第六章 有色金属及其合金.ppt

1、第六章有色金属及其合金。在工业生产中，铁及其合金通常被称为黑色金属，而其他有色金属及其合金被称为有色金属。第1节铝和铝合金，1。铝和铝合金的性能特点纯铝具有银白色金属光泽、低密度(2.72)、低熔点(660.4)和优异的导电性和导热性。耐大气腐蚀，易于加工成型。它具有面心立方晶格，无同构变换，无磁性。机翼由铝合金制成，既有高强度又有纯铝的优良特性。铝合金中经常添加的元素主要有铜、锰、硅、镁、锌等。此外还有铬、镍、钛、锆等辅助元素。铝合金可分为锻造铝合金和铸造铝合金。变形铝合金可分为两种类型：可热处理强化和不可热处理强化。铝合金分类示意图。铝合金的分类一般来说，铝合金有有限的固溶共晶相图。3.铝

2、合金的热处理和淬火后获得过饱和单相固溶体组织的处理时效是指将过饱和固溶体加热到固溶体线以下一定温度以析出弥散强化相的热处理。可热处理强化变形铝合金的热处理方法：固溶处理和时效固溶处理是指将合金加热到固溶线以上，保持温度并在室温下时效，称为自然时效；加热老化被称为人工老化。时效强化的效果与加热温度和保温时间有关。当温度恒定时，老化时间延长，老化曲线出现峰值和峰值。当时间超过峰值时，析出相聚集长大，强度下降，这是过时效。当有效温度升高时，峰值强度降低，峰值出现时间提前。GB 3190-82中的老品牌仍可继续使用，表示方法为：防锈铝合金：LF系列号硬质铝合金：ly系列号超硬铝合金：LC系列号锻造铝合

3、金：ld系列号。常用的变形铝合金防锈铝合金主要有铝锰合金和铝镁合金。锰和镁的主要功能是卫星天线(LF2)，它提高了耐腐蚀性和塑性，并起到固溶强化的作用。防锈铝合金经锻造和退火后的显微组织为单相固溶体，具有良好的耐蚀性和焊接性，易变形，但切削性能差。它不能通过热处理来强化，所以加工硬化常用来提高它的强度。汽化器(LF21是换热管)。常用的铝锰合金是LF21(3A21)，它比纯铝具有更高的耐腐蚀性和强度。它用于制造油箱、油箱、管道、铆钉和其他需要弯曲和冲压的零件。常用的铝镁合金是LF5(5A05)，它比纯铝合金密度大，比铝小，比铝锰合金强度高。它广泛应用于航空工业，如制造管道、容器、铆钉和承受中等

4、载荷的零件。硬质铝合金主要是含少量锰的铝铜镁合金。它可以通过老化或变形得到加强。强度和硬度高，加工性能好，耐蚀性比防锈铝低。LY11 (2A11)和LY12 (2A12)等硬铝合金通常用于制造冲压件、模锻件和铆接零件，如螺旋桨、横梁、铆钉等。超硬铝合金是含有少量铬和锰的铝-锌-镁-铜合金。时效强化效果优于硬铝合金，硬铝合金热塑性好，但耐蚀性差。常用合金包括LC4 (7A04)和LC9 (7A09)，主要用于工作温度较低、应力较大的结构件，如飞机横梁、起落架等。飞机主起落架，锻造铝合金铝-铜-镁-硅系列合金具有良好的可锻性和较高的力学性能，并用于复杂形状的锻件和模锻件，如喷气发动机压气机叶轮、导

5、轮等。常用的铝铜镁铁镍耐热变形铝合金牌号有LD7 (2A70)、LD8(2A80)、LD9(2A90)等。用于制造工作温度为150-225的零件，如压气机叶片、超音速飞机蒙皮等。美国F-117隐形战斗机(其中，ZL102是一种含12%硅的铝硅二元合金，称为简单硅铝明。铝铜铸造铝合金具有良好的耐热性和高强度。然而，它的密度高，铸造性能差，耐腐蚀，其强度低于铝硅合金。气缸盖，常用代码有ZL201 (ZAlCu5Mn)、ZL203 (ZAlCu4)等。主要用于制造高温下工作的高强度零件，如内燃机气缸盖和汽车活塞。铝镁铸造铝合金耐蚀性好，强度高，密度小；但铸造性能差，耐热性低。常用代码有ZL301(Z

