第1页：第八章 有色金属
第八章 有色金属：本页为图示内容，标明本章讲铝及铝合金与铜及铜合金的性能与应用。
第2页：铸铁部分小结
铸铁部分小结
- 小结
- 铸铁的石墨化过程
- 铸铁组织的特点
- 石墨对铸铁性能的影响
- 常用铸铁的牌号及应用
第3页：铝及铝合金的特性
铝及铝合金的特性
- 铝及铝合金
- 一、铝及铝合金的特性：
- （1）比重小，比强度高；ρ纯铝=2.7g/cm3
- （2）优良的物理、化学性能；
- i导电性好，仅次于Ag, Cu, Au；
- ii极好的抗大气腐蚀能力；“钝化”
- iii非磁性，即磁化率极低。
第4页：铝的加工性能
铝的加工性能
- 铝及铝合金
- （3）加工性能良好：
- i塑性好，可冷成形；
- ii切削性能好；
- iii超高强度铝合金成形后热处理，可以达到很高的强度水平；
- iiii铸造铝合金铸造性能极好。
第5页：纯铝的分类与牌号
纯铝的分类与牌号
- 二、铝及其合金的分类与牌号
- 纯铝
- （一）高纯铝（Fcc）
- L01, L02, L03, L04,由1-4，Al的含量由99.93-99.99%.主要用于科研、制作电容器。
- （二）工业高纯铝：
- L0, L00,，Al的含量由98.85-99.9%.制作铝箔、包铝、冶炼铝合金。
- （三）工业纯铝：
- L5, L4, L3, L2, L1,由5-1，Al的含量由98.0-99.0%.制作电线、电缆，熔炼合金。
第6页：铝合金的分类与牌号
铝合金的分类与牌号
- 二、铝及其合金的分类与牌号
- 铝合金
- LF+数字：防锈铝合金；
- Ly+数字：硬铝合金；
- LC+数字：超硬铝合金；
- LD+数字：锻铝合金；
- 详见教材P223
第7页：铸造铝合金牌号
铸造铝合金牌号
- 二、铝及其合金的分类与牌号
- 铝合金
- ZL+数字：铸造铝合金；
- ZL1××：Al-Si合金；
- ZL2××：Al-Cu合金；
- ZL3××：Al-Mg合金；
- ZL4××：Al-Zn合金。
- 详见教材P225
第8页：铝合金分类图
铝合金分类图：本页为图示内容，按加工方式与合金系列出各类铝合金的牌号分支。
第9页：铝合金的强化方式
铝合金的强化方式
- 三、铝合金的强化
- 1、固溶强化；如Cu, Mg, Zn, Si, Mn等加入可形成有限固溶体。
- 2、时效强化：
- 3、细晶强化；
- 4、冷变形强化。
第10页：时效强化
时效强化：本页为图示内容，显示自然时效与人工时效过程中硬度随时间的变化。
第11页：固溶处理与时效硬化
固溶处理与时效硬化
- 三、铝合金的强化
- 固溶处理：将成分位于相图中D-F之间的合金加热到α相区，经保温获得单项固溶体后迅速水冷，可在室温得到过饱和的α固溶体。
- 在室温下放置或低温加热时，强度和硬度会明显升高。这种现象称为时效或时效硬化。
第12页：自然时效与人工时效
自然时效与人工时效
- 三、铝合金的强化
- 在室温下进行的称为自然时效；在加热条件下进行称为人工时效。
- 合金时效的条件：能在高温形成均匀的固溶体，并且固溶体中溶质的浓溶解度必须随温度的降低而显著降低。
- 时效曲线，见教材P193
第13页：铝合金的回归现象
铝合金的回归现象
- 三、铝合金的强化
- 自然时效后的铝合金，在230-250℃短时间（几秒至几分钟）加热后，快速水冷至温室，可以重新变软。如再在室温下放置，则又能发生正常的自然时效。这种现象称为回归。
- 回归和再时效示意图见教材P222
第14页：铝合金选用原则
铝合金选用原则
- 四、常用铝合金选用原则：
- （1）考虑机械性能特点：
- 比强度高（强度与相对密度之比）可用于机构件；
- 良好的塑性加工性能可用于挤压件；
- 小的弹性模量可用于抗震性好的工件；低温性能好可用于低温构件；
第15页：铝合金的使用与工艺性能
铝合金的使用与工艺性能
- 四、常用铝合金选用原则：
- （2）考虑其使用性能特点：
- 熔点为600℃，使用温度不能过高；
