09第九章 非铁金属及其合金.ppt

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1、第六章非铁金属及其合金在工业生产中，通常把铁及其合金称为黑色金属，把其他非铁金属及其合金称为有色金属。有色金属的产量和用量不如黑色金属多，但由于其具有许多优良的特性，如特殊的电、磁、热性能，耐蚀性能及高的比强度（强度与密度之比）等，已成为现代工业中不可缺少的金属材料。第一节铝及铝合金变形铝合金的牌号表示方法一：四位数字体系牌号方法二：四位字符体系牌号第一位数字：表示铝及铝合金的组别（主加元素），１纯Al、２Cu、３Mn、４Si、5Mg、6MgSi、7Zn等，如7XXX第二位数字（或字母）纯铝及铝合金的改型情况。0或字母A表示原始纯铝合金，1～9或B～Y表示改型情况，如70XX，或7AX

2、X最后两位数字用来标示同一系列中的不同合金，如7A04一、纯铝纯铝具有银白色金属光泽，密度小（2.72），熔点低（660.4℃），导电、导热性能优良。抗大气腐蚀性能好，易于加工成形。具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性。工业纯铝的牌号有L1、L2、…L6，“L”是“铝”的汉语拼音字首，后边的数字表示纯度，数字越大则纯度越低。工业高纯铝的牌号以LG1、LG2、…LG5表示，其数字越大，纯度越高。纯铝中杂质含量增加，纯铝的性能有所下降。二、铝合金的分类及热处理铝合金一般具有有限固溶型共晶相图。1.铝合金的分类铝合金可分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。铝合金分类示意图变形铝合金又分为可热

3、处理强化和不可热处理强化两类。铝合金既具有高强度又保持纯铝的优良特性。铝合金常加入的元素主要有Cu、Mn、Si、Mg、Zn等，此外还有Cr、Ni、Ti、Zr等辅加元素。铝合金型材铝铸件2.铝合金的热处理可热处理强化变形铝合金的热处理方法：固溶处理+时效。固溶处理是指将合金加热到固溶线以上，保温并淬火后获得过饱和的单相固溶体组织的处理。时效是指将过饱和的固溶体加热到固溶线以下某温度保温，以析出弥散强化相的热处理。在室温下进行的时效称自然时效；在加热条件下进行的时效称人工时效。时效强化效果与加热温度和保温时间有关。温度一定时,随时效时间延长,时效曲线上出现峰值,超过峰值时间,析出相聚集长大

4、,强度下降,为过时效。随时效温度提高，峰值强度下降，出现峰值的时间提前。含4%Cu铝合金的时效曲线三、常用变形铝合金分为防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金及锻铝合金。防锈铝合金属于不能热处理强化的铝合金冷凝器GB3190-82中的旧牌号仍可继续使用，表示方法为：防锈铝合金：LF+序号硬铝合金：LY+序号超硬铝合金：LC+序号锻铝合金：LD+序号铝合金波纹管铝合金制品1.防锈铝主要是Al-Mn和Al-Mg系合金。Mn和Mg的主要作用是提高抗蚀能力和塑性，并起固溶强化作用。防锈铝合金锻造退火后组织为单相固溶体，抗蚀性、焊接性能好，易于变形加工，但切削性能差。不能进行热处理强化，常利用

5、加工硬化提高其强度。卫星天线（LF2）汽化器（热交换管为LF21）常用的Al-Mn系合金有LF21（3A21），其抗蚀性和强度高于纯铝，用于制造油罐、油箱、管道、铆钉等需要弯曲、冲压加工的零件。常用的Al-Mg系合金有LF5（5A05），其密度比纯铝小，强度比Al-Mn合金高，在航空工业中得到广泛应用，如制造管道、容器、铆钉及承受中等载荷的零件。2.硬铝主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量Mn。可进行时效强化，也可进行变形强化。强度、硬度高，加工性能好，耐蚀性低于防锈铝。常用硬铝合金如LY11(2A11)、LY12(2A12)等，用于制造冲压件、模锻件和铆接件，如螺旋桨、梁、铆钉等。

6、飞机翼梁(腹板为硬铝合金)3.超硬铝属Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量Cr和Mn。时效强化效果超过硬铝合金。热态塑性好，但耐蚀性差。飞机主起落架常用合金有LC4(7A04)、LC9(7A09)等，主要用于工作温度较低、受力较大的结构件，如飞机的大梁、起落架等。4.锻铝Al-Cu-Mg-Si系合金可锻性好，力学性能高，用于形状复杂的锻件和模锻件，如喷气发动机压气机叶轮、导风轮等。Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻铝合金常用牌号有LD7（2A70）、LD8（2A80）、LD9（2A90）等。用于制造150~225℃下工作的零件，如压气机叶片、超音速飞机蒙皮等。压气机叶片叶导轮美F

7、-117隐身战斗机（所用材料大部分是铝合金）四、铸造铝合金包括：Al-Si系：代号为ZL1+两位数字顺序号Al-Cu系：代号为ZL2+两位数字顺序号Al-Mg系：代号为ZL3+两位数字顺序号Al-Zn系：代号为ZL4+两位数字顺序号1.Al-Si系铸造铝合金又称硅铝明。其中ZL102（ZAlSi12）是含12%Si的铝硅二元合金，称为简单硅铝明。在普通铸造条件下，ZL102组织几乎全部为共晶体，由粗针状的硅晶体和固溶体组成，强度和塑性都较差。