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《有色金属材料》课件

建筑行业领域
在建筑行业领域，有色金属材料如铜合金、不锈钢和铝制品等被广泛应用于建筑装饰、屋面和门窗等。这些有色金属材料具有美观、耐久和易于维护的特点，能够提高建筑物的品质和价值。
VS
例如，铜合金在建筑装饰中具有高贵典雅的外观和耐腐蚀的特点，常用于制造门把手、窗框和楼梯扶手等部件。不锈钢具有高强度和良好的耐腐蚀性能，常用于制造建筑结构件和栏杆等。铝制品轻便美观，具有良好的加工性能和耐候性能，常用于制造门窗和幕墙等。
通过测量金属材料的重量和体积，计算其密度，以评估其质量。
热膨胀系数测试
在加热或冷却过程中，测量金属材料的长度变化，以评估其热稳定性。
电导率测试
测量金属材料在单位温度和单位长度下的电阻值，以评估其导电性能。
化学性能测试
耐腐蚀性测试
01
通过暴露金属材料在不同的环境条件下，观察其表面腐蚀程度
，以评估其耐腐蚀性能。
高端装备制造领域
有色金属材料在高端装备制造领域的应用不断拓展，如航空航天、高速铁路等。
现了铁和钢。
近代
随着工业革命的兴起，铝、铜、镍等有色金属材料得到了广泛应
用。
现代
随着科技的不断进步，有色金属材料的应用领域不断扩大，如钛合金、镁合金等新型有色金属材料在航空航天、汽车等领域得到
了广泛应用。
PART 02
有色金属材料的生产工艺
冶炼工艺
01
02
03
熔炼
将矿石、废金属和添加剂在高温下熔化成液态，通过化学反应去除杂质，形成纯净的有色金属溶液。
抗氧化性测试
02
在高温条件下，观察金属材料表面氧化程度，以评估其抗氧化
性能。

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第九章非铁金属及其合金
§1 铝及其合金
三、铝合金的热处理(退火、淬火和时效)
1．退火
(1) 再结晶退火再结晶温度以上保温后空冷，以消除变形的加工硬化，提高塑性。
(2) 低温退火消除内应力，适当增加塑性，通常在180～300℃保温后空冷。
(3) 均匀化退火消除铸锭或铸件的成分偏析及内应力，提高塑性，通常在高温长时间保温后空冷。
2020年1月25日星期六
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第九章非铁金属及其合金
二、铝合金的分类
§1 铝及其合金
铝中加入适量 Si、Cu、Mg、Zn、Mn 等主加元素和Cr、Ti、Zr、B、Ni等辅加元素，组成铝合金，可提高强度并保持纯铝的特性。
根据成分和生产工艺分两大类：
1) 变形铝合金
2) 铸造铝合金
第九章非铁金属及其合金
§1 铝及其合金
三、铝合金的热处理(退火、淬火和时效)
3. 时效
时效：将淬火后的铝合金，在室温或低温加热下保温一段时间，随时间延长其强度、硬度显著升高而塑性降低的现象。
自然时效：室温下进行的时效；人工时效：低温加热下进行的时效。
时效实质：第二相从过饱和、不稳定的单一α固溶体中析出和长大，由于第二相与母相（α相）的共格程度不同，使母相产生晶格畸变而强化。
第九章非铁金属及其合金
§1 铝及其合金 §2 铜及其合金 §3 钛及其合金 §4 轴承合金 §5 其它非铁合金
2020年1月25日星期六
1
第九章非铁金属及其合金
绪论
除铁之外的其它金属称为非铁金属：
轻金属ρ＜4.5g/cm3如Al、Mg、K、Na、Ca等。
重金属ρ＞4.5g/cm3如Cu、Zn、Ni、Sn、Pb、Co等。

有色金属 PPT课件

有色金属
凡不是以铁为主要元素的金属都属于有色金属。工程上常用的有色金属有铝、铜、镁、钛、锌及其合金。
铝及铝合金

铝及铝合金是应用非常广泛的一类金属结构材料。航空上主要用于飞机的蒙皮、隔框、长梁、桁条和锻、铸件等。一架波音747客机，需要消耗约18.6吨铝，航天技术上主要用于气动加热温度在150℃ 以下的运载火箭和宇宙飞行器，也用在卫星、航天飞机等其他航天器结构上。
4.3.6镁合金

