金属学与热处理课件 -- 有色金属及其合金

在电子工业中的应用
总结词
电子工业中大量使用有色金属及其合金，如铜、铝、镍等，用于制造集成电路、连接器 和散热器等。
详细描述
在电子工业中，有色金属及其合金发挥着至关重要的作用。例如，铜及铜合金用于制造 集成电路的引线和连接器等，铝及铝合金用于制造电子元件的散热器和印刷电路板等。 这些合金具有良好的导电性、导热性和可加工性，能够满足电子工业对高性能材料的需
组织
合金中各种相的分布和形态。
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合金相图与组织的关系
合金的组织取决于其成分和热处理条件，而相图 是研究合金组织和性能的重要工具。
合金化对性能的影响
力学性能
合金化可以改变金属的强度、硬度、韧性等力 学性能，以满足不同应用场景的需求。
物理性能
合金化可以改变金属的导电性、导热性、磁性 等物理性能。
化学性能
合金化概念
合金化
将两种或两种以上的金属元素或非金属元素与一种金 属元素结合，形成具有金属特性的合金的过程。
合金化概念的意义
通过合金化可以改变金属的物理、化学和机械性能， 以满足不同领域的需求。
合金化的应用
在汽车、航空航天、能源、电子等领域得到广泛应用 。
合金相图与组织
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相图
表示合金在不同温度和成分下的相组成和相变规 律的图形。
生产流程
原料准备
包括矿石的破碎、磨细、选矿 等工序，以获得高品位精矿。
冶炼
根据矿石类型和所需金属种类 选择合适的冶炼方法，提取金 属。
加工
将提取出的金属进行铸造、轧 制、锻造或焊接等加工，制成 所需形状和性能的金属制品。
质量检测与控制
对金属制品进行质量检测和控 制，确保产品质量符合要求。

28.8 13.8 13.5 2.7 2.4 16.3 1.59 0.9 0.74 0.4 0.21 0.08 0.025 70.0 56.6 17.4 7.2 5.7 4.2 1.65 1.8 1.3 0.8 0.40 0.28 0.050
除Ag，Ge外，其他均是常见合金化元素 ➢Zn、Mg 、Cu 、Li（正开发）、 Si （铸铝） ，有时也包括Mn ， 可作 主加元素，起固溶强化、弥散强化作用； 作为起弥散强化作用的强化相主要有Al2Cu、Al2CuMg、MgZn2、 Al2Mg3Zn、Mg2Si、δ（Al3Li）、Al2CuLi等
第3 章 有色金属及其合金
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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概述
金属材料习惯上可分为有色金属和黑色金属（钢 铁）；
有色金属及其合金种类很多，但产量小，总产量 也远远小于钢铁的产量；
纯铝强度低，σb=80-100MPa, σ0.2=30-50MPa, δ=35-40%, HB=25-30,
即使是冷变形60-80%, σb=150-180MPa,但 δ=1-1.5%，难以满足需要，
需合金化。
（1）提高强度的途径
共晶含量少或无， 高温和低温塑性高， 强度高
铸造性好，流动性 好，易填充，不易 冷热裂
热处理可强化铝合金
1.3 铝及铝合金简介
（一）纯铝
纯铝具有密度小、导电导热性好、加工工艺好、耐蚀性好等优点，但
强度低，故，它多用于电线电缆以及强度要求不高的用具或器皿。
（工业纯的、高纯的亦用于科研配置合金）

二) 时效强化 ( ageing strengthening )
1.定义: 在固溶处理后的合金随时间延 续而发生进一步强化的现象。 2.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 Guinier – Preston 建立学说。
青铜牌号的表示方法
Z Q Sn10 – 1 其它合金元 素含量为1% 主加元素锡其含 量为WSn = 10% 青铜 铸造
一) 锡青铜 ( tin bronze )
压力加工 铸造成形 α α+δ σb δ δ
3 710 14
锡青铜铸造组织金相图
锡青铜铸造组织 ( 真空镀膜 )
53×
二) 特殊青铜 ( 无锡青铜 ) ( tin – free bronze )
3.常用的特殊黄铜
海军黄铜 --- HSn62 - 1 易切削黄铜 --- HPb59 - 1
H62 – 1 海军黄铜金相组织图
62Cu – 37Zn – Sn 海军黄铜铸造组织 ( 化染 ) 600
硅黄铜铸造组织金相图
硅黄铜铸造组织 ( 化染 )
50×
铅黄铜退火组织金相图
铅黄铜铸造组织 ( 化染 )
1.铸造铝 – 硅合金 ( ZL101～ZL111 ) :
ZL102合金铸造组织 ( 化染 )
55× 活塞(裙部为铝硅合金)
2.铸造铝 – 铜合金 ( ZL201～ZL203 ) : 有较高的强度、塑性及耐热性,但铸 造性能和耐蚀性较差。
汽缸头
铝铜合金铸造组织 ( 化染 ) 210×
3.铸造铝 – 镁合金 ( ZL301、ZL302 ) : 有较高的强度、韧性及耐蚀性,但铸 造性能和耐热性较差。

应用：在仪器、仪表及航空工业中广泛应用。如飞机构件（ 飞机蒙皮(2A12)、挤压成螺旋桨、叶片(2A11)等重要零件）
飞机翼梁(腹板为硬铝合 金)
3．超硬铝合金 （铝锌合金）
是在硬铝基础上再加入锌，加入锌后，经淬火＋人工时 效后，获得抗拉强度为680MPa， 硬度为190HBS ，比硬 铝更高，故称超硬铝。
一、铝及铝合金的性能、用途和分类编号
纯铝：强度低、塑性好、密度 小、熔点低
其他性能：导电、导热性好、耐蚀性很好 用途：电线 电缆
铝能够用来 做承载的机 械零件吗？?
解决办法
在纯铝中加入适当量的硅、铜、镁、锌 、锰等合金元素制成铝合金
铝合金：热处理后强度高、密度小，因此，比强度高， 是重要的航空材料 ,可通过变形或热处理强化
压气机叶片
铸造铝合金
特点：力学性能不如变形铝合金，铸造性能 好，一般用制作质轻、耐蚀、形状复杂及要 求有一定机性的零件，如发动机的活塞、气 缸体、仪表外壳等。
以Al-Si系铸造铝合金为例（铸造性能和力学性能配合最 佳）
（1）简单硅铝明：ZL102（ZALSi12） 组织：+Si 共晶体 性能：铸造性能好，强度低。 用途：形状复杂、受力不大的零件，如仪 表外壳等。
根据性能特点和用途可分为：
防锈铝
ห้องสมุดไป่ตู้
不可热处理强化。
硬铝 超硬铝 锻铝
可热处理强化。
编号
形变铝合金:根据国标规定采用国际四位数字 体系牌号;例如2014,5006
2：铜（Cu）为主要合金元素的铝合金
其它字母表示改型合金
3：锰（Mn) 为主要合金元素的铝合金 第三、四位：区分同一组的不同合金。
4: 硅（Si）为主要合金元素的铝合金