工程材料的性能

1、河海大学机电工程学院 2013.09 第二章 工程材料的性能 设计材料及加工工艺 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 2 2 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.1 工程材料的力学性能 金属材料的性能包括使用性能使用性能和工艺性能工艺性能。 使用性能使用性能是指材料在使用过程中表现出来的性能，它包括力学性能、 物理和化学性能等； 工艺性能工艺性能是指材料对各种加工工艺适应的能力，它包括液态成形性 （铸造性能）、塑性成形性（锻造性能）、连接成形性（焊接性能）、 切削加工性能和热处理工艺性能等。 在机械制造领域选用材料时，大多以力学性能为主要依据。 设计材料及加工工艺 第二章

2、 工程材料的性能 3 3 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.1 工程材料的力学性能 根据载荷作用性质不同，载荷可分为静载荷静载荷、冲击载荷冲击载荷、疲劳载荷疲劳载荷 等三种。 (1)静载荷：大小不变或变动很慢的载荷。 (2)冲击载荷：突然增加或消失的载荷。 (3)疲劳载荷：周期性的动载荷。 常用的力学性能指标有：强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 4 4 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.1 工程材料的力学性能 图2-1部分金属部件和建筑钢结构实例 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 5 5 v第二章第二章

3、工程材料的性能工程材料的性能 2.1 工程材料的力学性能 2.1.1 强度 材料在载荷作用下抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度强度。按照载荷作 用方式不同，强度分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗剪强度等。 为了消除受力截面的影响，强度一般用单位面积上所受的力来表示，称 为应力应力。 (1)(1)屈服点或屈服强度（屈服点或屈服强度（s s）: :在外力作用下，材料产生屈服现象的极 限应力值即为s。 (2)(2)抗拉强度（抗拉强度（ b b）: :材料产生断裂时的强度。材料在受力过程中，所 能承受的最大载荷Fb处对应的应力值即为抗拉强度。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 6 6 v第二

4、章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.1 工程材料的力学性能 2.1.1 强度 所有强度指标均可作为设计与选材的依据，为了应用的需要，还有一 些从强度指标派生出来的指标： 1）比强度比强度：强度指标与材料密度之比，在对零件自身重量有要求或 限制的场合下（如航天航空构件、汽车等运行机械），比强度有着重要的 应用意义。 2）屈强比屈强比：它是材料屈服强度与抗拉强度之比，表征了材料强度潜 力的发挥利用程度和其零件工作时的安全程度。 合金化、热处理及各种冷热加工可在很大程度上改变材料强度指标的 大小。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 7 7 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性

5、能 2.1 工程材料的力学性能 2.1.2 塑性 塑性塑性 是指材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力，即材料 断裂前的塑性变形的能力。 在拉伸、压缩、扭转、弯曲等外力作用下材料所产生的伸长、缩短、 扭曲、弯曲等都可用来表示材料的塑性。塑性用伸长率和断面收缩率 来表示。 1 1）伸长率）伸长率 试样拉断后，伸长量与原始标距的百分比称为断后伸长 率，以表示。 2 2）断面收缩率）断面收缩率 试样拉断后，缩颈处横截面积的最大缩减量与原始 横截面积的百分比称为断面收缩率，以表示。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 8 8 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.1 工程材料的

6、力学性能 2.1.2 塑性 伸长率或断面收缩率越高，材料的塑性越好。良好的塑性可使材料顺 利成形，可保证零件或构件的安全性。 材料的塑性与其强度指标一样，可通过各种方法改变之。金属材料之 所以有广泛的应用，其主要原因之一并不是它的强度，而恰恰在于其良好 的塑性。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 9 9 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.1 工程材料的力学性能 2.1.3 硬度 硬度硬度是指材料的软硬程度，亦即抵抗硬物压入或划伤的能力。 测定硬度的方法很多，主要有压入法压入法、刻划法刻划法等。在机械制造中主要 采用压入法。 常用的硬度测试方法有布氏硬度布氏硬度(HB)

7、，洛氏硬度洛氏硬度(HR)和维氏硬度维氏硬度(HV) 等，均属压入法，即用一定的压力将压头压入材料表层，然后根据压力的 大小、压痕面积或深度确定其硬度值的大小。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 1010 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.1 工程材料的力学性能 2.1.4 韧性 韧性韧性就是材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。韧性好的材 料在使用过程中不至于产生突然的脆性断裂，从而保证零件的安全性。 冲击载荷是动载荷的一种主要类型，很多零部件在动载荷下工作，如 变速齿轮、飞机起落架等。在冲击载荷作用下，材料的韧性尤为重要，通 常采用带缺口的试样使之在冲击载荷的