镁合金在常用工程金属材料中密度最小，为1.8g/mm3，约为铝合金的 2/3，钛合金的1/3，钢的1/4。镁合金分为变形镁合金(MB)和铸造镁合金(ZM)二大类
镁合金特点和应用

镁合金有较大承受冲击载荷的能力，可制造受猛烈碰撞的零件。例如飞机的轮毂。美国近年为陆军生产的一种“瘪气下行驶”的车轮。这种轮子的轮胎和轮毂之间装有12.2kg重的镁合金压铸环形件，万一轮胎被弹片扎破漏气，装这种轮子的军车可在48km/h速度下行驶而不使车辆受损。
4.4塑料和橡胶

塑料和橡胶是以高分子聚合物为基础添加各种助剂而成的混合物体系，在常温下有固定的形状和强度，在高温下具有可塑性的高分子材料。塑料和橡胶的区别是塑料在常温下处于玻璃态，强度较高；橡胶在常温下处于高弹态，弹性较大。
塑料

根据塑料的用途，可以分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三大类。大多数塑料都能在加热时反复地塑化，称之为热塑性塑料。另外有一些塑料，它们只能在第一次加工时塑化，做成固定的形状。以后再把它加热，形状不再发生变化，这类塑料称为热固性塑料。热固性塑料由于其内部高分子的交联结构使本身的机械强度和耐热性都较热塑性塑料好。

汽车材料教学课件第四版第七章有色金属材料及其在汽车上的应用

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2. 特殊黄铜为了获得某些性能，在普通黄铜中加入铝、硅、锰、锡、铅等合金元素而组成的合金，称为特殊黄铜。按其所加元素的不同，分为硅黄铜（ HSi80-3）、铅黄铜（ HPb63-3）、锡黄铜（ HSn62-1）等。特殊黄铜加入合金元素，改善了黄铜的力学性能、耐蚀性或某些工艺性能。如加入铝能提高黄铜的硬度、强度和耐磨性；加入硅能提高黄铜的硬度、强度和铸造性能；加入锰能提高黄铜的力学性能和耐蚀性；加入锡能提高黄铜的耐蚀性，尤其是能提高黄铜在海水中的耐蚀性；加入铅能改善黄铜的切削加工性能等。
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一、工业纯铜
纯铜是用电解法获得的，也称“电解铜”，外观呈紫红色，故又称紫铜。工业纯铜的含铜量为 99.50%～ 99.95%。纯铜具有良好的塑性、导电性和耐蚀性，特别是导电性仅次于银而居于第二位。铜的密度为 8.9 g/cm3，熔点为 1 083 ℃。工业纯铜的强度、硬度低，不宜制作结构零件，广泛应用于制造电线、电缆、铜管以及配制铜合金。此外，纯铜还可用于制作气缸垫、进排气管垫、轴承衬垫和油管等。
第七章有色金属材料及其在汽车上的应用
第一节第二节第三节第四节
铝及铝合金铜及铜合金滑动轴承合金其他有色金属
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材料学上通常把铁、锰、铬及以铁碳为主的合金（钢铁）称为黑色金属，如钢、生铁、铁合金、铸铁等，把其他金属及其合金称为有色金属。有色金属具有质轻、强度和硬度一般比普通金属高、导电性好、电阻温度系数小等钢铁材料所不具备的物理性能和化学性能，而且又具有一定的力学性能和较好的工艺性能，是实现汽车轻量化的理想材料，因而在现代汽车工业中得到了广泛的应用。
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3. 工业纯铝的主要用途工业纯铝主要用来代替铜制作导线、电缆、电气元件以及强度不高的耐蚀器皿、生活器皿和配制铝合金等。在汽车中常用于制作压缩机垫圈，排气阀垫片，内、外装饰件和铭牌等。

