最新21-非铁金属及粉末冶金材料教学讲义PPT.ppt

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1、21-非铁金属及粉末冶金材料工业上常用的金属材料中，通常称铁及其合金(钢铁)为黑色金属，其它的非铁金属称有色金属。有色金属由于具有许多良好的特殊性能，成为现代工业中不可缺少的材料。铝及铝合金一、工业纯铝纯铝是银白色的轻金属，密度小，熔点低(660℃)，有良好的导电、导热性(仅次于银、铜)。在空气中极易氧化生成一层致密的Al2O3薄膜，能阻止铝进一步氧化，从而使铝在空气中有良好的抗蚀能力。铝塑性高，强度、硬度低，可进行冷、热压力加工。通过加工硬化，使强度提高到150～250MPa，但塑性降低。工业纯铝ωA1=99.7％～99.8％，杂质主要是铁和硅。工业纯铝的牌

2、号按杂质含量编制。有1070、1370、1050、1035、1200等，编号越大，杂质含量越高，纯度越低。主要制作电线、电缆及强度要求不高的器皿。二、常用铝合金1．铝合金的分类及热处理(1)分类根据成分及生产工艺分：变形铝合金和铸造铝合金。铝合金相图的一般类型如图所示。2．变形铝合金(1)防锈铝合金。热处理不能强化。主要有Al-Mn、Al-Me系。强度适中、良好的塑性和抗蚀性。主要制造油罐、各种容器等。(2)硬铝合金。Al-Cu-Me、Al-Cu-Mn系。淬火和时效后可获得高强度，故称硬铝。由于耐蚀性差，有些硬铝板材在表面包一层纯铝后使用。可轧成板材、管材和型

3、材，以制造较高负荷下的铆接与焊接零件。(3)超硬铝合金。属于Al-Cu-Me-Zn系，强度高于硬铝。主要制造重量轻、受力较大的结构零件。硬铝淬火后多自然时效；超硬铝淬火后多人工时效。(4)锻造铝合金。大多属于Al-Cu-Me-Si系。优良的锻造工艺性。主要制造各种锻件和模锻件。3．铸造铝合金(1)常用铸造铝合金分铝硅系、铝铜系、铝镁系和铝锌系等四类。代号：ZL＋三位数字，ZL表示铸铝；第一位数表示合金类别：1铝硅系，2铝铜系，3铝镁系，4铝锌系；第二三位数表示合金顺序号。牌号：Z＋Al＋主要合金元素及质量分数，如ZAlSi12，表示ωSi=12％的铸造铝合金。

4、1)铝硅系(硅铝明)。牌号最多、应用最广。有良好的铸造性，加铜、镁、锰等元素使强化，并通过热处理进一步提高力学性能。作内燃机活塞、汽缸体、汽缸套、形状复杂的薄壁零件、仪表外壳等。2)铝铜系。强度较高，加入镍、锰可提高耐热性，用于高强度或高温下工作的零件。3)铝镁系。良好的耐蚀性，可作腐蚀条件下工作的铸件，如氨用泵体、泵盖等。4)铝锌系。有较高的强度，价格便宜，用于制造医疗器械零件、仪表零件和日用品等。(2)铝合金的变质处理铸造铝合金一般有较多的共晶组织，这种组织粗大，导致铸件性能降低。为了提高铸件的性能，需变质处理。变质处理：在合金浇注前，向液态合金中加占合金

5、的质量分数为2％～3％的变质剂(2／3的氟化钠和1／3的氯化钠的混和物)以细化共晶组织，从而显著提高合金的强度和塑性(强度提高30％～4％，伸长率提高1％～2％)。铜及铜合金一、工业纯铜外观呈紫红色曾称紫铜，有良好的塑性、导电导热性和耐蚀性，但强度低(200～250MPa)，不宜作结构零件，广泛用于制造电线、电缆、铜管及配制铜合金。代号有T1、T2、T3。序号越大，纯度越低。T1、T2主要制造导电器材或配制高级铜合金。T3主要配制普通铜合金。二、常用铜合金黄铜：以铜和锌为主的合金。普通黄铜是铜锌合金；在铜锌合金中加硅、锡、铝、铅、锰等称特殊黄铜。白铜：铜、镍为

6、主的合金。青铜：除黄铜和白铜外的铜合金。1．黄铜(1)普通黄铜。牌号：“H”加数字表示，数字表示铜含量。常用的有：1)H80。色泽美观，可作装饰品，有金色黄铜之称。有较好的力学性能和冷、热加工性能，耐蚀性好。2)H70。强度高，塑性好。冷成形性好，可用深冲压的方法制弹壳、散热器、垫片等零件，故有弹壳黄铜之称。因其铜与锌之比为7：3，亦称为7-3黄铜。3)H62。有较高的强度，热态下塑性良好，切削性能好，易焊接，耐腐蚀，价格较便宜，工业应用较多，如作散热器、油管、垫片、螺钉等。(2)特殊黄铜。在铜锌合金中加硅、锡、铝、铅、锰等，分别称硅黄铜、锡黄铜、铅黄铜。特殊

7、黄铜分压力加工与铸造两种。1)压力加工黄铜合金元素少，塑性较高，有较高的变形能力。编号方法是：H+主添加元素符号十铜的质量分数+主添加元素的质量分数常用的有铅黄铜HPb59—1，铝黄铜HA159—3—2等。HPb59—1含ωcu=59％，ωpb=1％，其余为锌的黄铜，有良好的切削加工性，常作各种结构零件，如销子、螺钉、螺母、衬套、垫圈等。HA159—3—2为含ωcu=59％，ωA1=3％，ωNi=2％，其余为锌的黄铜。耐蚀性较好，作耐腐蚀零件。2)铸造用黄铜不要求很高的塑性，为提高强度和铸造性，可加较多合金元素；牌号：Z（铸)+Cu+Zn及其含量+其它元素及含

8、。例：ZCuZn16Si4表示ωZn=