有色金屬及其合金有色金屬及其合金1本次課目的(第14周星期2第3-4節)了解鋁合金成分和性能本次課目的(第14周星期2第3-4節)了解鋁合金成分和性能2有色金屬的產量和用量不如黑色金屬多，但由于其具有許多優良的特性，如特殊的電、磁、熱性能，耐蝕性能及高的比強度(強度與密度之比)等，已成為現代工業中不可缺少的金屬材料.材料占汽車凈重比AlFe塑料其它橡膠磁材料玻璃聚碳酸酯Ti碳纖維各種材料在先進汽車中占的重量百分比有色金屬的產量和用量不如黑色金屬多，但由于其具有許多優良的特3有色金屬及其合金課件4有色金屬及其合金課件5第一節鋁及鋁合金

一、鋁及鋁合金性能特點

純鋁具有銀白色金屬光澤，密度小(2.72)，熔點低(660.4℃),導電、導熱性能優良。耐大氣腐蝕，易于加工成形。具有面心立方晶格，無同素異構轉變，無磁性。鋁合金制造的機翼第一節鋁及鋁合金一、鋁及鋁合金性能特點鋁合金制造的機6鋁合金既具有高強度又保持純鋁的優良特性。鋁合金常加入的元素主要有Cu、Mn、Si、Mg、Zn等，此外還有Cr、Ni、Ti、Zr等輔加元素。

鋁合金型材鋁鑄件鋁合金既具有高強度又保持純鋁的優良特性。鋁合金型材鋁鑄件7思考題為什么自行車不用鋁制造?思考題為什么自行車不用鋁制造?8可將鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。變形鋁合金又分為可熱處理強化和不可熱處理強化兩類.鋁合金分類示意圖二、鋁合金的分類鋁合金一般具有有限固溶型共晶相圖。可將鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。鋁合金分類示意圖9三、鋁合金的熱處理

并淬火后獲得過飽和的單相固溶體組織的處理。時效是指將過飽和的固溶體加熱到固溶線以下某溫度保溫，以析出彌散強化相的熱處理。

可熱處理強化變形鋁合金的熱處理方法：固溶處理+時效。固溶處理是指將合金加熱到固溶線以上，保溫加熱固溶淬火過飽和時效析出三、鋁合金的熱處理并淬火后獲得過飽和的單相固溶體組10在室溫下進行的時效稱自然時效；在加熱條件下進行的時效稱人工時效。時效強化效果與加熱溫度和保溫時間有關。

溫度一定時，隨時效時間延長，時效曲線上出現峰值，超過峰值時間，析出相聚集長大，強度下降，為過時效。隨時效溫度提高，峰值強度下降，出現峰值的時間提前。含4%Cu鋁合金的時效曲線

時效時間/d在室溫下進行的時效稱自然時效；在加熱條件下進行的時效稱人工時11時效時間屈服強度時效峰過時效亞時效鋁合金的熱處理時效時間屈服強度時效峰過時效亞時效鋁合金的熱處理12四、鋁合金的牌號、性能及用途

1、變形鋁合金⑴變形鋁及鋁合金牌號表示方法

根據國標規定，變形鋁及鋁合金可直接引用國際四位數字體系牌號或采用國標規定的四位字符牌號。全世界鋁的用量百萬噸一次生產量二次回收量總用量四、鋁合金的牌號、性能及用途1、變形鋁合金全世界鋁的用量百13GB3190-82中的舊牌號仍可繼續使用，表示方法為:防銹鋁合金：LF+序號

硬鋁合金：LY+序號

超硬鋁合金：LC+序號鍛鋁合金：LD+序號鋁合金波紋管鋁合金制品鋁是可以回收利用的金屬GB3190-82中的舊牌號仍可繼續使用，表示方法為:鋁合14⑵常用變形鋁合金①防銹鋁合金主要是Al-Mn和Al-Mg系合金。Mn和Mg主要作用是衛星天線（LF2）提高抗蝕能力和塑性，并起固溶強化作用。防銹鋁合金鍛造退火后組織為單相固溶體，抗蝕性、焊接性能好，易于變形加工，但切削性能差。不能進行熱處理強化，常利用加工硬化提高其強度。⑵常用變形鋁合金衛星天線（LF2）提高抗蝕能力和塑15汽化器(熱交換管為LF21)常用的Al-Mn系合金有

LF21（3A21），其抗蝕性和強度高于純鋁，用于制造油罐、油箱、管道、鉚釘等需要彎曲、沖壓加工的零件。常用的Al-Mg系合金有LF5（5A05），其密度比純

鋁小，強度比Al-Mn合金高，在航空工業中得到廣泛應用，如制造管道、容器、鉚釘及承受中等載荷的零件。汽化器(熱交換管為LF21)常用的Al-Mn系合金有LF216②硬鋁合金主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量Mn。可進行時效強化，也可進行變形強化。強度、硬度高，加工性能好，耐蝕性低于防銹鋁。常用硬鋁合金如LY11(2A11)、LY12(2A12)等，用于制造沖壓件、模鍛件和鉚接件，如螺旋槳、梁、鉚釘等.

