材料基础第二章

材料基础第二章材料与加工1第一页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工2第一篇金属材料及其加工工艺第二页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工3第二章有色金属材料第三页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工4有色金属材料黑色金属

铁和铁为基的合金（钢、铸铁和铁合金）；有色金属

包括黑色金属以外的所有金属及其合金。第四页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工5分类轻金属：ρ≤4.5g/cm3Al、Mg、K、Na、Ca、Ti重金属：ρ＞4.5g/cm3Cu、Zn、Ni、Sn、Pb、Co贵金属：Au、Ag、Pt、Rh、Pd稀有金属：Ti、W、V、Nb、Mo、Y放射性金属：Ra、U、Th半金属：Ge、Si、B第五页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工6第一节铝及其合金第六页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工71铝及其合金的特点(1)密度小、比强度高：

ρAl

=2.7g/cm3

(2)有优良的物理、化学性能

导电性好，仅次于银、铜和金

抗大气腐蚀能力强，磁化率极低，接近于非铁磁性材料。(3)加工性能良好第七页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工82纯铝2.1特性银白色，熔点：660℃良好的导电、导热性、良好的抗大气腐蚀性能面心立方晶格、无同素异构转变、无磁性塑性好、强度不高。优良的工艺性能第八页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工92纯铝2.2铝中的杂质：Fe、Si2.3分类高纯铝：99.93～99.99%，牌号L01、L02、L03、L04工业高纯铝：98.85～99.9%，牌号L0、L00工业纯铝：98.0～99.0%，牌号L1、L2、L3、L4、L5

第九页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工103铝合金较高的强度，良好的加工性能。3.1分类根据成分及工艺特点变形铝合金铸造铝合金第十页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工113.2铝合金的时效强化

在固溶处理后的合金在室温或低温加热下保温一段时间，随时间延长，其强度、硬度显著升高而塑性降低的现象。自然时效：室温人工时效：低温加热第十一页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工123.3变形铝合金变形铝合金的主要牌号、成分、机械性能及用途防锈铝合金硬铝合金超硬铝合金锻铝合金第十二页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工133.3变形铝合金（1）防锈铝合金Mn：提高抗蚀能力固溶强化（比纯铝好）Mg：固溶强化，降低密度（比纯铝轻）牌号：LF21——Al-Mn合金

LF5、LF11——Al-Mg合金第十三页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工143.3变形铝合金（2）硬铝合金Al-Cu-Mg系合金,少量Mn。通过时效强化提铝合金强度,但耐蚀性不高。

低合金硬铝LY1、LY10标准硬铝LY11高合金硬铝LY12、LY6第十四页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工15硬铝合金应用第十五页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工16硬铝合金应用飞机翼梁(腹板为硬铝合金)第十六页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工173.3变形铝合金（3）超硬铝合金Al-Mg-Zn-Cu系合金,少量Cr、Mn

通过时效强化和形成的强化相,使铝合金达到最高的硬度和强度。但耐蚀性较差。LC4、LC第十七页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工18超硬铝合金应用第十八页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工193.3变形铝合金（4）锻铝合金Al-Mg-Si-Cu系合金：具有良好的热塑性,通过固溶处理和人工时效来提高铝合金的力学性能。

LD2、LD5、LD6、LD10Al-Cu-Mg-Ni-Fe系合金：LD7、LD8、LD9第十九页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工20锻铝合金应用压气机叶片第二十页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工213.3变形铝合金（5）铝锂合金优点：密度低、比强度高、比刚度大、疲劳性能良好、耐蚀性及耐热性高。应用：飞机构件、火箭和导弹的壳体、燃料箱。第二十一页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工223.4铸造铝合金铸造铝合金的主要牌号、成分、机械性能及用途牌号：ZL101铸铝1：表示系列01：合金顺序号第二十二页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工233.4铸造铝合金（1）Al-Si铸造铝合金(硅铝明)（ZL101~ZL111）简单硅铝明：ZL102：特殊硅铝明：ZL101、ZL104：少量MgZL107、ZL108、ZL109：少量Cu。第二十三页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工24Al-Si铸造铝合金应用活塞(裙部为铝硅合金)第二十四页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工253.4铸造铝合金

（2）Al-Cu铸造铝合金

ZL201、ZL202、ZL203

有较高的强度、塑性及耐热性,但铸造性能和耐蚀性较差。汽缸头第二十五页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工263.4铸造铝合金（3）Al-Mg铸造铝合金ZL301、ZL302

