第八章、非鐵金屬材料第一節(jié)、鋁及鋁合金一、純鋁

純鋁的特性

密度：2.7g/cm3

熔點：660C

良好的導電性、導熱性在大氣條件下其表面很容易生成Al2O3薄膜屬面心立方結構（FCC），塑性很好：d＝35％～40％硬度、強度低：HB25～30，sb＝80～100MPa易拉罐的制備過程第一節(jié)、鋁及鋁合金

鋁中的雜質

鋁中常見的雜質：Fe、Si、Cu、Zn、Mg，尤其以Fe和Si常見。

工業(yè)純鋁的分類、牌號及應用

純鋁：99%～99.85%制作鋁鉑、導線、電纜以及導熱和日用器皿

高純鋁：>99.85%科學研究、化學工業(yè)及一些特殊場合

鑄造純鋁(未經加工)：ZAl99.5

表示含鋁99.5%的鑄造純鋁

變形純鋁(經加工變形)：1×××，2×××，3×××，第一位數(shù)字表示鋁或合金的組別，1表示純鋁，2～7分別表示以Cu、Mn、Si、Mg、Zn為主要合金元素的鋁合金。第二位是字母，A表示原始純鋁或鋁合金，B表示改型純鋁或鋁合金后兩位數(shù)字，對于純鋁表示鋁的含量小數(shù)點后兩位數(shù)字。

1A30：含99.30%的變形原始純鋁第一節(jié)、鋁及鋁合金

鋁合金強化的基本原理

在鋁中加入合金元素，配制成各種成分的鋁合金是提高鋁強度的有效途徑，鋁合金主要靠固溶強化來提高其強度。二、合金鋁Al鑄造鋁合金變形鋁合金可熱處理強化不可熱處理強化DLF第一節(jié)、鋁及鋁合金

鋁合金強化的基本原理合金Al－ZnAl－MgAl－CuAl－MnAl－SiD點合金含量,wt%3.1614.905.651.951.65D點溫度，C275451548659577F點合金含量,wt%60.340.200.050.05鋁中加入不同合金元素對相圖D及F點成分的影響第一節(jié)、鋁及鋁合金

鋁合金的熱處理1、退火：變形鋁合金的退火：1）目的是使其成分均勻化，提高其塑性。通常稱均勻化退火退火工藝：低于固相線20~40C，保溫幾～幾十小時

2）對于經過加工變形的鋁合金，退火的目的主要目的是消除加工硬化，有利于后續(xù)加工則成為中間退火或再結晶退火。

退火工藝：再結晶溫度以上保溫1～4小時。鑄造鋁合金的退火：主要是消除鑄鋁合金的成分不均勻性和內應力。第一節(jié)、鋁及鋁合金

鋁合金的熱處理2、時效強化處理：

時效強化：將合金加熱到一定溫度，經過一段時間的保溫，使其內部析出顆粒細小的第二相，從而使合金的強度硬度得到提高的現(xiàn)象。一般將室溫下進行的時效處理稱為自然時效處理，而在加熱條件下進行的時效稱為人工時效處理。

時效強化機理：在時效處理過程中，形成了與基體形成共格或半共格的第二相，并且它們彌散地分布于基體中，從而阻止了位錯的滑移與運動。因此使材料的強度提高。第一節(jié)、鋁及鋁合金

鋁合金的牌號及應用1、變形鋁合金：防銹鋁合金：LF21，L代表鋁，F(xiàn)代表防銹，數(shù)字表示序號；

硬鋁合金：

LY1、LY11。L代表鋁，Y代表硬，數(shù)字為序號；超硬鋁：LC4、LC6。L表鋁，C表超硬，數(shù)字表序號，主要是Al-Cu-Mg-Zn系合金

鍛鋁合金：

LD5。L表鋁，D表鍛造，數(shù)字表序號，主要是Al-Cu-Mg-Si系合金。具有良好的熱塑性，易于鍛造。2、鑄造鋁合金：ZL101，Z代表鑄造，L代表鋁合金，第一位數(shù)字表示系列（1表示Al－Si系，2表示Al－Cu系，3表示Al－Mg系，4為Al－Zn系），后兩位表示合金順序號（表8－5）。