6、AlMg10)、ZL303(ZAlMg5Si1)等。主要用于制造形状简单、承受冲击载荷、在腐蚀性介质中工作的零件，如船舶配件、氨泵体等。鼓风机密封件等。(ZL102，301)，铝锌铸造铝合金具有良好的铸造性能，高强度，并可通过自然时效进行强化；然而，它的密度高，耐腐蚀性差。大型空气压缩机活塞(ZL401)，俗称ZL401(ZlZn11si7)、ZL402(ZlZn6 mg)等。主要用于制造形状复杂、应力较小的汽车、飞机和仪器零件。第3节铜和铜合金1。铜及铜合金的性能特点纯铜为紫红，故又称紫铜，具有面心立方晶格，无同构转变，无磁性。纯铜具有优异的导电性和导热性，在大气、淡水和冷凝水中具有良好的耐

7、腐蚀性。可塑性好。热轧铜合金经常添加锌、锡、铝、锰、镍、铁、铍、钛、锆、铬等。这不仅提高了强度，而且保持了纯铜的特性。铜合金分为三类：黄铜、青铜和白铜。黄铜以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。黄铜按化学成分可分为普通黄铜和特殊黄铜。根据工艺，它可以分为加工黄铜和铸造黄铜。普通黄铜铜和锌的二元合金被称为普通黄铜。普通黄铜的品牌是：H(黄色)代表铜的平均百分比，如H68。从铜锌合金的相图可以看出，黄铜有两种结构，即单相黄铜和两相黄铜。普通黄铜的显微组织和单相黄铜的塑性良好。常用品牌有H80、H70和H 68。适用于制造冷变形零件，如外壳、冷凝管等。双相黄铜具有良好的热塑性和高强度。常用品牌是H59

8、和H62。适用于制造受力零件，如垫圈、弹簧、导管、散热器等。特种黄铜在普通黄铜中加入铝、铁、硅、锰、铅、锡、镍等元素，形成特种黄铜。加工专用黄铜的牌号为：H(黄色)主加元素符号(锌除外)铜的平均百分比和主加元素的平均百分比，如HPb59-1。特种黄铜的强度和耐蚀性优于普通黄铜，铸造性能得到改善。常用品牌有HPb63-3、HAl60-1-1、HSn62-1、HFe59-1-1、ZCuZn38Mn2Pb2、ZCuZn16Si4等。主要用于船舶和化工零件，如冷凝管、齿轮、螺旋桨、轴承、衬套和阀体。青铜除黄铜和白铜外，其他铜合金统称为青铜。加工青铜器的等级为：Q主加元素符号及其平均百分比，以及其它元素

9、如QN4-3(含4%锡和3%锌)的平均百分比。常用的青铜包括锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜和铅青铜。1.锡青铜是一种以锡和元素为主的铜合金，锡含量一般为31.4%。锡青铜铸件流动性差、密度低、易漏，但体积收缩率在有色金属中最小。锡青铜具有良好的耐腐蚀性，在大气、海水和无机盐溶液中比纯铜和黄铜好，但在硫酸、盐酸和氨水中较差。常用品牌有QSn4-3、QSn6.5-0.4、ZCuSn10Pb1等。主要用于耐腐蚀轴承零件，如弹簧、轴承、齿轮轴、蜗轮、垫圈等。2.铝青铜是以铝为主要成分和元素的铜合金，铝含量为51.1%。大型水电设备中耐磨环的强度、硬度、耐磨性、耐热性和耐腐蚀性均高于黄铜和锡青铜，铸造性能良好它具有高强度、弹性极限、耐磨性、耐腐蚀性、良好的导电性、导热性、冷热加工和铸造性能，但价格较贵。铍青铜产品，常用品牌有QBe2、QBe1.7、QBe1.9等。用于精密弹簧、膜片、高速高压轴承、防爆工具、航海罗盘等重要弹性部件和耐磨部件。普通白铜是一种铜镍二元合金，具有较高的耐蚀性和抗腐蚀疲劳性，具有良好的冷热加工性能。普通铜级：镍在b中的平均百分比，如B5。常用品牌有B5和B19。精密机械、仪器零件、冷凝器、蒸馏器、热交换器等。用于在蒸汽和海水环境中工作的