飛機翼梁(腹板為硬鋁合金)②硬鋁合金常用硬鋁合金如LY11(2A11)、LY1217③超硬鋁合金屬Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量Cr和Mn。時效強化效果超過硬鋁合金.熱態塑性好，但耐蝕性差。常用合金有LC4(7A04)、LC9(7A09)等，主要用于工作溫度較低、受力較大的結構件,如飛機大梁、起落架等.飛機主起落架③超硬鋁合金飛機主起落架18④鍛鋁合金Al-Cu-Mg-Si系合金可鍛性好，力學性能高，用于形狀復雜的鍛件和模鍛件，如噴氣發動機壓氣機葉輪、導風輪等.壓氣機葉片Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐熱鍛鋁合金

常用牌號有LD7(2A70)、LD8(2A80)、LD9(2A90)等。用于制造150~225℃下工作的零件，如壓氣機葉片、超音速飛機蒙皮等。④鍛鋁合金壓氣機葉片Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐熱鍛鋁19美F-117隱身戰斗機

(所用材料大部分是鋁合金)高比強鋁合金機翼美F-117隱身戰斗機

(所用材料大部分是鋁合金)高比強鋁合202、鑄造鋁合金包括：Al-Si系：代號為ZL1+兩位數字順序號Al-Cu系：代號為ZL2+兩位數字順序號Al-Mg系：代號為ZL3+兩位數字順序號Al-Zn系：代號為ZL4+兩位數字順序號⑴Al-Si系鑄造鋁合金

又稱硅鋁明。其中ZL102(ZAlSi12)是含12%Si的鋁硅二元合金，稱為簡單硅鋁明.577℃12.7%2、鑄造鋁合金包括：又稱硅鋁明。其中ZL102(21在普通鑄造條件下，ZL102組織幾乎全部為共晶體，由粗針狀的硅晶體和固溶體組成，強度和塑性都較差。生產上通常用鈉鹽變質劑進行變質處理，得到細小均勻的共晶體加一次固溶體組織，以提高性能。未變質處理

經變質處理

ZL102的鑄態組織在普通鑄造條件下，ZL102組織幾乎全部為共晶體，由粗針狀22加入其他合金元素的鋁硅鑄造合金稱復雜(或特殊)硅鋁明。Al-Si系鑄造鋁合金的鑄造性能好，具有優良的耐蝕性、耐熱性和焊接性能。活塞(裙部為鋁硅合金)用于制造飛機、儀表、電動機殼體、汽缸體、風機葉片、發動機活塞等。加入其他合金元素的鋁硅鑄造合金稱復雜(或特殊)硅鋁明。活塞(23⑵Al-Cu系鑄造鋁合金這類合金的耐熱性好，強度較高；但密度大，鑄造性能、耐蝕性能差，強度低于Al-Si系合金。汽缸頭常用代號有ZL201(ZAlCu5Mn)、ZL203(ZAlCu4)等。主要用于制造在較高溫度下工作的高強零件，如內燃機汽缸頭、汽車活塞等。⑵Al-Cu系鑄造鋁合金汽缸頭常用代號有ZL201(ZA24⑶Al-Mg系鑄造鋁合金這類合金的耐蝕性好，強度高，密度小；但鑄造性能差,耐熱性低。常用代號為ZL301(ZAlMg10)、ZL303(ZAlMg5Si1)等.主要用于制造外形簡單、承受沖擊載荷、在腐蝕性介質下工作的零件，如艦船配件、氨用泵體等。鼓風機密封件等(ZL102、301)⑶Al-Mg系鑄造鋁合金常用代號為ZL301(ZAlMg125⑷Al-Zn系鑄造鋁合金這類合金的鑄造性能好，強度較高，可自然時效強化；但密度大，耐蝕性較差。大型空壓機活塞(ZL401)常用代號為ZL401(ZAlZn11Si7)、ZL402(ZAlZn6Mg)等.主要用于制造形狀復雜受力較小的汽車、飛機、儀器零件。⑷Al-Zn系鑄造鋁合金大型空壓機活塞(ZL401)常用代26內容回顧1、什么是有色金屬？2、鋁及鋁合金性能特點3、鋁合金的分類4、鋁合金的熱處理內容回顧1、什么是有色金屬？27作業預習第二節你家里和宿舍有什么是用銅合金制作的作業預習第二節28本次課目的(第15周星期2第3-4節)了解銅合金成分和性能本次課目的(第15周星期2第3-4節)了解銅合金成分和性能29第二節銅及銅合金

一、銅及銅合金性能特點純銅呈紫紅色，故又稱紫銅，具有面心立方晶格，無同素異構轉變，無磁性。

純銅具有優良的導電性和導熱性，在大氣、淡水和冷凝水中有良好的耐蝕性。塑性好。

熱軋銅合金第二節銅及銅合金一、銅及銅合金性能特點熱軋銅合金30銅合金常加元素為Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、Ti、Zr、Cr等，既提高了強度，又保持了純銅特性.銅合金分為黃銅、青銅、白銅三大類。銅管銅與黃銅帶銅合金常加元素為Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、T31二、黃銅以鋅為主要合金元素的銅合金稱為黃銅。黃銅按化學成分可分為普通黃銅和特殊黃銅。按工藝可分為加工黃銅和鑄造黃銅。