- 良好的耐蚀性，导电、导热性及抛光性能宜做腐蚀环境零件及导电及某些电器材料。
- （3）考虑其工性能特点：
- 熔点低、熔炼和铸造方便，以及好的加工性能和铸造性能等
第16页：铜及铜合金的特性
铜及铜合金的特性
- 铜及铜合金
- 一、铜及铜合金的特性：
- （1）优异的物理化学性能：导电性、导热性好；抗蚀能力高；铜（紫铜）抗磁性；
- （2）良好的加工性能：塑性好，铸造性能好；
- （3）特殊机械性能：减摩性耐磨性好，高的弹性极限和疲劳极限；
- （4）色泽美观。
第17页：紫铜的分类与牌号
紫铜的分类与牌号
- 二、铜及其合金的分类与牌号
- (一)紫铜（纯铜）：
- Fcc无磁性，无同素异构转变，熔点1083℃。
- 据铜中的含氧量可将铜分为三类：
- a.工业纯铜：O%=0.02-0.10%.牌号为T1, T2, T3,T4由1—4，含Cu为99.95---99.50%
- b.磷脱氧铜：O%<0.01%.牌号为TP1(99.90%)，TP2(99.85%)
- c.无氧铜：O%<0.003%.牌号为TU1(99.97%)，TU2(99.95%)
第18页：铜合金
铜合金
- 二、铜及其合金的分类与牌号
- （二）铜合金
- 在铜中加入适量合金元素以后，可获得强度较高的铜合金，同时又保持纯铜的一些优良性能。
第19页：黄铜与青铜的分类
黄铜与青铜的分类
- 二、铜及其合金的分类与牌号
- （1）．分类：
- a．黄铜；以锌为主加元素；
- 又可分为：普通黄铜Cu+Zn的合金（单相黄铜含锌低于39%或双相黄铜含锌高于39%）；
- 特殊黄铜Cu+Zn+（Sn、AL、Si、Pb、Mn、Fe、Ni）的合金。
- b．青铜；Cu+Sn、Cu+AL、Cu+Si、Cu+Pb、Cu+Be、Cu+Mn的合金；
第20页：黄铜
黄铜：本页为图示内容，显示单相或双相黄铜的晶粒形貌。
第21页：普通黄铜牌号H68
普通黄铜牌号H68
- 二、铜及其合金的分类与牌号
- （１）牌号
- 黄铜的牌号：
- A、普通黄铜
- H68“H”表示黄铜；“68”铜含量为68%，其余为锌。
- ZH62“ZH”表示铸造黄铜；“62”铜含量为62%，其余为锌。
第22页：特殊黄铜牌号HPb59-1
特殊黄铜牌号HPb59-1
- 二、铜及其合金的分类与牌号
- B.特殊黄铜（复杂黄铜）
- 编号方法：H+除Zn以外的主加元素+Cu的含量—除Zn以外的主加元素的量。
- 例如：HPb59-1，特殊黄铜，除锌外的主加元素为“Pb”，铜含量为59%，铅含量为1%。
- 例如：ZHMn59-3-2，铸造锰黄铜（特殊黄铜），含铜59%，含锰3%，其它合金元素2%。
第23页：青铜牌号QSn4-3
青铜牌号QSn4-3
- 二、铜及其合金的分类与牌号
- 青铜的牌号：
- 与黄铜编号方法基本相同，只是牌号开头的字母不同。“Q”表示压力加工青铜；“ZQ”表示铸造青铜。例如：QSn4-3；ZQSi3-1。
第24页：铜合金的选用原则
铜合金的选用原则
- 三、铜合金选用原则
- （1）充分考虑其导电、导热性能特点；
- 可制：导体及散热器片、线材、管材、薄板材、电缆等。
- （2）考虑其机械性能及耐磨，耐蚀性能等；
- 对于一些耐蚀件、散热器件、减摩零件及弹性元件等，可选用铜合金。
第25页：黄铜阀门
黄铜阀门：本页为图示内容，展示铜合金制造的耐蚀管路零件。
第26页：青铜轴承
青铜轴承：本页为图示内容，展示利用减摩耐磨性能制造的滑动轴承零件。
第27页：铜合金的工艺性能与节约使用
铜合金的工艺性能与节约使用
- 三、铜合金选用原则
- （3）考虑其工艺性能特点；
- 塑性好：冲压或锻轧成型件可选用之；
- 铸造性能好：普通铸件和压铸件可用之；
- 切削加工性好和光洁度高：大量生产的切削成型件可用之；
- 但是Cu的储量小，价格较贵，应节约使用，特殊条件下使用。
第28页：第八章小结
第八章小结
- 小结
- 铜合金、铝合金的性能特点
- 铜合金、铝合金的强化
- 铜合金、铝合金的分类及牌号
- 铜合金、铝合金的典型应用
