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第六章有色金属概述黑色金属:包括铁、铬、锰及其合金。有色金属:除黑色金属(Fe,Cr,Mn)以外的金属,称为有色金属或非铁金属。
铝、钛、镁等金属的密度小,分别为2.7g/cm3、4.5g/cm3和1.74g/cm3,因此,这几种金属被称为轻金属,其相应的合金称为轻合金。
轻合金具有密度小、比强度高、比刚度大、耐热、耐腐蚀、良好的导电性、导热性等特点,在航空、航天领域的应用十分广泛。铝为银白色而具光泽的金属,为地壳中含量最高的金属元素。铝是一种密度小、抗腐蚀的结构材料,通过合金化可以使其强化。6.1铝及铝合金6.1.1工业纯铝1.纯铝特性:1)密度小,只有2.7g/cm3,仅为钢铁之三分之一,熔点低,660℃。2)为面心立方晶格,塑性很好,δ=35~40%,强度低,σb=80~100Mpa,硬度很低,不能通过热处理强化。3)导电性,导热性好,仅次于银、铜,铝之导电率为铜的60%,但重量亦仅为铜之三分之一。4)良好的耐蚀性。2.用途纯铝除了是炼制铝合金的主要原料外,在航空上还用于作导线、隔热铝箔等。纯铝不用于结构件,纯铝铆钉剪切强度低,用于飞机非结构件的连接。3.纯铝牌号:航空上通常采用美国铝业协会(AA)标准。美国牌号用1×××作为纯铝的牌号1
×
××①②③①表示主要元素(AL)②表示受控杂质的个数③表示含铝量(99+0.××%)例如,1030的含铝量为99.30%。1130,1230,1330分别表示为对其1个、2个、3个杂质含量分别予以单独控制。6.1.2铝合金的分类及牌号按加工工艺不同:变形铝合金铸造铝合金。1变形铝合金的牌号航空上通常采用美国铝业协会(AA)标准,铝或铝合金的牌号用四位数字表示。见表6-12美国铝合金的牌号航空上通常采用美国铝业协会(AA)标准。铝或铝合金的牌号用四位数表示,第一位数表示铝或铝合金的类型。
2∽8
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××①②③①表示主要合金元素②表示对原来合金的改进次数,中国牌号为字母③表示合金的编号1×××工业纯铝铝之外成分不超过1%2×××铝铜合金,以铜为主要合金元素的铝合金。例如2024、2017、2117、2224、2324、2524等硬铝合金。3×××铝锰合金,以锰为主要合金元素的铝合金。例如3003防锈铝合金。4×××铝硅合金,以硅为主要合金元素的铝合金,焊接性好。5×××铝镁合金,以镁为主要合金元素的铝合金。例如5052铝合金。6×××铝硅镁合金,镁和硅为主要合金元素的铝合金。例如6061锻铝合金。7×××铝锌合金,以锌为主要合金元素的铝合金。例如7075铝合金。8×××其它系列,以其它合金元素为主要合金元素的铝合金。9×××备用系列3铸造铝合金的牌号
铸造铝合金用汉语拼音字母加数字“
ZL1××”~“ZL4××”表示其中“ZL”表示铸造铝合金。字母ZL之后的一位数字代表不同的主要合金元素ZL1××为铝硅合金,ZL2××为铝铜合金ZL3××为铝镁合金,ZL4××为铝锌合金。最后两位数字没有特殊意义,仅用来识别同一组中的不同合金,有时在这两位数字后面还有一位字母,表示是对该合金的改型。6.1.3变形铝合金1变形铝合金的热处理1)分类不可热处理强化的铝合金:防锈铝(按抗蚀性能分)可以热处理强化的铝合金:硬铝、超硬铝、锻铝(按力学性能分)Wroughtaluminumalloy:以压力加工方法生产的铝合金强度较高、比强度大且适宜于塑性成形的铝合金2.变形铝合金的热处理方法
