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第八章有色金属及其合金
有色金属的性能特点
铝合金及其应用
轴承合金及其应用
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:除黑色金属(钢、铁)以外的所有金属。

重金属(密度>);Cu、Ni等。
轻金属(密度<);Al、Mg等。
贵重第八章有色金属及其合金
有色金属的性能特点
铝合金及其应用
轴承合金及其应用
整理课件
:除黑色金属(钢、铁)以外的所有金属。

重金属(密度>);Cu、Ni等。
轻金属(密度<);Al、Mg等。
贵重金属;Au、Ag、Pt等。
稀有金属;W、Ti、Ra、Nb等。
半金属;Si、Te、B等。
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3、有色金属性能及特点
力学性能:高的比强度(强度/密度);
物理性能:导电性、导热性、无磁性、形状记忆特性
化学性能:耐腐蚀
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第一节铝合金及其应用
知识要点
铝合金的强化方式
铝合金的分类及应用
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一、纯铝的性能特点及应用:
轻,密度低→配置铝合金
抗大气腐蚀→包覆材料
导电导热性好→导线、电容
加工性能好→包装材料
强度低→不能作为承受载荷的结构材料应用
具有面心立方晶格,无同素异构转变,无磁性。
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纯铝的牌号:四位字符(以1开头,第二位表示
纯铝的成分状况,第三、四位表示铝的质量分数
小数点后两位数。)
第二位A、B或0—9
A---原始纯铝,B---改型后
0---铝中杂质极限含量无特殊控制
1---9对一种或几种杂质极限含量有特殊控制
1A99
1070
1145
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二、铝合金:
向铝中加入合金元素→铝合金。
常加的合金元素:主:Cu,Mg,Si,Zn,Mn等;
微:Ti,Zr,Cr,B等;
作用:固溶强化和第二相强化
铝合金的分类
铝合金一般具有有限固溶型共晶相图。
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变形铝合金
(D以左)
铸造铝合金
(D以右)
不能热处理强化铝合金
能热处理强化铝合金
共晶点
合金元素
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2铝合金的强化方式
变形强化(加工硬化)对合金进行冷变形,能增加其内部的位错密度,阻碍位错运动,提高合金强度。这对不能进行热处理强化的铝合金提供了强化的途径和方法。
时效强化:(重点)可热处理强化铝合金。
变质处理(细晶强化):适合铸造铝合金在铝合金中添加微量元素细化组织提高铝合金力学性能(既提高强度又改善塑性)。
固溶强化:是指将合金加热到固溶线以上,保温并淬火后获得过饱和的单相固溶体组织的处理。
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硬铝——“懒”的发现
跟钢比起来,铝并不是特别的坚硬。但如果把它跟各种不同的元素练成合金,它就变得比较坚硬了。通过冷变形处理,铝合金的强度还能继续提高。这是途径之一。我们也知道,碳素钢经过加热,随后在水中激冷,即所谓淬火,就能提高它的硬度和强度。铝合金是否也能做类似的试验呢?
1906年,冶金工程师阿尔弗莱德维尔姆(1869-1937)在柏林——达勒姆国家材料检验所里曾研究过这个问题。他研究过一种铝合金,这种合金后来被称为硬铝而闻名世界。%的铜。%到1%%的锰。维尔姆做了一系列的试验,把类似的合金加热到快要熔化的程度,紧接着使它激冷,但它的强度并不比原来大多少。维尔姆又一次交待一个试验员检验用上述热处理的试样。这天是星期六,天气特别好,这位试验员想准时下班,便决定把试验拖到下一个星期进行。到了星期一,人们发现试样合金的强度高得异乎寻常。现在人们知道,坚铝经过热处理,再进行时效作用后就变得更坚硬了。人们称这种处理叫做时效硬化。后来人们还研制出了其他一些合金,这些合金也是通过失效硬化而具有更高强度的。
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维尔姆的发现,对硬铝在飞机制造工业上的应用具有重大的意义,因为没有其它的金属材料能比得上经过时效硬化的硬铝所具有的比重小而强度大的特性。
背景资料:
1906年德国Duralumin首次发现。
1910年德国A·Welmer发明并获专利。
1916年用于制造飞机。
1938年建立相关学说。
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时效强化:是指将过饱和的固溶体加热到固溶线以下某温度保温,以析出弥散强化相的热处理。
铝合金淬火后在室温或者较低温度下加热保温一段时间,随时间延长其强度硬度显著增加的现象。
时效强化的步骤:
固溶处理(淬火)时效
得到过饱和的相
过饱和相中析出强化相
自然时效
人工时效
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时效曲线
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铝合金的固溶时效强化处理与钢的淬火、回火处理不同。
钢淬火伴随相变,得到含碳过饱和的马氏体组
织,强度、硬度显著升高而塑性韧性急剧下降,回火后马氏体分解,强度硬度下降,塑性韧性提高。
铝合金的固溶时效强化处理虽也要进行淬火,得到过饱和固溶体,但强度、硬度并不高,而塑性、韧