有较高的强度、韧性及耐蚀性,但铸造性能和耐热性较差。鼓风机用密封件(ZL102)及抗空架件(ZL301)第二十六页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工273.4铸造铝合金（4）Al-Zn铸造铝合金

ZL401、ZL402

具有良好的铸造性,经变质处理和时效处理后,强度高,但耐蚀性差。

大型空压机活塞(ZL401)第二十七页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工28柠檬榨汁机第二十八页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工29第二十九页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工30第三十页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工31第三十一页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工32第三十二页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工33第三十三页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工34第三十四页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工35第三十五页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工36第三十六页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工37第三十七页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工38第三十八页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工39第二节铜及其合金第三十九页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工401铜及其合金的特殊性能优异的物理、化学性能；色泽美观，装饰性强；有一定的机械强度；良好的加工性能。第四十页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工412纯铜（紫铜）1.1纯铜的特性：ρCu=8.94g/cm3熔点：1083℃无同素异构转变、无磁性极佳的导电、导热性能（仅次于Ag）较高的塑性和耐腐蚀性、强度硬度低第四十一页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工422纯铜（紫铜）1.2工业纯铜的牌号和用途紫铜加工产品的牌号、成分及用途

牌号：T1、T2、T3、T4第四十二页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工433铜合金黄铜：Cu-Zn白铜：Cu-Ni青铜：除黄铜和白铜外的所有铜合金。第四十三页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工443铜合金3.1黄铜以Zn为主要合金元素的铜合金。特点：色泽美观熔点低铸造性能好第四十四页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工453.1黄铜分类：普通黄铜：Cu-Zn二元合金，H+数字（含铜量）复杂黄铜或特殊黄铜第四十五页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工463.1黄铜（1）普通黄铜Cu-Zn二元合金，H+数字部分普通黄铜的牌号、成分、机械性能及用途平均含铜量H90：金奖黄铜H80、H70、H68：弹壳黄铜，塑性很好。H62、H59：日用黄铜。

第四十六页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工47普通黄铜应用法兰阀闸阀冷凝管第四十七页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工483.1黄铜（2）特殊黄铜

加入Si、Al、Sn、Pb、Mn特殊黄铜：H+主加元素符号+含铜量+主加元素含量如：HPb59-1铸造专用黄铜：Z+Cu+主加元素符号+主加元素含量如：ZCuZn38

第四十八页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工493铜合金3.2青铜Cu-Sn合金，Cu-Al、Cu-Be、Cu-Si、Cu-Pb锡青铜铝青铜铍青铜牌号：Q+主加元素符号+数字-数字主加元素含量其它元素含量第四十九页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工503.2青铜（1）锡青铜特点：青灰色抗蚀能力强耐磨性好第五十页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工51（1）锡青铜锡含量对加工性能有影响5%-7%：塑性好，适宜压力加工10%以上：塑性差、硬度高，铸造性能好，适宜铸造成型第五十一页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工523铜合金3.3白铜：

Cu-Ni合金特性：色白，质软有较好的强度和优良的塑性；抗蚀性很好；电阻率较高。B30、B19、B5、BZn15-20、BMn3-12、BMn40-1.5等。

第五十二页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工53第三节钛及其合金第五十三页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工541钛及其合金的特性密度小、质量轻比强度高耐高温、耐腐蚀良好低温韧性资源丰富加工条件复杂，成本较昂贵。第五十四页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工552纯钛2.1纯钛性能密度小，熔点高，导热性差。纯钛塑性好、强度低。钛在大气和海水中有优良的耐蚀性。抗氧化能力强。第五十五页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工562纯钛2.2晶体结构

>882.5℃：体心立方晶格,称β-Ti。≤882.5℃：密排六方晶格,称α-Ti。

冷却时在882.5℃发生同素异构转变:

β-Ti→α-Ti

第五十六页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工572纯钛2.3牌号及用途

TA1、TA2、TA3

纯钛可制作在350℃以下工作的、强度要求不高的零件。

第五十七页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工583钛合金3.1钛合金特性比强度高热强度高：工作温度可达550℃低温韧性好：-250℃仍具有良好韧性耐蚀性能好：在大气、海水及酸里的耐腐蚀性高于不锈钢压力加工和切削加工性能好、冶炼技术复杂第五十八页，共六十八页，2022年，8月28日材料与加工593钛合金3.2分类α钛合金

：TAβ