铝合金常用的热处理方法:1)退火2)固溶处理(操作过程与淬火相同)3)时效(操作过程与回火相同)退火:软化处理,获得稳定组织或优良的工艺塑性。固溶处理+时效:强化处理,提高强度性能。1)退火铝合金退火的目的:降低强度、硬度,提高起塑性,便于加工。通常有完全退火和不完全退火。完全退火:获得最大的成型性,以便随后进行变形量较大的成型工艺。不完全退火:部分消除加工硬化效应,以便随后进行变形量较小的成型工艺。2)铝合金的固溶处理(淬火处理)目的:获得过饱和的铝基固溶体,为了得到良好的塑性及随后的时效来提高它的强度和硬度。固溶处理原理与钢不同,将铝合金加热到规定温度,并保温至规定时间(让金属化合物全部溶入固溶体中),再将铝合金在冷却剂中快速冷却(使金属化合物来不及析出),铝合金淬火后得到是过饱和、不稳定的固溶体,强度、硬度不高,而塑性很好,所以称为固溶处理。以Al-Cu合金为例:Cu在α固溶体中的溶解度室温时最大为0.5%Cu,加热到548℃时极限溶解度为5.65%Cu,将含4%Cu的Al-Cu合金加热到550℃保温一段时间后,在水中快冷时,强化相CuAl2来不及析出,在室温下得到过饱和α固溶体;其强度为σb≈250Mpa(未淬火时σb≈200MPa)。固溶处理得到的过饱和α固溶体不稳定,有分解出强化相过渡到稳定状态的倾向。3)时效或时效硬化
铝合金固溶处理后强度硬度较小,但固溶处理后在一定温度下,放置一段时间,强度和硬度明显提高。这种现象称为时效或时效硬化现象。原因:是随着时间的增加,强化相从过饱和α固溶体中缓慢析出,使强度和硬度明显提高。根据时效温度的不同,分为自然时效、人工时效和过时效。自然时效:淬火处理后室温下自发强化。人工时效:淬火后在烘箱内加热到一定温度并保温一定时间。过时效:时效温度过高,或在一定温度下时效时间过长,不能得到最高强度和硬度的时效。超硬铝合金进行过时效处理的目的是改善耐应力腐蚀或晶间腐蚀的性能。3铝合金的基本状态1)铝合金热处理状态表示法O—可热处理强化和不可热处理强化铝合金的退火状态。F—铝合金处在制造状态(对热处理未加控制,自由加工状态),对于铸铝表示材料处于铸造状态。T—与其后面的数字表示可热处理强化铝合金的热处理状态。-T3:固溶热处理后冷作硬化和自然时效。只有供货厂提供的材料才有此状态。-T31:固溶热处理后通过矫平拉伸来冷作硬化,自然时效。2024铆钉是一种典型的应用。-T3511:固溶热处理,通过拉伸来消除内应力,并允许略加矫直,然后自然时效。应用于2024挤压型材。-T42:由用户进行固溶热处理和自然时效到基本稳定状态;适用于2024-O和6061-O铝合金。-T6:固溶热处理后人工时效,冷作产生的影响不大。-T62:由用户固溶热处理和随后人工时效。-T73:固溶热处理和过时效,适用于7XXX铝合金。航空公司可进行的热处理-T42,-T62,-T732)铝合金的应变硬化表示法
表示法:字母“H”和后面的1位或几位数表示不可热处理强化铝合金的强化处理状态。H1—冷加工达到所需尺寸产生应变硬化。第二位数表示硬化程度H12—1/4硬化H14—半硬化H16—3/4硬化H18—完全硬化H19—超硬化H2—冷加工应变硬化后,不完全退火。第二位数表示硬化程度,同H1的表示方法;H3—应变硬化,并进行消除内应力的稳定化处理3常用变形铝合金根据性能和用途,又分为:1)防锈铝2)硬铝3)超硬铝4)锻铝等耐蚀性好,有良好的塑性和焊接性。不能热处理强化,可通过冷作硬化来提高强度和硬度。主要有Al-Mn系和Al-Mg系防锈铝。
Al-Mn系:有少量锰,强度很低,仅限飞机非结构件,如小的整流罩。