有色金属及其合金ppt课件

四、变形铝合金
§1 铝及其合金
变形铝及铝合金牌号表示方法根据GB/T3190-2008《变形铝及铝合金化学成分》
可直接引用国际四位数字体系牌号或采用国标规定的四位字符牌号。
全世界铝的用量
一次生产量
二次回收量
总用量
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第九章非铁金属及其合金
四、变形铝合金
GB 3190-82中的旧牌号仍可继续使用，表示方法为:
塑性极好、强度较低(纯度99.99%时,
σb≈80~100MPa，δ=45%)，良好的低温性能(-
235℃塑性和冲击韧度也不降低)，冷变形加工可提高其强度，但塑性降低。
铸、压力加工、焊和切削加工性能俱佳。
铁、硅杂质，影响导电性、抗蚀性及塑性。
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第九章非铁金属及其合金
§1 铝及其合金
一、工业纯铝（分类）
铝合金制造的机翼
具有银白色金属光泽，密度
2.72g/cm3，熔点660.4℃，具有良好
的导电和导热性，其导电性仅次于银
和铜。纯铝在空气中易氧化，表面形
成一层能阻止内层金属继续被氧化的
致密的氧化膜，因此具有良好的抗大
气腐蚀性能。
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第九章非铁金属及其合金
§1 铝及其合金
一、工业纯铝（工艺性能）
面心立方结构，无同素异构转变，无磁性。
贵金属 Au、Ag、Pt、Rh（铑）、Cd（镉）等。
稀有金属相对稀少或产量较少Ti、W、V、Nb、Mo等。
放射性金属如镭（Ra）、铀（U）、钍（Th）等。
半金属介于金属与非金属之间的元素，如硅、锗、硼
非铁金属具有许多优良特性
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第九章非铁金属及其合金
§1 铝及其合金
一、工业纯铝（物理性能）

有色金属材料

铝合金及应用领域
超硬铝：铝锂合金，极高强度和刚度，但价格昂贵。铝合金的性能特点
质量轻、比强度高、易于加工和焊接。
铝合金及应用领域
硬铝
高强度和高刚度，塑性较差。
软铝
良好的塑性和韧性，强度较低。
超硬铝
极高强度和刚度，价格昂贵。
铝合金及应用领域
航空、航天
硬铝主要用于制造飞机和火箭等高速飞行器。
06
有色金属合金及应用
铜合金及应用领域
01
铜合金的分类
黄铜：以铜为主（60-90%），锌为辅（1-3%），并含有少量的锡、铅、铝等元素。青铜：铜与锡的合金，锡的含量通常在3-14%之间。白铜：铜与镍的合金，镍的含量通常在24%之间。
02
铜合金的性能特点
导热性和导电性优良。黄铜：高强度、良好的塑性、易加工和焊接。青铜：良好的耐磨性和耐腐蚀性，但价格较高。白铜：出色的耐腐蚀性和稳定性，但价格较高。
发展趋势
全球有色金属市场呈现多元化和复杂化的发展趋势，各种有色金属的价格和供需关系不断发生变化。
02
重金属
铜
01
概述
铜是过渡性金属元素，以化合物形式存在，如氧化铜、硫酸铜、氯化铜
等。密度8.96 g/cm³，熔点1083℃。因良好导电导热性，广泛应用于
电气、电子、建筑和制造等领域。
02
开采和冶炼
银
01
银的储量与分布
全球已探明银储量约为57亿吨，常与铜、铅、锌等金属共生，因此其开采多伴随这些金属的开采。
02
银的开采与冶炼
过程包括从含银矿石或砂砾中采集、破碎、磨浆、选矿，最终通过冶炼和电解提取银，制成银锭或银条。