黃銅鑄件黃銅棒二、黃銅黃銅鑄件黃銅棒321、普通黃銅銅與鋅的二元合金稱為普通黃銅。加工普通黃銅的牌號為：H(黃)+表示銅平均百分含量的數字，如H68。從銅鋅合金相圖可以看出黃銅有和+’兩種組織,分別稱單相黃銅和兩相黃銅。

1、普通黃銅從銅鋅合金相圖可以看出黃銅有和+’兩種33普通黃銅的顯微組織

單相黃銅

兩相黃銅

普通黃銅的顯微組織單相黃銅兩相黃銅34單相黃銅塑性好。常用牌號有H80、H70、H68。適于制造冷變形零件，如彈殼、冷凝器管等。兩相黃銅熱塑性好,強度高.常用牌號有H59、H62。適于制造受力件，如墊圈、彈簧、導管、散熱器等。冷凝器管汽車機油泵襯套單相黃銅塑性好。冷凝器管汽車機油泵襯套352、特殊黃銅在普通黃銅的基礎上加入Al、Fe、Si、Mn、Pb、Sn、Ni等元素形成特殊黃銅。

加工特殊黃銅的牌號為：H(黃)+主加元素符號(Zn除外)+銅平均百分含量+主加元素平均百分含量,如HPb59-1.特殊黃銅強度、耐蝕性比普通黃銅好，鑄造性能改善。黃銅制品黃銅棒2、特殊黃銅黃銅制品黃銅棒36常用牌號有HPb63-3、HAl60-1-1、HSn62-1、HFe59-1-1、ZCuZn38Mn2Pb2、ZCuZn16Si4等。主要用于船舶及化工零件，如冷凝管、齒輪、螺旋槳、軸承、襯套及閥體等。常用牌號有HPb63-3、HAl60-1-1、HSn62-137三、青銅除黃銅和白銅外的其他銅合金統稱為青銅。

加工青銅的牌號為：Q+主加元素符號及其平均百分含量+其他元素平均百分含量如QSn4-3(含4%Sn、3%Zn).常用青銅有錫青銅、鋁青銅、鈹青銅、硅青銅、鉛青銅等。

青銅制品三、青銅青銅制品381、錫青銅是以錫為主加元素的銅合金，錫含量一般為3~14%。

錫青銅鑄造流動性差，鑄件密度低，易滲漏，但體積收縮率在有色金屬中最小。錫青銅耐蝕性良好，在大氣、海水及無機鹽溶液中的耐蝕性比純銅和黃銅好，但在硫酸、鹽酸和氨水中的耐蝕性較差。

錫青銅錠Cu-Sn相圖1、錫青銅錫青銅錠Cu-Sn相圖39常用牌號有QSn4-3、QSn6.5-0.4、ZCuSn10Pb1等。主要用于耐蝕承載件,如彈簧、軸承、齒輪軸、蝸輪、墊圈等。錫青銅管船用青銅軟管快速接頭閥(錫青銅閥體、閥蓋)常用牌號有QSn4-3、QSn6.5-0.4、ZCuSn10402、鋁青銅以鋁為主加元素的銅合金，鋁含量為5~11%。強度、硬度、耐大型水力發電設備中的抗磨環磨性、耐熱性及耐蝕性高于黃銅和錫青銅，鑄造性能好，但焊接性能差。常用牌號有QAl5、QAl7、ZCuAl8Mn13Fe3Ni2等。主要用于制造船舶、飛機及儀器中的高強、耐磨、耐蝕件，如齒輪、軸承、蝸輪、軸套、螺旋槳等。2、鋁青銅大型水力發電設備中的抗磨環磨性、耐熱性及耐413、鈹青銅以鈹為主加元素的銅合金，鈹含量為1.7~2.5%。具有高的強度、彈性極限、耐磨性、耐蝕性，良好的導電性、導熱性、冷熱加工及鑄造性能，但價格較貴.鈹青銅制品常用牌號有QBe2、QBe1.7、QBe1.9等。用于重要的彈性件、耐磨件，如精密彈簧、膜片，高速、高壓軸承及防爆工具、航海羅盤等重要機件.3、鈹青銅鈹青銅制品常用牌號有QBe2、QBe1.7、QBe42普通白銅是Cu-Ni二元合金，具有較高的耐蝕性和抗腐蝕疲勞性能及優良的冷熱加工性能。普通白銅牌號：B+鎳的平均百分含量，如B5。常用牌號有B5、B19等。用于在蒸汽和海水環境下工作的精密機械,儀表零件及冷凝器,蒸餾器,熱交換器等.