Al-Mg系:有少量镁和铬,强度较低,应变硬化后强度可达280Mpa左右,不作结构件,仅限于非结构件,如:飞机油箱,防锈蒙皮,液压管,铆钉(5056-H32)等。1)防锈铝2)硬铝(Al-Cu-Mg系)
合金通过固溶处理与时效强化,具有较高的强度,较高的抗疲劳性能和断裂韧性,裂纹扩展速率较低。2024是硬铝的最典型代表,其性能随状态而有明显区别,-T3、-T4状态具有高韧性,-T6、-T8状态则有较好的强度、抗腐蚀性能。冰箱铆钉:使用前应经固溶处理,淬火后放在冰箱内冷冻保存(延迟时效硬化),使用时从冰箱中取出,如2024-T4,2017-T4,具有高的剪切强度,用在受力大的部位。2024-T4铆钉在铆后11小时只具有其一半的剪切强度,约4天后达到最高。外场铆钉2117-T3:即时可用,具有较高的剪切强度和良好的耐腐蚀性。3)超硬铝(Al-Mg-Zn-Cu系)
主要是通过固溶处理与时效强化,提高强度,属于强度最高的铝合金系列。7A09是最典型代表。4)锻铝(Al-Mg-Si-Cu系)
热塑性好,韧性高,适合锻造。其中6061是最典型代表,具有广泛的用途。6.1.4铸造铝合金(castaluminumalloy)定义:用来直接浇铸各种形状的机械零件的铝合金。特点:流动性好,但塑性差。1.Al-Si系通常称铝硅明。
ZL102有优良的铸造性能,强度较低(≈600Mpa),适合形状复杂受力很小的零件。如仪表壳体。ZL107我国常用的铝活塞材料。2.Al-Cu系
ZL201是铸铝中强度最高的铝合金,300℃下仍能保持较高强度,铸造性能和抗蚀性差,用于300℃下工作的形状简单的铸件,如活塞。3.Al-Mg系
ZL301强度高,铸造性能不好,抗蚀性好。4.Al-Zn系
ZL401强度较高,铸造性能好,抗蚀性差。国外航空航天最常用的两个铸造铝合金为A201-T7和A357-T6。A201所含的主要合金元素是铜,是一种高强度、可热处理的铸造铝合金。-T7状态为过时效状态,具有高强度、中等延展性、最佳抗应力腐蚀开裂性能。A357是可热处理的铝-硅-镁合金,一般用于永久形铸件与优质铸件,具有优良的铸造性能。6.1.5铝合金在飞机上的应用
铝合金在飞机上应用广泛。见附表.1791年,英国化学家格雷戈尔研究钛铁矿和金红石时发现了钛1795年,德国化学家克拉普罗特发现了粉末状的二氧化钛1910年,美国化学家亨特第一次制得纯度达99.9%的金属钛钛在地壳中的丰度占第七位,0.42%金属占第四位(铝、铁、镁、钛)在宇宙火箭和导弹中,已大量用钛代替钢铁。极细的钛粉,还是火箭的好燃料,所以钛被誉为宇宙金属,空间金属。6.2钛及钛合金含有少量Fe、C、O、N、H等杂质,钛含量不低于98.5%(质量分数)的致密金属钛。钛是银白色的金属,密度小、耐蚀性好、耐热性高、比刚度和比强度高、焊接性能好等,而且地壳中含量丰富6.2.1工业纯钛的基本特性(1).密度为4.5g/cm3,介于钢和铝之间。钛的硬度与钢铁差不多,而它的重量只有同体积钢铁的一半钛虽然比铝重,而它的硬度却比铝大2倍。⑵导热系数小:钛的导热系数小,是低碳钢的五分之一,铜的二十五分之一。⑶无磁性,无毒:钛是无磁性金属,在很大的磁场中不被磁化,无毒且与人体组织及血液有很好的相容性(人工关节材料)。⑷耐热性佳:因熔点高,使得钛被列为耐高温金属。⑸耐低温:可在低温下保持良好的韧性及塑性,是低温容器的理想材料。⑹耐蚀性佳:在空气中或含氧的介质中,钛表面生成一层致密的、附著力强、惰性大的氧化膜,保护钛基体不被腐蚀。⑺超导特性:当温度低于0.49K时,钛呈现超导特性,经过适当合金化,超导温度可提高到9~10K。⑻熔点高:1668℃,具有较高的热强度。⑼同素异构转变钛元素在882.5℃发生同素异构转变。在882.5℃以下为密排六方晶格的α-Ti,882.5℃以上为体心立方晶格的β-Ti。