8、作用下折断，以试样在变形和断裂 的过程中所吸收的能量来表示材料的韧性，这种韧性通常称之为冲击韧度冲击韧度。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 1111 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.1 工程材料的力学性能 2.1.5 疲劳强度 疲劳强度疲劳强度是指材料在无数次 循环应力作用下仍不断裂的最大 应力，用以表现材料抵抗疲劳断 裂的能力。 疲劳强度与其断裂前的应力 循环次数N的关系曲线称为疲劳曲疲劳曲 线线，如图2-4所示。 图2-4疲劳曲线 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 1212 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.1 工程材料的力学性能 2

9、.1.6 蠕变 耐热钢应该具有高的热强性（高温强度），亦即指钢在高温下抵抗塑 性变形和断裂的能力。高温零件长时间承受载荷时，强度将大大下降；与 室温力学性能相比，高温力学性能还要受温度和时间的影响。 常用的高温力学性能指标有： （1 1）蠕变极限）蠕变极限 材料在高温长期载荷下对缓慢塑性变形（即蠕变）的抗力； （2 2）持久强度）持久强度 材料在高温长期载荷下对断裂的抗力。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 1313 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类及用途 工程材料有各种不同的分类方法。若将工程材料按化学成分可分 为金属材料金属材料、无机非金属材料

10、无机非金属材料、有机高分子材料有机高分子材料和复合材料复合材料四大类。 （1 1）金属材料）金属材料: : 是最重要的工程材料，包括金属和以金属为基的合金。可分为两 大部分：黑色金属材料是指铁和以铁为基的合金（钢、铸铁和铁合 金）；非铁金属材料是指黑色金属以外的所有金属及其合金，常用的 有铝合金、铜合金、镁合金和锌合金等。 （2 2）无机非金属材料）无机非金属材料: : 常用造型无机非金属材料包括玻璃、陶瓷和木材等。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 1414 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 2.2 工程材料的分类及用途工程材料的分类及用途 （3 3）有机高分子

11、材料）有机高分子材料 为有机合成材料，也称聚合物。它具有较高的强度、良好的塑性、 较强的耐腐蚀性能，很好的绝缘性和重量轻等优良性能，在工程上是 发展最快的一类新型结构材料。有机高分子材料种类很多，工程上通 常根据力学性能和使用状态将其分为：塑料塑料、橡胶橡胶和合成纤维合成纤维。 （4 4）复合材料）复合材料 就是用两种或两种以上不同材料组合成的新材料，其性能是其它 单质材料所不具备的。复合材料可以由各种不同种类的材料复合组成。 它在强度、刚度和耐蚀性方面比单纯的金属、陶瓷和聚合物都优越， 是特殊的工程材料，具有广阔的发展前景。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 1515 v第二章第二

12、章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类及用途 2.2.1 金属材料 一、晶体与非晶体一、晶体与非晶体 固体金属可以分为两类：晶体和非晶体。 原子在三维空间中有规则的周期性重复排列的物质称为晶体， 否则为非晶体。 由于晶体与非晶体内部结构不同，其性能也有区别。晶体具有 固定的熔点（如铁为1538），且在不同方向上具有不同的性能， 即各向异性。而非晶体没有固定的熔点，是在一个温度范围内熔化 或软化，因其在各个方向上的原子聚集密度大致相同，故而表现出 各向同性。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 1616 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分

13、类及用途 2.2.1 金属材料 二、晶体结构二、晶体结构 （一）晶体学基本概念 1. 晶格 晶体中原子排列的方式称为晶体的结构。组成晶体的物质质点不 同，排列的规则或周期性不同，就可以形成各种各样的晶体结构。原 子模型如图2-5所示。 a）原子排列模型 b）晶格 c）晶胞 图2-5晶体中原子排列模型 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 1717 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类及用途 2.2.1 金属材料 二、晶体结构二、晶体结构 （一）晶体学基本概念 2. 晶胞 从晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元来 分析晶体中原子排列的规律，这个