白銅件四、白銅以鎳為主要合金元素的銅合金稱白銅。分普通白銅和特殊白銅。普通白銅是Cu-Ni二元合金，具有較高的耐蝕性和抗腐蝕疲勞性43特殊白銅是在普通白銅基礎上添加Zn、Mn、Al等元素形成的，分別稱鋅白銅、錳白銅、鋁白銅等。其耐蝕性、強度和塑性高，成本低。常用牌號如BMn40-1.5(康銅)、BMn43-0.5(考銅)。用于制造精密機械、儀表零件及醫療器械等。康銅熱偶白銅型材特殊白銅是在普通白銅基礎上添加Zn、Mn、Al等元素形成的，44第三節鈦及鈦合金

一、工業純鈦

純鈦密度小，熔點高。882.5℃發生同素異構轉變-Ti?-Ti,由體心立方-Ti轉變為密排六方-Ti.純鈦比強度高，塑性、低溫韌性和耐蝕性好。美F-22戰機約36%重量的零件用鈦合金制造第三節鈦及鈦合金一、工業純鈦美F-22戰機約36%重45純鈦主要用于350℃以下工作、強度要求不高的零件，如石油化工用熱交換器、反應器，海水凈化裝置及艦船零部件。鈦鋼復合反應釜鈦管換熱器鈦制蒸餾塔純鈦主要用于350℃以下工作、強度要求不高的零件，如石油化46二、鈦合金純鈦加入合金元素形成鈦合金。鈦合金幾乎都含有鋁。鋁能提高鈦合金的強度、比強度和再結晶溫度.按退火組織，鈦合金可分為型鈦合金、型鈦合金和+型鈦合金三類，它們的牌號分別用TA、TB、TC加順序號表示。如TA5、TB2、TC4等。其中TA0~TA3為工業純鈦。鈦合金泵二、鈦合金按退火組織，鈦合金可分為型鈦合金、型鈦合金和47你宿舍和家里有什么是鈦合金制作的？為什么要用鈦合金制作?你宿舍和家里有什么是鈦合金制作的？481、型鈦合金主加元素為鋁，還有錫、硼等。

不能熱處理強化，通常在退火狀態下使用,組織為單相固溶體.

強度低于另兩類鈦合金，但高溫強度、低溫韌性及耐蝕性優越.鈦合金氫泵誘導輪鈦合金氫泵殼體1、型鈦合金鈦合金氫泵誘導輪鈦合金氫泵殼體49常用牌號有TA5、TA7等主要用于制造500℃以下工作的零件，如飛機壓氣機葉片、導彈的燃料罐、超音速飛機的蝸輪機匣及飛船上的高壓低溫容器等。

鈦合金衛星框架鈦合金液下泵-Ti合金組織常用牌號有TA5、TA7等鈦合金衛星框架鈦合金液下泵-T502、型鈦合金加入的合金元素有鉬、鉻、釩、鋁等。經淬火加時效處理后，組織為相基體上分布著細小的相粒子。這類合金強度高，但冶煉工藝復雜，難于焊接,應用受到限制。鈦合金管鈦合金管應用2、型鈦合金鈦合金管鈦合金管應用51型鈦合金有TB2、TB3、TB4三個牌號。主要用于350℃以下工作的結構件和緊固件,如飛機壓氣機葉片、軸、彈簧、輪盤等。鈦合金棒β鈦合金眼鏡架鈦離心泵型鈦合金有TB2、TB3、TB4三個牌號。鈦合金棒β鈦合金523、+型鈦合金加入的合金元素有鋁、釩、鉬鉻等。可進行熱處理強化，強度高，塑性好，具有良好的熱強性、耐蝕性和低溫韌性。鈦合金列管式換熱器3、+型鈦合金鈦合金列管式換熱器53+型鈦合金共有九個牌號，其中以TC4應用最廣、用量最大，其經過淬火加時效處理后，組織為++時效析出的針狀。α+β鈦合金組織α+β鈦合金組織（電鏡）+型鈦合金共有九個牌號，其中以TC4應用最廣、用量最大，54+型鈦合金主要用于制造400℃以下工作的飛機壓氣機葉片、火箭發動機外殼、火箭和導彈的液氫燃料箱部件及艦船耐壓殼體等.

生物醫用材料飛機壓氣機葉片+型鈦合金主要用于制造400℃以下工作的飛機壓氣機葉片、55第四節軸承合金

制造滑動軸承的軸瓦及其內襯的耐磨合金稱為軸承合金。滑動軸承是許多機器設備中對旋轉軸起支撐作用的重要部件，由軸承體和軸瓦兩部分組成。與滾動軸承相比滑動軸承具有承載面積大，工作平穩，無噪音及拆裝方便等優點。

第四節軸承合金制造滑動軸承的軸瓦及其內襯的耐磨合金稱為56一、組織性能要求當軸高速旋轉時，軸瓦與軸頸發生強烈摩擦，承受軸頸施加的交變載荷和沖擊力。對軸承合金的性能要求：

⑴足夠的強韌性，以承受軸頸施加的交變沖擊載荷.⑵較小的熱膨脹系數，良好的導熱性和耐蝕性，以防止軸與軸瓦之間咬合。⑶較小的摩擦系數，良好的耐磨性和磨合性，以減少軸頸磨損，保證軸與軸瓦良好的跑合。一、組織性能要求57為滿足上述性能要求，軸承合金的組織應是軟的基體上分布著硬的質點或硬的基體上分布著軟的質點.當軸旋轉時，軟的基體（或質點）被磨損而凹陷，減少了軸頸與軸瓦的接觸面積，有利于儲存潤滑油和軸與軸瓦間的磨合，而硬的質點(基體)則支撐著軸頸，起承載和耐磨作用.軟基體(或質點)還能起嵌藏外來硬雜質顆粒的作用,以避免擦傷軸頸。