α-Ti←882.5℃→β-Ti(<882.5℃密排六方结构)(>882.5℃体心立方结构)
α-Ti具有良好塑性,但σs、σb接近,σs~
σb=0.7~0.9,弹性模量E值小,压力加工性能不如钢。⑽牌号:按杂质含量分三个等级TA1,TA2,TA3;TA为α型钛合金的代号,数字表示合金的序号。随着序号增大,钛的纯度降低,抗拉强度提高,塑性下降。(Ti-35A杂质极微,Ti-50A杂质微,Ti-65A杂质微)。1、钛可进行锻造、轧制、挤压、冲压等各种压力加工.原则上加热钢材所采用的设备都可以用于钛材加热,绝不允许使用氢气加热。2、钛的屈强比(σ0.2/σb)较高,一般在0.70~0.95之间,变形抗力大,而钛的弹性模量相对较低,因此钛材在加工成型时比较困难。3、纯钛只能冷变形强化。当变形程度大于30%以后,强度增加缓慢,塑性不再明显降低。4、纯钛具有良好的焊接性能,焊缝强度、延性和抗蚀性与母材相差不多。为防止焊接时的污染,须采用钨极氩气保护焊。5、钛的切削加工比较困难,主要原因是钛的摩擦系数大,导热性差,热量主要集中在刀尖上,使刀尖很快软化。纯钛工艺性能纯钛的热处理:再结晶退火(540~700℃)和去应力退火(450~600℃),退火后均采用空冷。杂质元素对钛性能的影响杂质元素主要有氧、氮、碳、氢、铁和硅。前四种属间隙型元素,后二种属置换型元素,可以固溶在α相或β相中,也可以化合物形式存在。钛的硬度对间隙型杂质元素很敏感,杂质含量愈多,钛的硬度就愈高。6.2.2钛合金一、钛的合金化及分类
以钛为基础,加入一种或几种其它元素构成的合金,称为钛合金。
加入钛中的合金元素(Al,V,Sn,Mo等)起固溶强化作用,溶入α-Ti形成α固溶体,溶入β-Ti形成β固溶体。钛合金中合金元素的作用:⑴固溶强化:提高室温强度最显著的元素为铁、锰,铬、硅;其次为铝、钼、钒;而锆、锡、钽、铌强化效果差。⑵稳定α相或β相:合金元素提高或降低相变点。⑶增强热处理强化:添加β稳定元素,增加合金淬透性。⑷铝、锡有防止ω相形成作用,稀土可抑制α2相析出,β同晶元素有阻制β相共析分解的作用。⑸改善合金的耐热性:加铝、硅、锆,稀士等。⑹提高合金的耐蚀性和扩大钝化范围:加钯、钌、铂,钼等。钛合金-合金元素合金元素α稳定元素β稳定元素中性元素间隙元素置换元素间隙元素置换元素置换元素C、N、OAl、GaZr、Sn、Hf、Ge、Ce、La、MgHβ同晶元素β共析元素V、Nb、Mo、Ta慢速分解快速分解Cr、Mn、Fe、CoSi、Cu、Ag、Ni、Y、W、B根据使用状态的组织,钛合金分为三类牌号分别以TA、TB、TC加上编号来表示。1.α型钛合金,如TA4(Ti-3Al);TA7(Ti-5Al-2.5Sn)。2.β型钛合金,如TB1(Ti-3Al-8Mo-11Cr);TB2(Ti-5Mo-5V-8Cr-3Al)。3.α+β型钛合金,如TC4(Ti-6Al-4V);TC10(Ti-6Al-6V-2Sn)。二、钛合金的热处理1.消除内应力的热处理对构件加温,在525℃下保温6小时后空冷。处理后,表面会起皮或色泽发暗,可把构件浸在酸性溶液中进行酸洗(10~20%硝酸+1~3%氟氢酸,温度为室温或稍高)。2.完全退火将构件加热到538℃~900℃,保温16分钟至数小时(取决于构件厚度和冷加工量)后空冷。处理后构件表面出现的起皮现象,可进行碱性清洗。完全退火后,韧性和延展性提高,改善了机加性能。三、钛合金的主要性质优点:1.比强度高:其强度一般为600~1110Mpa,最高强度可达1500Mpa,具有比各种合金都高的比强度,这是它作为航空材料的主要原因。