有色金属材料培训教材(ppt 37页)

② 呈面心立方晶格,无同素异构转变； ③纯铝强度、硬度低，塑性很高； ④化学性质活泼，表面易生成致密的氧化膜，具有良好抗蚀性 ； 2 、⑤工具业有纯优铝良的的牌工号艺性能,易于铸造,易于铸造,易于切削。
旧牌号：按纯度由高→底：L1、L2、L3…… 对应新牌号：为1070、1060、1050……
3、用途 主要制作导线、电器元件、散热片等。
①固溶强化
通过加入合金元素形成固溶体使 合金强度提高的现象，称为固溶强 化。
铜、镁、锰、硅、锌等元素具 有较大的固溶强化效果，是铝合金 的主加元素。
将含铜量在0.5～5.7%之间的铝 铜合金加热到固溶线以上后快冷， 所得的组织为α过饱和固溶体。
因合金溶质元子均匀分布，固溶体晶格畸变小，铝合金的固溶强 化效果并不明显，过饱和固溶体随时间增长会沉淀析出强化相，此 过程若在室温进行，叫自然时效（图9-3）；若加热在某一温度进行 ，叫人工时效（图9-4）。
§9.1.2 铝合金
铝中加入Si、Cu、Mg、Zn、Mn等元素制成合金 。 1、铝合金的分类
根据成分和工艺性能铝合金可分为: ① 变形铝合金：一般通过压力加工制成半成品或模锻件。 ② 铸造铝合金：一般用于铸成复杂的铸件。
相图分析：
1）D点以左的合金加 热后能形成单相固溶体， 其塑性好，适合压力加工 ，故称为形变铝合金。
《工程材料》 张建军 主编
西南大学工程技术学院
§9 有色金属材料
非铁金属（或称有色金属）是指含铁金属（或称黑色金属）之 外的其他金属材料，如铝及其合金、铜及其合金、钛及其合金等。
§9.1 铝及铝合金
§9.1.1 纯铝
1、工业纯铝的主要特性
① 具有银白色金属光泽，相对密度小(2.72),熔点低(660.4℃),沸 点高(2477℃),导电、导热性优良；
硬铝的耐蚀性差，通常（阳极化）包覆一层纯铝（称为包铝）。
3）超硬铝合金 属Al-Zn-Mg-Cu系，合金中的强化相作用强，抗拉 强度高。用于航空工业如飞机大梁、起落架。牌号7A09（LC9）。
4）锻铝合金 主要为Al-Mg-Si系，特点是强度高，热态下有良好的 塑性，用于形状复杂强度要求较高的零件如活塞、航空发动机零件 等。牌号如2A70（LD7）。
①铝硅合金 （硅铝明） 代号：ZL102（简单硅铝明Al—Si系）强度较低，铸造性能好，常
采用变质处理。用于形状复杂受力较小的零件； ZL101、 ZL103、ZL104、ZL111（特殊硅铝明Al—Si—Mg系）
强度较高。用作形状复杂强度低的气缸体、电动机壳体等。
②铝铜合金（耐热性好） 铸造承受中等载荷和形状简单的零件。
常用代号：ZL201、ZL202、ZL203等。
③铝镁合金（耐蚀性好） 力学性能、耐蚀性、切削加工性能好，铸 造、耐热性差。用于受冲击、和腐蚀介质中工作零件，舰船零件、 氨用泵体。
常用代号：ZL301、ZL302等。
④铝锌合金（铸造性好）经变质处理和时效强化后强度较高，但耐 蚀性差，热裂倾向较大。其价格最便宜，用于汽车、拖拉机的发动 机零件和形状复杂的仪器零件，也可用于制造日用品。
1、变形铝合金 表9—1 变形铝合金分为以下四种：GB/T3190—96
1）防锈铝合金（F点以左） 用于制造耐蚀容器（油箱）、防锈蒙 皮、窗框等。主要为Al-Mg系和Al-Mn系，牌号如5A02（LF2）、 3A21（LF21）等。 2）硬铝合金 为F点以右的合金，可热处理强化。主要为Al- Cu Mg系，牌号如2A12（ LY12 ）。根据合金元素的多少硬铝分为： ①低合金（铆钉）硬铝如2B11（LY8）其强度低塑性好，用于铆钉 。②标准硬铝（中强度硬铝）如2A11（LY11）用于中等强度的零件 。③高强度硬铝如2A12（ LY12 ）合金含量较多，强度硬度高塑性 较低，加工性能差。用于航空模锻件和重要销、轴等。
2、铸造铝合金
1）铸造铝合金的分类
铸造铝合金可分以下铝，其后第一位数字表示合金类别 “1”为铝-硅系； “2”为铝-铜系； “3”为铝-镁系； “4”为铝-锌系）； 第二、三位数字为合金顺序号。
化学成分、力学性能和热处理工艺规范详见GB/T1173—95、 GB/T15115—94（新标准）
常用的热处理方法：
①退火：对铝合金铸锭进行均匀化退火，提高塑性。 对冷变形加工的制品退火，消除内应力，消除加工硬化。
②时效强化处理：（前面已讲）
③回归处理：可使自然时效的铝合金重新软化。一般不超过3~4次 。
经人工时效的铝合金没有回归现象。
§9.1.3 铝合金的分类、牌号及用途
根据成分和工艺性能铝合金可分为: ① 变形铝合金：一般通过压力加工制成半成品或模锻件。 ② 铸造铝合金：一般用于铸成复杂的铸件。
常用代号：ZL401、ZL402等。
2）铸造铝合金的变质处理 铝硅基铸造合金应用较广，但未经变质处理时，力学性能差，
其铸态组织如图所示。如图为用钠盐变质处理后的显微组织。
经变质处理后的铝硅合金，力学性能明显提高 。
§9.2 铜及铜合金
§9.2.1 工业纯铜
1、工业纯铜的性质
① 外观呈紫红色，故又称紫铜； ② 相对密度为8.9，熔点为1083℃； ③ 导电性和导热性优良； ④ 具有面心立方晶格，无同素异构转变，只能以冷作硬化的方 式进行强化。 ⑤ 塑性极好,并有良好的低温韧性,可以进行冷、热压力加工。 杂质元素对性能有一定影响：
① 成分在F点以左的 合金为单相固溶体，为不 能热处理强化的铝合金。
② 成分位于F和D之 间的合金会析出第二相， 故为能热处理强化的铝合 金。
2）成分在D点以右的合金有共晶体，适合铸造，称铸造铝合金。
应注意：相图中的D点仅是合金的最大饱和溶解度理论分界线。
2、铝合金的热处理
1）铝合金的强化 种类不同，其强化原理、途径也不同。
②时效强化
将经固溶处理(或淬火)后得到过饱和固溶体的铝合金放置在室 温或加热到一定的温度，其强度、硬度随时间延长而提高，塑、韧 性则降低，这一过程称为时效。亦称时效强化。
③细化组织强化
变质处理是细化铸造合金组织的常用方法。
变质处理：在熔融的铝合金中加入一种或数种经过选择的元素或 化合物,通过细化合金组织从而达到提高合金质量和性能的操作方法 。2）铝合金的热处理