為滿足上述性能要求，軸承合金的組織應是軟的基體上分布著硬的質581、錫基軸承合金

是以錫為主并加入少量銻、銅等元素組成的合金，熔點較低，是軟基體硬質點組織類型的軸承合金。二、常用軸承合金工業上常用的是錫基、鉛基軸承合金,又稱巴氏合金。典型牌號為ZSnSb11Cu6。(其組織為基體+白亮塊狀SnSb+星狀Cu3Sn)ZSnSb11Cu6合金的顯微組織

1、錫基軸承合金二、常用軸承合金典型牌號為ZSnSb11C59錫基軸承合金具有較高的耐磨性、導熱性、耐蝕性和嵌藏性，摩擦系數和熱膨脹系數小，但疲勞強度較低，工作溫度不超過150℃，價格高。巴氏合金軸瓦廣泛用于重型動力機械，如氣輪機、渦輪機和內燃機等大型機器的高速軸瓦。錫基軸承合金具有較高的耐磨性、導熱性、耐蝕性和嵌藏性，摩擦系602、鉛基軸承合金是以鉛為主加入少量銻、錫、銅等元素的合金，也是軟基體硬質點型軸承合金。典型牌號為ZPbSb16Sn16Cu2。ZPbSb16Sn16Cu2合金的顯微組織[(+)共晶基體+方塊狀SnSb+針狀Cu3Sn]

2、鉛基軸承合金ZPbSb16Sn16Cu2合金的顯微組織61鉛基軸承合金的強度、硬度、耐蝕性和導熱性都不如錫基軸承合金，但其成本低，高溫強度好，有自潤滑性。常用于低速、低載條件下工作的設備,如汽車、拖拉機曲軸的軸承等。內燃機軸瓦鉛基軸承合金的強度、硬度、耐蝕性和導熱性都不如錫基軸承合金，62錫基和鉛基軸承合金強度比較低，為提高其承載能力和使用壽命，生產上常采用離心澆注法，將它們鑲鑄在低碳鋼軸瓦上，形成一層薄而均勻的內襯，成為雙金屬軸承。表面保護層

減磨層

鎳柵層

軸承合金

襯背

錫基和鉛基軸承合金強度比較低，為提高其承載能力和使用壽命，生63有色金屬及其合金有色金屬及其合金64本次課目的(第14周星期2第3-4節)了解鋁合金成分和性能本次課目的(第14周星期2第3-4節)了解鋁合金成分和性能65有色金屬的產量和用量不如黑色金屬多，但由于其具有許多優良的特性，如特殊的電、磁、熱性能，耐蝕性能及高的比強度(強度與密度之比)等，已成為現代工業中不可缺少的金屬材料.材料占汽車凈重比AlFe塑料其它橡膠磁材料玻璃聚碳酸酯Ti碳纖維各種材料在先進汽車中占的重量百分比有色金屬的產量和用量不如黑色金屬多，但由于其具有許多優良的特66有色金屬及其合金課件67有色金屬及其合金課件68第一節鋁及鋁合金

一、鋁及鋁合金性能特點

純鋁具有銀白色金屬光澤，密度小(2.72)，熔點低(660.4℃),導電、導熱性能優良。耐大氣腐蝕，易于加工成形。具有面心立方晶格，無同素異構轉變，無磁性。鋁合金制造的機翼第一節鋁及鋁合金一、鋁及鋁合金性能特點鋁合金制造的機69鋁合金既具有高強度又保持純鋁的優良特性。鋁合金常加入的元素主要有Cu、Mn、Si、Mg、Zn等，此外還有Cr、Ni、Ti、Zr等輔加元素。

鋁合金型材鋁鑄件鋁合金既具有高強度又保持純鋁的優良特性。鋁合金型材鋁鑄件70思考題為什么自行車不用鋁制造?思考題為什么自行車不用鋁制造?71可將鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。變形鋁合金又分為可熱處理強化和不可熱處理強化兩類.鋁合金分類示意圖二、鋁合金的分類鋁合金一般具有有限固溶型共晶相圖。可將鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。鋁合金分類示意圖72三、鋁合金的熱處理

并淬火后獲得過飽和的單相固溶體組織的處理。時效是指將過飽和的固溶體加熱到固溶線以下某溫度保溫，以析出彌散強化相的熱處理。

可熱處理強化變形鋁合金的熱處理方法：固溶處理+時效。固溶處理是指將合金加熱到固溶線以上，保溫加熱固溶淬火過飽和時效析出三、鋁合金的熱處理并淬火后獲得過飽和的單相固溶體組73在室溫下進行的時效稱自然時效；在加熱條件下進行的時效稱人工時效。時效強化效果與加熱溫度和保溫時間有關。

溫度一定時，隨時效時間延長，時效曲線上出現峰值，超過峰值時間，析出相聚集長大，強度下降，為過時效。隨時效溫度提高，峰值強度下降，出現峰值的時間提前。含4%Cu鋁合金的時效曲線