2.热强度高:熔点高,再结晶温度也高,具有较高的热强度,能在600℃下长期工作,可向800~900℃高温发展,可与耐热钢相媲美。3.抗蚀性好:在表面形成一层致密、牢固的TiO2膜,能抵抗大气的腐蚀,海水中抗蚀性仅次于铂,在高温下仍具有良好的耐蚀性,耐蚀性超过不锈钢。缺点:1.工艺性能差,导热性小,摩擦系数大,切削加工异常困难,切削加工性差。2.高温易吸收氢、氧等而变脆,所以热加工只能在真空或保护气氛中进行。3.耐磨性差。4.生产工艺复杂,成本较高。三、常用钛合金钛合金一般分为三大类:α型钛合金(牌号:TA*,TA1~TA3为工业纯钛)β型钛合金(牌号:TB*)α+β型钛合金(牌号:TC*)1.α型钛合金α型钛合金的主要合金元素是铝还有中性元素锡和锆。其中铝大大地使合金强化。α型钛合金不能热处理强化,只能退火状态下使用。α型钛合金在室温下本质上只有一单相存在,这点与纯钛相近的。α型钛合金室温强度不高,组织稳定,抗氧化性好,具有良好焊接性好、低温韧性和高温持久强度(高于β型和α+β型)。用于飞机上受力不大的板材或管材结构件。2.β型钛合金室温下基本上是单一的β相,可热处理强化,时效硬化后达到高的强度水平,甚至可代替超高强度钢。时效状态的β型钛合金,具有所需的高强度和可以被承受的低的断裂韧性。退火状态的β型钛合金,具有优良的冲压性能、中等强度和所需的断裂韧性。但合金化复杂,组织不稳定,耐热性不高。TB1,TB2钛合金应用较少,常用于250℃以下长期工作或350℃以下短时工作;主要应用于压气机叶片、轴、轮盘等重载荷旋转件,成形性好的飞机构件或紧固件。3.α+β型钛合金兼有α、β型钛合金的优点,通过热处理可以进一步强化。热强度高,塑性好,便于成形,大多数焊接性能不好。α+β型钛合金应用很广泛。其中Ti-6Al-4V(TC4)是使用最多的钛合金,综合性能好的多用途钛合金。淬火时效后,其强度σb≈1110Mpa。退火状态下,σb≈950MPa,最高工作温度400℃,用于制造飞机压气机盘、叶片及飞机构件等,如应用在MD-82机身尾段吊挂处蒙皮(退火状态)、肋(退火状态)、后梁(退火状态);B737-700水平尾翼与机身连接的接头;B747主起落支撑梁模锻件,重1724Kg。6.2.2钛合金的应用
表6-5列出了钛合金在航空航天领域的部分应用情况。钛合金泵美F-22战机约36%重量的零件用钛合金制造4钛合金的应用钛钢复合反应釜钛管换热器钛制蒸馏塔纯钛主要用于350℃以下工作、强度要求不高的零件,如石油化工用热交换器、反应器,海水净化装置及舰船零部件。4钛合金的应用钛合金氢泵诱导轮钛合金氢泵壳体钛合金卫星框架钛合金液下泵-Ti合金组织常用牌号有TA5、TA7等:主要用于制造500℃以下工作的零件,如飞机压气机叶片、导弹的燃料罐、超音速飞机的蜗轮机匣及飞船上的高压低温容器等。4钛合金的应用钛合金管钛合金管应用
型钛合金:TB2、TB3、TB4这类合金强度高,但冶炼工艺复杂,难于焊接,应用受到限制。主要用于350℃以下工作的结构件和紧固件,如飞机压气机叶片、轴、弹簧、轮盘等。4钛合金的应用钛合金棒β钛合金眼镜架钛离心泵4钛合金的应用钛合金列管式换热器
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型钛合金可进行热处理强化,强度高,塑性好,具有良好的热强性、耐蚀性和低温韧性。
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型钛合金主要用于制造400℃以下工作的飞机压气机叶片、火箭发动机外壳、火箭和导弹的液氢燃料箱部件及舰船耐压壳体等.
