有色金属及其合金.doc

第八章有色金属及其合金
(Non-ferrous metal and alloy)
教学目的:掌握铝合金、铜合金的强化机理及组织、性能特点;熟悉铝合金、铜
合金的表示方法;了解滑动轴承合金的组织性能特点。
本章重点:1、铝合金的强化机理及组织、性能特点
2、铜合金的强化机理及组织、性能特点
本章难点:铝合金、铜合金的强化机理
参考文献:1、戴起勋,金属材料学,化学工业出版社,2005
2、史美堂,金属材料及热处理,上海***,2001
3、史美堂,金属材料及热处理****题集与实验指导书,上海***,1997
专业词汇:non-ferrous metal; non-ferrous alloy; aluminum alloy; copper alloy;
deformation aluminum alloy; wrought copper alloy; wrought magnesium
alloy; cast aluminum alloy; cast copper alloy; cast magnesium alloy;
aging;
有色金属:除钢铁以外的所有金属统称为有色金属。
有色金属: a、轻金属:密度<, Al , Mg , Be, Li。
b、重金属:Pb,Cu,Ni,Hg。
c、贵金属:Au,Ag,Pt,Pd。
e、稀有金属:W,Mo,V,Ti,Nb,Zr,Ta。
f、放射性金属:Ra,U。
有色金属及其合金与钢铁相比,具有许多特性:
Al,Mg,Ti及其合金密度小。
Au,Cu,Ag及其合金导电性好。
Ni,Mo,Nb,Co及其合金耐高温。
Cr,Ni,Ti及合金具有优良的耐蚀性。
故有色金属及其合金的应用越来越多,在国民经济中占重要地位。如飞机制造业中,轻金属占总重量的95%,钢铁及其它材料占5%。近年来,汽车制造业中铝合金、镁合金的使用量越来越多,而镁合金在家电、信息产业的应用近年来急剧增长(年递增
20%)。镁合金是最轻的工程金属材料,具有高强度、导热性好、减震性好、电磁屏蔽能力强、加工性好(压铸表面质量高),易回收利用,属绿色环保材料。我国是镁资源大国,储量和原镁产量居首位,约占世界总量的三分之一以上,主要分布在西部地区,但长期以来,由于技术水平落后,镁只能作为初级产品低价出口,精加工产品却大量进口(以吨为单位出口,以克为单位进口)。钛及其合金不论在化学介质中,还是在海水或淡水中都有良好的抗腐蚀性。
铝及其合金
一、工业纯铝
1、铝的性质
具有面心立方晶格,无同素异构转变。
,约为铁的三分之一,~。
具有良好的导电、导热性,仅次于银、铜、金。
在大气中具有优良的抗腐蚀性(与氧亲和力大,能形成一层致密的氧化膜)。
具有高塑性、较低的强度 L04 % δ=45% σb=50MN/m2
2、纯铝的表示方法
L04 L03 L02 L0 L00 L1
4#高纯铝 3#高纯铝 2#高纯铝 1#工业高纯铝 2#工业高纯铝 1#工业纯铝
% % % % % %
L2 …… L7
2#工业纯铝 7#工业纯铝
98%
二、铝合金的成分、组织和性能特点
成分:纯铝的机械性能不高,为了提高铝的机械性能,在铝中加入Cu、Zn、Mg、Si、Mn、RE等元素制成铝合金。铝合金仍保持纯铝密度小,抗蚀好等特点,但机械性能高的多。
组织特点:合金元素在铝中的溶解度一般都是有限的,因此铝合金组织中除了形成铝基固溶体(
α)外,还有第二相(金属间化合物)出现。CuAl2 θ相; Mg2Si β相;Al2CuMg S相,二元铝合金状态图的基本形式为有限固溶体类性。
性能特点:
机械性能对比
低碳钢低合金钢高合金钢铸铁铝合金
相对密度
相对比强度极限
相对比屈服极限 ~
相对比刚度
三、铝合金的分类
根据合金元素的含量和加工工艺性能特点,铝合金分为:加工变形铝合金、铸造铝合金两大类。
A L 1 —变形铝合金
2—铸造铝合金
αβα+L C 3—不能热处理强化的铝合金
1 2 4—能热处理强化的铝合金
3 4 α+β

1、铸造铝合金
一般而言,具有共晶成分的合金具有优良的铸造性能。铸造铝合金为了保证足够的机械性能,并不完全都是共晶成分,只是合金元素含量较高,在8~25%