時效時間/d在室溫下進行的時效稱自然時效；在加熱條件下進行的時效稱人工時74時效時間屈服強度時效峰過時效亞時效鋁合金的熱處理時效時間屈服強度時效峰過時效亞時效鋁合金的熱處理75四、鋁合金的牌號、性能及用途

1、變形鋁合金⑴變形鋁及鋁合金牌號表示方法

根據國標規定，變形鋁及鋁合金可直接引用國際四位數字體系牌號或采用國標規定的四位字符牌號。全世界鋁的用量百萬噸一次生產量二次回收量總用量四、鋁合金的牌號、性能及用途1、變形鋁合金全世界鋁的用量百76GB3190-82中的舊牌號仍可繼續使用，表示方法為:防銹鋁合金：LF+序號

硬鋁合金：LY+序號

超硬鋁合金：LC+序號鍛鋁合金：LD+序號鋁合金波紋管鋁合金制品鋁是可以回收利用的金屬GB3190-82中的舊牌號仍可繼續使用，表示方法為:鋁合77⑵常用變形鋁合金①防銹鋁合金主要是Al-Mn和Al-Mg系合金。Mn和Mg主要作用是衛星天線（LF2）提高抗蝕能力和塑性，并起固溶強化作用。防銹鋁合金鍛造退火后組織為單相固溶體，抗蝕性、焊接性能好，易于變形加工，但切削性能差。不能進行熱處理強化，常利用加工硬化提高其強度。⑵常用變形鋁合金衛星天線（LF2）提高抗蝕能力和塑78汽化器(熱交換管為LF21)常用的Al-Mn系合金有

LF21（3A21），其抗蝕性和強度高于純鋁，用于制造油罐、油箱、管道、鉚釘等需要彎曲、沖壓加工的零件。常用的Al-Mg系合金有LF5（5A05），其密度比純

鋁小，強度比Al-Mn合金高，在航空工業中得到廣泛應用，如制造管道、容器、鉚釘及承受中等載荷的零件。汽化器(熱交換管為LF21)常用的Al-Mn系合金有LF279②硬鋁合金主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量Mn。可進行時效強化，也可進行變形強化。強度、硬度高，加工性能好，耐蝕性低于防銹鋁。常用硬鋁合金如LY11(2A11)、LY12(2A12)等，用于制造沖壓件、模鍛件和鉚接件，如螺旋槳、梁、鉚釘等.

飛機翼梁(腹板為硬鋁合金)②硬鋁合金常用硬鋁合金如LY11(2A11)、LY1280③超硬鋁合金屬Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量Cr和Mn。時效強化效果超過硬鋁合金.熱態塑性好，但耐蝕性差。常用合金有LC4(7A04)、LC9(7A09)等，主要用于工作溫度較低、受力較大的結構件,如飛機大梁、起落架等.飛機主起落架③超硬鋁合金飛機主起落架81④鍛鋁合金Al-Cu-Mg-Si系合金可鍛性好，力學性能高，用于形狀復雜的鍛件和模鍛件，如噴氣發動機壓氣機葉輪、導風輪等.壓氣機葉片Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐熱鍛鋁合金

常用牌號有LD7(2A70)、LD8(2A80)、LD9(2A90)等。用于制造150~225℃下工作的零件，如壓氣機葉片、超音速飛機蒙皮等。④鍛鋁合金壓氣機葉片Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐熱鍛鋁82美F-117隱身戰斗機

(所用材料大部分是鋁合金)高比強鋁合金機翼美F-117隱身戰斗機

(所用材料大部分是鋁合金)高比強鋁合832、鑄造鋁合金包括：Al-Si系：代號為ZL1+兩位數字順序號Al-Cu系：代號為ZL2+兩位數字順序號Al-Mg系：代號為ZL3+兩位數字順序號Al-Zn系：代號為ZL4+兩位數字順序號⑴Al-Si系鑄造鋁合金

又稱硅鋁明。其中ZL102(ZAlSi12)是含12%Si的鋁硅二元合金，稱為簡單硅鋁明.577℃12.7%2、鑄造鋁合金包括：又稱硅鋁明。其中ZL102(84在普通鑄造條件下，ZL102組織幾乎全部為共晶體，由粗針狀的硅晶體和固溶體組成，強度和塑性都較差。生產上通常用鈉鹽變質劑進行變質處理，得到細小均勻的共晶體加一次固溶體組織，以提高性能。未變質處理