14、最小的几何组成单元称为晶胞， 如图2-5c所示。晶胞在三维空间的重复排列构成晶格并形成晶体。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 1818 2.2 工程材料的分类及用途 2.2.1 金属材料 二、晶体结构二、晶体结构 （二）典型金属的晶体结构 工业上使用的金属元素中，绝大多数的晶体结构比较简单，其中 最典型最常见的有三种类型，即体心立方结构、面心立方结构和密排 六方结构。 1. 体心立方晶格 原子分布在立方晶胞的八个角上 和立方体的体心，象Cr、Fe、 Mo、W、V等30多种金属具有体心 立方晶格。 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 A 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料

15、的性能 1919 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类及用途 2.2.1 金属材料 二、晶体结构 （二）典型金属的晶体结构 2. 面心立方晶格 原子分布在立方晶胞的八个角 上和六个面的中心，-Fe、Cu、N i、Al、Ag等约20种金属具有这种 晶体结构。 晶格的致密度为74，即面心 立方晶格的致密度比体心立方晶格 高。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 2020 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类及用途 2.2.1 金属材料 二、晶体结构二、晶体结构 （二）典型金属的晶体结构 3. 密排六方晶格 原子分布在六方晶胞的

16、十二 个角上以及上下底面中心和两底面 之间的三个均匀分布的间隙里，Zn、 Mg、Be、Cd等金属具有密排六方晶 格。 对于典型的密排六方晶格金 属，其致密度为74。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 2121 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类及用途 2.2.1 金属材料 三、纯金属结晶三、纯金属结晶 1. 结晶条件 将温度随时间变化的关系绘制成曲线，称为冷却曲线， 如图2-7所示。 图2-7 纯金属结晶时的冷却曲线 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 2222 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类及用途 2.

17、2.1 金属材料 三、纯金属结晶三、纯金属结晶 2. 结晶过程 金属的结晶包括形核与长大两个过程，金属结晶过程如 图2-8所示。 图2-8 纯金属结晶过程示意图 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 2323 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类及用途 2.2.1 金属材料 三、纯金属结晶三、纯金属结晶 2. 结晶过程 随着温度的降低，一些尺寸较大的原子集团开始变的稳定， 从而成为结晶核心，即称为晶核。晶核按各自方向吸收液体中 的金属原子而逐渐长大，与此同时，在液态中不断产生新的结 晶核心，也逐渐长大。如此不断发展，直到相邻晶体相互接触， 液体金属耗尽，结

18、晶方才完毕。晶核长大为晶粒，这样就形成 一块多晶体金属。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 2424 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类及用途 2.2.1 金属材料 四、四、 晶体的同素异构晶体的同素异构 大多金属只有一种晶体结构，但某些金属在不同温度和压 力下呈不同类型的晶体结构，这种现象称为同素异构。常见的 元素如铁、钛、锰、锡等都具有同素异构转变。 在金属晶体中，铁的同素异构转变最为典型。铁在结晶后 继续冷却至室温的过程中，先后发生两次晶格转变，其转变过 程如下： 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 2525 v第二章第二章 工程材料的

19、性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类及用途 2.2.1 金属材料 四、四、 晶体的同素异构晶体的同素异构 铁的同素异构转变过程如图2-9所示。 图2-9铁的同素异构转变过程 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 2626 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类及用途 2.2.1 金属材料 五、合金的晶体结构五、合金的晶体结构 由于纯金属力学性能较低，工业上多使用合金。所谓合金，就是 由两种或两种以上的金属元素、或金属与非金属元素所组成的具有金 属特性的物质。工业上广泛使用的碳钢和铸铁，就是由铁和碳两种元 素（组元）组成的二元合金。合金的优良性能是由合金

20、各组成相的结 构及其形态所决定的。 根据合金元素之间相互作用的不同，合金中的相结构可分成两大 类：一类是固溶体，另一类是金属化合物。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 2727 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类与结构 2.2.1 金属材料 六、常用金属材料六、常用金属材料 （一）钢的分类 依据分类标准不同，钢的分类方法有多种。 如按化学成分，分为碳钢碳钢和合金钢合金钢。 按钢的质量等级分，有普通钢普通钢、优质钢优质钢和高级优质钢高级优质钢。 按钢的主要用途分为结构钢结构钢、工具钢工具钢、特殊性能钢特殊性能钢、专业用钢专业用钢等。 设计材料及加工工艺