4钛合金的应用α+β钛合金组织α+β钛合金组织(电镜)4钛合金的应用
生物医用材料飞机压气机叶片4钛合金的应用6.3镁及镁合金
镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一,我国是世界上著名的产镁大国,镁是重要的合金元素,世界上镁的最大消费领域是作铝合金添加元素。
镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料,但与铝合金和钛合金相比,镁合金的应用很有限,主要是镁合金的耐蚀性较差;高温强度、蠕变性能较低,限制了镁合金在高温(150~350℃)场合的应用。一、纯镁特性1.密度为1.74g/cm3,熔点为651℃,压铸成型性能好。2.镁属密排六方晶格,故室温和低温塑性较低,当温度提高到150~225℃时,塑性较好,能进行各种形式的热变形加工。3.强度低,铸态时σb≈115Mpa,冷变形状态时σb≈200Mpa;镁的化学活性很强,在空气中容易氧化,特别是在高温下,若氧化反应放出的热量不能及时发散,则容易引起燃烧。
二、镁合金性能
1.比强度高于铝合金和钢,比刚度与铝合金、超高强度钢相当。
2.减振性好,弹性模量小,如可作飞机起落架轮毂材料。
3.塑性差,不宜作冲压零件。
4.切削性很好。
5.抗腐蚀性差,防止电化学腐蚀。三、镁合金分类及牌号1、纯镁中加入Al、Zn、Mn、Zr及稀土等元素,制成镁合金。2、Mg-Mn系、Mg-Al-Zn系、Mg-Zn-Zr系和Mg-RE-Zr系等合金系。3、分为变形镁合金和铸造镁合金。变形镁合金:MB+顺序号。铸造镁合金:ZM+顺序号。牌号抗拉强度(Mpa)伸长率%用途ZM12355飞机轮毂、支架等抗冲击件ZM21852.5200℃以下工作的发动机零件等ZM31181.5高温高压下工作的发动机匣等ZM52255机舱隔框、增压机匣等高载荷零件MB12108形状简单受力不大的耐蚀零件MB225020飞机蒙皮、壁板及耐蚀零件MB82607形状复杂的锻件和模锻件MB153359室温下承受大载荷的零件,如机翼等镁及镁合金的应用
航空航天工业、军工领域、交通领域(包括汽车工业、飞机工业、摩托车工业、自行车工业等)、3C领域等。镁合金的特点可满足于航空航天等高科技领域对轻质材料吸噪、减震、防辐射的要求,可大大改善飞行器的气体动力学性能和明显减轻结构重量。从20世纪40年代开始,镁合金首先在航空航天部门得到了优先应用。
B-36重型轰炸机每架用4086kg镁合金簿板;洛克希德F-80喷气式歼击机镁板机翼,使结构零件从47758个减少到16050个;“大力神”火箭使用了600kg的变形镁合金;“季斯卡维列尔”卫星中使用了675kg的变形镁合金;直径约1米的“维热尔”火箭壳体是用镁合金挤压管材制造的。我国的歼击机、轰炸机、直升机、运输机、民用机、机载雷达、地空导弹、运载火箭、人造卫星、飞船上均选用了镁合金构件:一个型号的飞机最多选用了300-400项镁合金构件;一个零件的重量最重近300kg;一个构件的最大尺寸达2m多。在军工方面需要镁合金板材以提高结构件强度,减轻装备重量,提高武器命中率。6.3.2变形镁合金航空中用的较多的变形镁合金是MB15,属Mg-Zn-Zr系合金,MB15是可热处理强化的高强度变形镁合金。CompanyLogo