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工业上使用的纯铜，其含铜量为99.5％~99.95％。其牌号有T1、T2、T3、T4四种。T为“铜”至汉语拼音字首，数字为序号，顺序号越大，杂质含量越高。
2、铜合金
主要合金成份分类黄铜-----铜锌合金青铜-----铜锡合金等(除了锌镍外，加入其他元素的合金均称青铜) 白铜-----铜镍合金
应用最多，制造弹簧、垫圈等。
特殊黄铜
为了改善普通黄铜的性能﹐常添加其他元素﹐如铝﹑镍﹑ 锰﹑锡﹑硅﹑铅等。铝能提高黄铜的强度﹑硬度和耐蚀性﹐ 但使塑性降低﹐适合作海轮冷凝管及其他耐蚀零件。锡能提高黄铜的强度和对海水的耐腐性﹐故称海军黄铜﹐用作船舶热工设备和螺旋桨等。铅能改善黄铜的切削性能﹔这种易切削黄铜常用作钟表零件。黄铜铸件常用来制作阀门和管道配件等。船舶常用的消防栓防爆月牙扳手，就是黄铜加铝铸造而成。
在化学工业中广泛应用于制造真空器、蒸馏锅、酿造锅等。
在国防工业中用以制造子弹、炮弹、枪炮零件等，每生产 300万发子弹，需用铜13-14吨。
在建筑工业中，用做各种管道、管道配件、装饰器件等。
铜做内芯的导线
铜炉
铜制电热圈
子弹
注：由于铜的价格昂贵，为贵重金属，一般不做结构零件，主要用于制作导电材料及配制铜合金材料
(2)铝的导电性仅次于银、铜，虽然它的导电率只有铜的2/3，但密度只有铜的1/3，所以输送同量的电，铝线的质量只有铜线的一半。铝表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力，而且有一定的绝缘性，所以铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。
(3)铝是热的良导体，它的导热能力比铁大3倍
(4)铝有较好的延展性(它的延展性仅次于金和银)，在100 ℃～150 ℃时可制成薄于0.01 mm的铝箔。这些铝箔广泛用于包装香烟、糖果等，还可制成铝丝、铝条，并能轧制各种铝制品。
① 黄铜以锌作主要添加元素的铜合金﹐具有美观的黄色﹐统称黄
铜。铜锌二元合金称普通黄铜或称简单黄铜。三元以上的黄铜称特殊黄铜或称复杂黄铜。 H80：金黄铜，美丽的金黄色，可做装饰品
H70：三七黄铜，较好的塑性和冷成型性，弹壳、散热器 H62：四六黄铜，强度最高，良好的热塑性、切削加工性，
②青铜
原指铜锡合金﹐除黄铜﹑白铜以外的铜合金均称青铜﹐并常在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名。锡青铜的铸造性能﹑减摩性能好和机械性能好﹐适合於制造轴承﹑蜗轮﹑ 齿轮等。铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承材料。铝青铜强度高﹐耐磨性和耐蚀性好﹐用於铸造高载荷的齿轮 ﹑轴套﹑船用螺旋桨等。铍青铜和磷青铜的弹性极限高﹐导电性好﹐适於制造精密弹簧和电接触元件。
（2）铸造铝合金铸造性能好，适用于铸造
铜及铜合金
1、纯铜
顾名思义就是含铜量最高的铜，因为颜色紫红又称紫铜。铜是人类发现最早的金属之一，也是最好的纯金属之一，稍硬、极坚韧、耐磨损。还有很好的延展性。导热和导电性能较好。铜和它的一些合金有较好的耐腐蚀能力，在干燥的空气里很稳定。但在潮湿的空气里在其表面可以生成一层绿色的碱式碳酸铜Cu2（OH）2CO3，这叫铜绿。可溶于硝酸和热浓硫酸，略溶于盐酸。容易被碱侵蚀。
波音767客机采用的铝合金约占机体结构重量 81％
F-15高性能战斗机使用35.5％铝合金
发射“阿波罗”号飞船的 “土星” 5号运载火箭各级的燃料箱、氧化剂箱、箱间段、级间段、尾段和仪器舱都用铝合金制造
铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金
（1）形变铝合金
塑性好，适合压力加工。形变铝合金按其主要性能和用途又分为防锈铝（LF）、硬铝（LY）、超硬铝（LC）、锻铝（LD）四类。
铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。
铜在电气、电子工业中应用最广、用量最大，占总消费量一半以上。用于各种电缆和导线，电机和变压器的这种，开关以及印刷线路板在机械和运输车辆制造中，用于制造工业阀门和配件、仪表、滑动轴承、模具、热交换器和泵等。
（5）耐低温，铝在温度低时，它的强度反而增加而无脆性，因此它是理想的用于低温装置材料，如冷藏库、冷冻库、南极雪上车辆、氧化氢的生产装置。
2、铝合金
纯铝的强度很低，故不宜作结构材料。加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度。广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面，飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造，以减轻自重。
§4.3 有色金属材料
有色金属材料，即指铁、铬、锰三种金属以外的所有金属。有色金属材料是金属材料的一类，主要是铜、铝、铅和镍及其合金等。
有色金属应用最广泛的是铝、铜及其合金
铝及铝合金
1、工业纯铝（铝含量不低于99.00％）
Байду номын сангаас 纯铝是一种银白色的金属。特性如下： (1)质轻、密度小，仅为2.7 g/cm，是轻金属