21、 第二章 工程材料的性能 2828 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类与结构 2.2.1 金属材料 六、常用金属材料六、常用金属材料 钢的分类关系 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 2929 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类与结构 2.2.1 金属材料 六、常用金属材料六、常用金属材料 （二）结构钢 结构钢是各种工程构件和机器零件用钢。 根据其化学成分、力学性能和冶金质量特点，结构钢可分为碳素结碳素结 构钢构钢、低合金高强度钢低合金高强度钢、优质碳素结构钢优质碳素结构钢、合金结构钢合金结构钢等。 1 1碳素结构钢碳

22、素结构钢 碳素结构钢碳素结构钢易于冶炼，价格便宜，性能能满足一般工 程结构件的要求，大量用于制造各种金属结构和要求不高的机器零件， 也是目前产量最大、使用最多的一类钢。 碳素结构钢的质量等级分为A、B、C、D四级，A级、B级为普通质 量钢，C级、D级为优质钢。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 3030 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 2.2 工程材料的分类与结构工程材料的分类与结构 2.2.1 2.2.1 金属材料金属材料 六、常用金属材料六、常用金属材料 （二）结构钢（二）结构钢 2. 2. 低合金高强度钢低合金高强度钢 碳素结构钢强度等级较低，难以满足重要

23、工程结构的要求。 在碳素结构钢基础上加入少量合金元素形成的低合金高强度钢， 其强度等级较高，加工工艺性能良好，可满足桥梁、船舶、车辆、 锅炉、高压容器、输油输气管道等大型重要钢结构对性能的要求， 并且能减轻结构自重、节约钢材。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 3131 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类与结构 2.2.1 金属材料 六、常用金属材料六、常用金属材料 （二）结构钢 2. 低合金高强度钢 牌号 (GB/T15911994) 主要用途 Q295（A、B）桥梁、车辆、锅炉、容器 Q345(AE)桥梁、车辆、压力容器、化工容器、船舶、建筑结构

24、 Q390(AE)桥梁、船舶、压力容器、电站设备、起重设备、管道 Q420(AE)大型桥梁、高压容器、大型船舶 Q460(C、D、E)大型重要桥梁、大型船舶 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 3232 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类与结构 2.2.1 金属材料 六、常用金属材料六、常用金属材料 （二）结构钢 3. 3. 优质碳素结构钢优质碳素结构钢 优质碳素结构钢主要用于制造各种重要的机器零件和弹簧。 优质碳素结构钢的力学性能主要取决于碳的质量分数及热处 理状态，从选材角度来看，碳的含量越低、其强度、硬度越低， 塑性、韧性越高，反之，其强度、硬度

25、越高，塑性、韧性越低； 锰的含量越高，其强度、硬度也较高。 优质碳素结构钢用来制造比较重要的机械零件，既能保证化 学成分、又能保证力学性能，一般经热处理后使用。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 3333 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类与结构 2.2.1 金属材料 六、常用金属材料六、常用金属材料 （二）结构钢 4.4.合金结构钢合金结构钢 合金结构钢是在优质碳素结构钢的基础上，加入一种或几种 合金元素而形成的能满足更高性能要求的钢种。 (1)合金渗碳钢。渗碳钢指经渗碳、淬火和低温回火后使用的结构 钢。渗碳钢基本上都是低碳钢和低碳合金钢，主要用于

26、制造高耐 磨性、高疲劳强度和要求具有较高韧性的零件，如各种变速齿轮 及凸轮轴等。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 3434 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类与结构 2.2.1 金属材料 4.4.合金结构钢合金结构钢 (2)合金调质钢。 合金调质钢适用于对强度要求高、截面尺寸大的重要零件。 (3)合金弹簧钢 因主要用于制造弹簧而得名。弹簧钢应具有高的弹性极限、高的疲劳强度 和足够的塑性与韧性。 (4)滚动轴承钢 是指主要用于制造各类滚动轴承的内圈、外圈以及滚珠、滚柱、滚针等滚 动体的专用钢，简称为轴承钢。滚动轴承钢应具有高的抗压强度和接触疲 劳强度

27、、高的硬度和耐磨性，同时应具有一定的韧性和耐腐蚀性。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 3535 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 图2-12 弹簧钢制造的部分零部件 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 3636 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类与结构 2.2.1 金属材料 （二）结构钢（二）结构钢 5. 5. 铸钢铸钢 铸钢是指用铸造方法成形的结构钢。按铸钢的化学成分可将铸钢 区分为碳素铸钢碳素铸钢(常为铸造碳钢)和合金铸钢合金铸钢。 铸钢常用于制造结构件(如机座、箱体等)，通常不进行热处理。 用于制造机器零件的铸造碳钢和铸造