该合金室温强度高,室温拉伸强度、屈服强度、塑性、韧性均优于其它镁合金,综合性能好。具有良好的热塑性变形能力(热加工变形后在空气中冷却相当于淬火)、切削性、耐腐蚀性能,但焊接性能差。可用于制造150℃温度下工作的受力构件,是生产和应用历史较久的合金之一,是国内外广泛用于宇航的结构材料。6.3.3铸造镁合金
ZM1属Mg-Zn-Zr系,是铸造合金中强度和屈服强度最高的一种合金,抗蚀性良好,铸造工艺性能差。在ZM1基础上加稀土之素(Re)得到ZM2、ZM8,铸造性能提高了,但强度、塑性下降,适合铸造170~200℃工作的发动机机匣,整流舱,电机壳体等。CompanyLogo
ZM5属Mg-Al-Zn系,含Al量较高,能热处理强化(淬火+人工时效)。具有高的比强度、良好的铸造性能,可以焊接。该合金应用广泛,可用于制造飞机、发动机、仪表等承受较高的载荷的结构体或壳体等。CompanyLogo6.3.4镁合金的应用领域
镁合金作为目前密度最小的金属结构材料之一,广泛应用于航空航天工业。镁合金的特点可满足于航空航天等高科技领域对轻质材料吸噪、减震、防辐射的要求,可大大改善飞行器的气体动力学性能和明显减轻结构重量。从20世纪40年代开始,镁合金首先在航空航天部门得到了优先应用。CompanyLogo
随着镁合金生产技术和性能的改进,镁合金在航空航天和领域上的应用会有上升的趋势。在航空航天方面用作飞机的起落架,舱门,连杆机构,壁板,加强框,隔框,舱面,副翼蒙皮,战术航空导弹舱段等,尤其是密度最小的Mg-Li合金,兼有强度,韧性和可塑性,倍受航空航天业的青睐。CompanyLogo6.4铜及铜合金
铜是最古老的金属,我国有丰富的铜资源,也是最早使用铜合金的国家。CompanyLogo
6.4.1纯铜的特点
外观呈紫色,又称紫铜。1.密度为8.9g/cm3,熔点为1083℃。
2.具有很高的导电性、导热性,仅次于银。3.具有良好的耐蚀性(指在大气、淡水、海水中及非氧性酸性类介质中耐蚀的金属本质)。但纯铜及合金与其它金属接触时能产生接触腐蚀,因此,许多铜及合金在使用时应进行表面处理。
4.具有抗磁性,可制造具有抗磁干扰的罗盘、航空仪器等。
5.为面心立方晶格,强度低,退火状态:σb=250~270MPa;塑性很好,δ=30~45%;良好的延展性,易于冷、热加工。CompanyLogo
工业纯铜,有T1,T2,T3,T4四种牌号,序号越大,纯度越差。
注意与T8、T10的区别CompanyLogo6.4.2铜合金的特点和应用
按制造工艺可分为变形合金和铸造合金两大类。除了高锡、高铅、高锰等专用的铸造铜合金外,大部分铜合金既可作变形合金也可作铸造合金。CompanyLogo
一、黄铜以锌为主要合金元素的铜合金,称为黄铜。黄铜一般含60~95%铜,不能热处理强化,退火状态下使用,表面处理采用酸洗和钝化。CompanyLogo
只含锌的黄铜称为普通黄铜,常用的牌号有H80,H70,H68等(数字为铜含量的百分比)。H70,H68又称三七黄铜,常作弹壳,故又称“弹壳黄铜”。
其他黄铜的牌号按合金元素列出,并给出铜以外元素的百分比。铸造黄铜则在牌号前面加字母Z
如:硅黄铜ZCuZn16Si4,是最常见的铸造黄铜合金。属Cu-Zn-Si系的铸造复杂黄铜。CompanyLogo
二、青铜铜与除锌以外的元素组成的铜合金,称为青铜。CompanyLogo
青铜的牌号变形青铜合金Q+
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