展性 深冲性及抗腐蚀性 用于制造热交换器或冷凝器管 造纸工业和石油化工用金属网 热轧双金属板 双金属带和温差双金属等 材料科学与工程学院 3 2铜及铜合金 2 特殊黄铜 锡黄铜 铁黄铜 硅黄铜 锰黄铜 铝黄铜 铅黄铜 镍黄铜 锡黄铜 黄铜加入少量的锡 0 5 1 5 可提高合金的强度和硬度 提高合金在海水中的耐蚀件 锡黄铜主要以管材 棒材 板材大量用于舰艇制造工业如冷凝管 船舶零件 船舶焊接件的焊条等 故有海军黄铜之称 采用低温退火440 470 可提高锡黄铜应力腐蚀抗力 材料科学与工程学院 3 2铜及铜合金 2 青铜 锡青铜 镁青铜 硅青铜 铍青铜 铝青铜 镉青铜 钛青铜 铬青铜 镐青铜 锡青铜 铜与锡的合金 w sn 3 14 w sn 小于8 为变形锡青铜 w sn 大于10 铸造锡青铜 合金元素zn p pb等 改善锡青铜的性能 耐蚀 高强 耐磨 3 2铜及铜合金 材料科学与工程学院 3 2铜及铜合金 3 白铜 以镍为主要元素的铜基合金 结构白铜 b19 b30 bznl5 20 电工白铜 bmn40 1 5 bmn3 12 加入mn fe zn a1等元素 形成锰白铜 铁白铜 锌白铜 铝白铜 ni能提高铜的强度和抗蚀性 还能强烈地提高合金的电阻 热电势和降低电阻温度系数 钛作为化学元素在1791年已被英国的一位牧师 矿物学家williammcgregor发现 但由于钛与氧 氮 碳 氢等元素有极强的亲和力 从而使金属钛的提取工艺非常复杂和困难 因此 历经100多年的努力 才于20世纪上半叶先后发明了生产金属钛的钠热法 碘化法及镁热法 3 3钛合金概述 材料概论 有色金属及其合金 材料科学与工程学院 ti ti 高比强度和高耐蚀性 良好的耐热性和低温性能 实用性强 应用面广 强度与合金钢相当 而远超过铝合金及