28、合金钢一般应进行正火或退 火处理，以改善组织、消除残余应力，重要零件还应进行调质处理。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 3737 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类与结构 2.2.1 金属材料 （三）工具钢（三）工具钢 用于制造各种工具的钢称为工具钢。工具钢按用途分为刃具钢刃具钢、 模具钢模具钢和量具钢量具钢。 1 1. .刃具钢刃具钢。是制造各种切削工具的钢，如车刀、钻头、丝锥和锯 条等。刃具钢应具有高硬度、高耐磨性、热硬性，并具有一定的强度和 韧性。常用的刃具钢有碳素工具钢碳素工具钢、合金工具钢合金工具钢和高速钢高速钢。 设计材料及加工工艺 第

29、二章 工程材料的性能 3838 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 图2-13 刃具钢制造的部分刀具 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 3939 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类与结构 2.2.1 金属材料 （三）工具钢（三）工具钢 2. 模具钢模具钢。制造各种模具的钢称为模具钢，如冷冲模、冷挤压模、热 锻模等。模具钢根据其用途可分为冷作模具钢冷作模具钢、热作模具钢热作模具钢和塑料模塑料模 具钢具钢等。 3. 量具钢。量具钢。是指用于制造各种测量工具的钢，如卡尺、干分尺等。 量具钢应具有高硬度、高耐磨性和高的尺寸稳定性。 图2-14 刃具

30、钢制造的量具 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 4040 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类与结构 2.2.1 金属材料 （四）不锈钢（四）不锈钢 不锈钢通常是不锈钢（耐大气、蒸汽和水等弱腐蚀介质腐蚀的钢）和 耐酸钢（耐酸、碱、盐等强腐蚀介质腐蚀的钢）的统称，全称不锈耐酸钢不锈耐酸钢。 广泛用于化工、石油、卫生、食品、建筑、航空、原子能等行业。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 4141 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类与结构 2.2.1 金属材料 （四）不锈钢（四）不锈钢 性能要求性能要求 （1）优良的

31、耐蚀性。耐蚀性是不锈钢的最重要性能。应指出的是： 不锈钢的耐蚀性对介质具有选择性。 （2）合适的力学性能。 （3）良好的工艺性能（如冷塑性加工、切削加工、焊接性等）。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 4242 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 图2-15 不锈钢及其产品 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 4343 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类与结构 2.2.1 金属材料 （五）铸铁（五）铸铁 铸铁是碳的质量分数大于2.11的铁碳合金。铸铁的抗拉强度、塑 性和韧性不如钢，无法进行锻造，但它具有良好的铸造性、减摩性、减 震性

32、和切削加工性，且熔炼简便，成本低廉，在工业上应用较广。 图2-16 铸造产品 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 4444 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类与结构 2.2.1 金属材料 （六）铝及其合金（六）铝及其合金 1 1. .工业纯铝工业纯铝 铝是一种轻金属，具有良好的导电性能。铝在大气中易于形成致密的 三氧化二铝保护膜，故具有良好的耐大气腐蚀性。固态的铝强度、硬度很 低，塑性很好。 工业纯铝主要用于制造电缆和强度要求不高的日用器皿等。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 4545 2.2 工程材料的分类与结构 2.2.1 金属材料 设

33、计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 4646 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类与结构 2.2.1 金属材料 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 4747 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类与结构 2.2.1 金属材料 （六）铝及其合金（六）铝及其合金 2 2. .铝合金铝合金 铝与Si、Cu、Mg、Mn、Zn等元素组成的合金，具有比纯铝较高的强度。 铝合金由于其质量较轻，在航空工业中得到了广泛应用，还可用于制造承 受较大载荷的结构件和机器零件。 铝合金分为变形铝合金变形铝合金和铸造铝合金铸造铝合金两类。变形铝合金经压力加工后， 制成板、管等型材，用于制造螺旋桨、螺栓、螺钉等；铸造铝合金一般用 于制造形状复杂、耐蚀的零件，如内燃机汽缸体、活塞等。 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 4848 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类与结构 2.2.1 金属材料 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 4949 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2 工程材料的分类与结构 2.2.1 金属材料 设计材料及加工工艺 第二章 工程材料的性能 5050 v第二章第二章 工程材料的性能工程材料的性能 2.2