經變質處理

ZL102的鑄態組織在普通鑄造條件下，ZL102組織幾乎全部為共晶體，由粗針狀85加入其他合金元素的鋁硅鑄造合金稱復雜(或特殊)硅鋁明。Al-Si系鑄造鋁合金的鑄造性能好，具有優良的耐蝕性、耐熱性和焊接性能。活塞(裙部為鋁硅合金)用于制造飛機、儀表、電動機殼體、汽缸體、風機葉片、發動機活塞等。加入其他合金元素的鋁硅鑄造合金稱復雜(或特殊)硅鋁明。活塞(86⑵Al-Cu系鑄造鋁合金這類合金的耐熱性好，強度較高；但密度大，鑄造性能、耐蝕性能差，強度低于Al-Si系合金。汽缸頭常用代號有ZL201(ZAlCu5Mn)、ZL203(ZAlCu4)等。主要用于制造在較高溫度下工作的高強零件，如內燃機汽缸頭、汽車活塞等。⑵Al-Cu系鑄造鋁合金汽缸頭常用代號有ZL201(ZA87⑶Al-Mg系鑄造鋁合金這類合金的耐蝕性好，強度高，密度小；但鑄造性能差,耐熱性低。常用代號為ZL301(ZAlMg10)、ZL303(ZAlMg5Si1)等.主要用于制造外形簡單、承受沖擊載荷、在腐蝕性介質下工作的零件，如艦船配件、氨用泵體等。鼓風機密封件等(ZL102、301)⑶Al-Mg系鑄造鋁合金常用代號為ZL301(ZAlMg188⑷Al-Zn系鑄造鋁合金這類合金的鑄造性能好，強度較高，可自然時效強化；但密度大，耐蝕性較差。大型空壓機活塞(ZL401)常用代號為ZL401(ZAlZn11Si7)、ZL402(ZAlZn6Mg)等.主要用于制造形狀復雜受力較小的汽車、飛機、儀器零件。⑷Al-Zn系鑄造鋁合金大型空壓機活塞(ZL401)常用代89內容回顧1、什么是有色金屬？2、鋁及鋁合金性能特點3、鋁合金的分類4、鋁合金的熱處理內容回顧1、什么是有色金屬？90作業預習第二節你家里和宿舍有什么是用銅合金制作的作業預習第二節91本次課目的(第15周星期2第3-4節)了解銅合金成分和性能本次課目的(第15周星期2第3-4節)了解銅合金成分和性能92第二節銅及銅合金

一、銅及銅合金性能特點純銅呈紫紅色，故又稱紫銅，具有面心立方晶格，無同素異構轉變，無磁性。

純銅具有優良的導電性和導熱性，在大氣、淡水和冷凝水中有良好的耐蝕性。塑性好。

熱軋銅合金第二節銅及銅合金一、銅及銅合金性能特點熱軋銅合金93銅合金常加元素為Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、Ti、Zr、Cr等，既提高了強度，又保持了純銅特性.銅合金分為黃銅、青銅、白銅三大類。銅管銅與黃銅帶銅合金常加元素為Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、T94二、黃銅以鋅為主要合金元素的銅合金稱為黃銅。黃銅按化學成分可分為普通黃銅和特殊黃銅。按工藝可分為加工黃銅和鑄造黃銅。

黃銅鑄件黃銅棒二、黃銅黃銅鑄件黃銅棒951、普通黃銅銅與鋅的二元合金稱為普通黃銅。加工普通黃銅的牌號為：H(黃)+表示銅平均百分含量的數字，如H68。從銅鋅合金相圖可以看出黃銅有和+’兩種組織,分別稱單相黃銅和兩相黃銅。

1、普通黃銅從銅鋅合金相圖可以看出黃銅有和+’兩種96普通黃銅的顯微組織

單相黃銅

兩相黃銅

普通黃銅的顯微組織單相黃銅兩相黃銅97單相黃銅塑性好。常用牌號有H80、H70、H68。適于制造冷變形零件，如彈殼、冷凝器管等。兩相黃銅熱塑性好,強度高.常用牌號有H59、H62。適于制造受力件，如墊圈、彈簧、導管、散熱器等。冷凝器管汽車機油泵襯套單相黃銅塑性好。冷凝器管汽車機油泵襯套982、特殊黃銅在普通黃銅的基礎上加入Al、Fe、Si、Mn、Pb、Sn、Ni等元素形成特殊黃銅。

加工特殊黃銅的牌號為：H(黃)+主加元素符號(Zn除外)+銅平均百分含量+主加元素平均百分含量,如HPb59-1.特殊黃銅強度、耐蝕性比普通黃銅好，鑄造性能改善。黃銅制品黃銅棒2、特殊黃銅黃銅制品黃銅棒99常用牌號有HPb63-3、HAl60-1-1、HSn62-1、HFe59-1-1、ZCuZn38Mn2Pb2、ZCuZn16Si4等。主要用于船舶及化工零件，如冷凝管、齒輪、螺旋槳、軸承、襯套及閥體等。常用牌號有HPb63-3、HAl60-1-1、HSn62-1100三、青銅除黃銅和白銅外的其他銅合金統稱為青銅。

加工青銅的牌號為：Q+主加元素符號及其平均百分含量+其他元素平均百分含量如QSn4-3(含4%Sn、3%Zn).常用青銅有錫青銅、鋁青銅、鈹青銅、硅青銅、鉛青銅等。

青銅制品三、青銅青銅制品1011、錫青銅是以錫為主加元素的銅合金，錫含量一般為3~14%。

錫青銅鑄造流動性差，鑄件密度低，易滲漏，但體積收縮率在有色金屬中最小。錫青銅耐蝕性良好，在大氣、海水及無機鹽溶液中的耐蝕性比純銅和黃銅好，但在硫酸、鹽酸和氨水中的耐蝕性較差。