Al–SiAl–CuAl–MgAl–ZnZL101ZL201ZL301ZL401ZL102ZL202ZL302ZL402ZL103ZL203ZL303ZL403……

第二節(jié)、銅及銅合金一、純銅1、純銅的特性：純銅表面氧化后呈紫紅色，故又稱為紫銅。當銅暴露在大氣中時，能在其表面生成綠色的保護膜（CuCO3·2Cu(OH)2,）；又稱銅綠。銅為FCC結構，無同素已構轉變，塑性很好。2、純銅中的雜質：

Pb、Bi、O、S、P等雜質，這些雜質不僅降低了銅的導電、導熱性能，還會形成低熔點的（<400C）的共晶體，從而破壞晶粒間的結合，造成脆性斷裂，即為“熱脆”。3、純銅性能及用途性能：導電、導熱性好，塑性好，耐蝕性好。用途：導電、導熱器材，耐蝕器皿，配制銅合金。。

第二節(jié)、銅及銅合金1、工業(yè)純銅的代號、熱處理及應用：純銅表面氧化后呈紫紅色，故又稱為紫銅。工業(yè)純銅銅錠電解銅無氧銅未加工產品加工產品代號：Cu1、Cu2兩種代號：TU1、TU2兩種工業(yè)純銅加工產品的代號、成分及用途代號WCu,%主要雜質，％用途舉例BiPbO2雜質總量T199.950.0020.0050.020.05電線、電纜、導電螺釘、雷管、化工用蒸發(fā)器、儲藏器和各種管道T299.900.0020.0050.060.10T399.700.0020.0100.100.30電氣開關、墊圈、管道第二節(jié)、銅及銅合金二、銅合金1、黃銅以Zn為主作為合金元素加入的銅合金稱為黃銅。普通黃銅：Cu－Zn二元合金。用“H＋數(shù)字”表示，H90特殊黃銅：加入Si、Al、Sn、Pb、Mn、Fe、Ni，“H＋主加元素符號＋含銅量＋主加元素含量”表示，如HPb59－1Cu–Zn合金中再加少量其它元素，如：

HPb74–3,Wcu=74%,WPb=3%,其余為Zn。

HAl77–3,Wcu=77%,WAl

=3%,其余為Zn。第二節(jié)、銅及銅合金二、銅合金1、青銅人類早期使用的青銅為錫青銅，表面呈青灰色，主要是Cu-Sn合金。近代工業(yè)還將銅鋁、銅鈹、銅鉛、銅硅等銅合金皆稱為青銅或特殊青銅。錫青銅：Sn：3～14％－Cu鋁青銅：Al：<12％－Cu鈹青銅：Be:1.2~2.5%－Cu如:QSn4–3,主加Sn，4%，其它3%（Zn），其余為Cu。

QAl9–4,主加Al，9%，其它4%（Fe），其余為Cu。第三節(jié)、鈦及鈦合金一、純鈦1、純鈦的特性顏色：銀白色熔點：1668C，密度：4.5g/cm3,高于Al，是Fe的一半線膨脹系數(shù)：小導熱性：差同素異構轉變：882.5℃時，α-Ti（hcp)β-Ti(bcc)。

牌號：TA1,TA2,TA3,數(shù)字越大，純度越低。

耐腐蝕性：高于大多數(shù)不銹鋼（因為其表面易形成TiO2惰性保護膜）TA1：TA2：數(shù)字越大，雜質越多，強度越高，塑性越低。TA32、純鈦的編號第三節(jié)、鈦及鈦合金二、鈦合金：主要是Ti－Al合金鈦合金a鈦合金：b鈦合金：(a+b)鈦合金2。鈦合金特性

●比強度高，σb可達1500MPa,而d=4.5。

●熱強度高，工作溫度可達550℃。

●低溫韌性好，-250℃仍具有良好韌性。

●耐蝕性能好，在大氣、海水及酸里的耐腐蝕

性高于不銹鋼。

●工藝性能差，鍛造性能、切削性能不好。牌號：●α型鈦合金：組織為單相α。不可熱處理強化，但高溫強度高。

TA+順序號（順序號大于4）如：TA4,TA5,TA6等。●β型鈦合金：組織為單相β。耐蝕性差，冶煉工藝復雜。

TB+順序號如：TB1,TB2,T