錫青銅錠Cu-Sn相圖1、錫青銅錫青銅錠Cu-Sn相圖102常用牌號有QSn4-3、QSn6.5-0.4、ZCuSn10Pb1等。主要用于耐蝕承載件,如彈簧、軸承、齒輪軸、蝸輪、墊圈等。錫青銅管船用青銅軟管快速接頭閥(錫青銅閥體、閥蓋)常用牌號有QSn4-3、QSn6.5-0.4、ZCuSn101032、鋁青銅以鋁為主加元素的銅合金，鋁含量為5~11%。強度、硬度、耐大型水力發電設備中的抗磨環磨性、耐熱性及耐蝕性高于黃銅和錫青銅，鑄造性能好，但焊接性能差。常用牌號有QAl5、QAl7、ZCuAl8Mn13Fe3Ni2等。主要用于制造船舶、飛機及儀器中的高強、耐磨、耐蝕件，如齒輪、軸承、蝸輪、軸套、螺旋槳等。2、鋁青銅大型水力發電設備中的抗磨環磨性、耐熱性及耐1043、鈹青銅以鈹為主加元素的銅合金，鈹含量為1.7~2.5%。具有高的強度、彈性極限、耐磨性、耐蝕性，良好的導電性、導熱性、冷熱加工及鑄造性能，但價格較貴.鈹青銅制品常用牌號有QBe2、QBe1.7、QBe1.9等。用于重要的彈性件、耐磨件，如精密彈簧、膜片，高速、高壓軸承及防爆工具、航海羅盤等重要機件.3、鈹青銅鈹青銅制品常用牌號有QBe2、QBe1.7、QBe105普通白銅是Cu-Ni二元合金，具有較高的耐蝕性和抗腐蝕疲勞性能及優良的冷熱加工性能。普通白銅牌號：B+鎳的平均百分含量，如B5。常用牌號有B5、B19等。用于在蒸汽和海水環境下工作的精密機械,儀表零件及冷凝器,蒸餾器,熱交換器等.

白銅件四、白銅以鎳為主要合金元素的銅合金稱白銅。分普通白銅和特殊白銅。普通白銅是Cu-Ni二元合金，具有較高的耐蝕性和抗腐蝕疲勞性106特殊白銅是在普通白銅基礎上添加Zn、Mn、Al等元素形成的，分別稱鋅白銅、錳白銅、鋁白銅等。其耐蝕性、強度和塑性高，成本低。常用牌號如BMn40-1.5(康銅)、BMn43-0.5(考銅)。用于制造精密機械、儀表零件及醫療器械等。康銅熱偶白銅型材特殊白銅是在普通白銅基礎上添加Zn、Mn、Al等元素形成的，107第三節鈦及鈦合金

一、工業純鈦

純鈦密度小，熔點高。882.5℃發生同素異構轉變-Ti?-Ti,由體心立方-Ti轉變為密排六方-Ti.純鈦比強度高，塑性、低溫韌性和耐蝕性好。美F-22戰機約36%重量的零件用鈦合金制造第三節鈦及鈦合金一、工業純鈦美F-22戰機約36%重108純鈦主要用于350℃以下工作、強度要求不高的零件，如石油化工用熱交換器、反應器，海水凈化裝置及艦船零部件。鈦鋼復合反應釜鈦管換熱器鈦制蒸餾塔純鈦主要用于350℃以下工作、強度要求不高的零件，如石油化109二、鈦合金純鈦加入合金元素形成鈦合金。鈦合金幾乎都含有鋁。鋁能提高鈦合金的強度、比強度和再結晶溫度.按退火組織，鈦合金可分為型鈦合金、型鈦合金和+型鈦合金三類，它們的牌號分別用TA、TB、TC加順序號表示。如TA5、TB2、TC4等。其中TA0~TA3為工業純鈦。鈦合金泵二、鈦合金按退火組織，鈦合金可分為型鈦合金、型鈦合金和110你宿舍和家里有什么是鈦合金制作的？為什么要用鈦合金制作?你宿舍和家里有什么是鈦合金制作的？1111、型鈦合金主加元素為鋁，還有錫、硼等。

不能熱處理強化，通常在退火狀態下使用,組織為單相固溶體.

強度低于另兩類鈦合金，但高溫強度、低溫韌性及耐蝕性優越.鈦合金氫泵誘導輪鈦合金氫泵殼體1、型鈦合金鈦合金氫泵誘導輪鈦合金氫泵殼體112常用牌號有TA5、TA7等主要用于制造500℃以下工作的零件，如飛機壓氣機葉片、導彈的燃料罐、超音速飛機的蝸輪機匣及飛船上的高壓低溫容器等。

鈦合金衛星框架鈦合金液下泵-Ti合金組織常用牌號有TA5、TA7等鈦合金衛星框架鈦合金液下泵-T1132、型鈦合金加入的合金元素有鉬、鉻、釩、鋁等。經淬火加時效處理后，組織為相基體上分布著細小的相粒子。這類合金強度高，但冶煉工藝復雜，難于焊接,應用受到限制。鈦合金管鈦合金管應用2、型鈦合金鈦合金管鈦合金管應用114型鈦合金有TB2、TB3、TB4三個牌號。主要用于350℃以