有色金属及其合金.ppt

第八章 第八章 有色金属及其合金 金属材料及热处理 有色金属及其合金 所有的非铁金属及其合金 有色金属材料 铝及铝合金 铜及铜合金 钛及钛合金 第一节 铝及铝合金 铝及铝合金的性能特点 纯铝的基本性质 ⑥ 具有极好的塑性和低的强度，易于加工成型；还具有良好的低温塑性，直到253℃其塑性和韧性也不降低。 ① 具有银白色金属光泽； ② 密度小(2.72)，熔点低(660.4℃)； ③ 导电导热性能优良； ④ 具有面心立方晶格，无素异构转变； ⑤ 纯铝在空气中易氧化，在其表面形成一层致密牢固的氧化膜，因而抗大气腐蚀性能好； 纯铝的主要用途 是配制铝合金，还可用来制造导线包覆材料及耐蚀器具等 纯铝的性能强化 纯铝的强度硬度低，不适于制作受力的零件。向铝中加入少量的合金元素制成铝合金，可变其组织结构，提高性能。常加入的元素主要有铜锰硅镁锌等，此外还有铬镍钛钴等辅加元素。 铝合金的分类 铝合金一般分为变形铝合金和铸造铝合金两大类，变形铝合金，其特点是加热到固溶线以上是为单相固溶体组织，塑性好，适于压力加工；铸造铝合金，其组织中存在共晶体，适于铸造。 铝合金可用于制造承受较大载荷的机械零件或构件，成为工业中广泛应用的有色金属材料。由于铝合金具有高的比强度，又成为飞机的主要结构材料。 第二节 铜及铜合金 1.纯铜的基本性质 ⑤ 纯铜主要用于配制铜合金，制作导电、导热材料即耐蚀器件等。 ① 纯铜呈紫红色，固称紫铜，其密度为8.9，熔点为1038℃； ② 具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性； ③ 具有良好的导电性和导热性；在大气、淡水和冷凝水中有良好的耐蚀性。 ④ 纯铜的强度不高，硬度较低，塑性好。 2. 铜合金 铜合金是在纯铜中加入合金元素后制成的，常用合金元素为锌、锡、铝、锰、镍、铁、铍、钛、锆、铬等。由于合金元素的固溶强化即第二相强化作用，使得铜合金既提高了强度，又保持了纯铜的特性，因而在机械工业中得到了广泛应用。 根据化学成分，可将铜合金分为黄铜、青铜、白铜三大类 1）黄 铜 以锌为主要合金元素的铜为黄铜 黄铜按化学成分可分为普通黄铜和特殊黄铜 按工艺可分为加工黄铜和铸造黄铜； 普通黄铜 铜和锌的二元合金称为普通黄铜。加工普通黄铜的牌号为+表示铜平均百分含量的数字。 普通黄铜的耐蚀性较好，与纯铜接近，但含锌量超过7%的冷变形黄铜件，在湿气、海水中或氨的作用下，易产生应力腐蚀，称为季裂。因此，须对冷变形件进行去应力退火。 特殊黄铜 在普通黄铜的基础上加入硅、锡、铝、锰、镍、铁、铅等元素形成特殊黄铜。 2）青 铜 除黄铜和白铜外的其他铜合金称为青铜 根据主加元素锡、铝、铍、硅、铅等的不同，分别称为锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜、铅青铜等。 锡青铜 是以锡为主加元素的铜合金，锡含量一般为3%～14% 常用的牌号有QSn4-3、QSn65-0.4、ZCuSnPb等，主要用于耐蚀承载件，如弹簧、轴承、齿轮轴、蜗轮、垫圈等。 铝青铜 是以铝为主加元素的铜合金，铝含量一般为5%～11%。 常用牌号有QAl5、QAl7、QAl9、QAl10-4-4、ZCuAlMn13Fe3Ni2等前两者为低铝青铜，主要用于制造要求高耐蚀的弹簧和弹性元件，后三者为高铝青铜，主要用于制造船舶、飞机及仪器中的高强、耐磨、耐蚀件，如齿轮、轴承、蜗轮轴套、螺旋桨等。 铍青铜 是以铍为主加元素的铜合金，铍含量一般为1.7%～ 2.5% 常用牌号有QBe2、Qe1.7、QBe1.9等，主要用于制造重要的弹性件、耐磨件等，如精密弹簧、膜片，高速高压下工作的轴承以及防爆工具、航海罗盘等重要零件。 3）白 铜 以镍为主要合金元素的铜合金称为白铜 常用的牌号有B5、B19等，主要用于制造在蒸汽和海水环境下工作的精密机械仪表中零件几冷凝器、热交换器等。 第三节 钛及钛合金 1.工业纯钛的基本性质 ① 纯钛是灰白色金属，密度小（4.507g/cm3），熔点高(1688℃)，在882.5℃发生同素异构转变α-Ti?β-Ti。 ② 纯钛的强度低，比强度高，塑性、低温韧性和耐蚀性好，具有良好的加工工艺性能，切削加工性能与不锈钢接近。 ③ 纯钛的性能受杂质影响很大，少量杂质即可显著提高其强度。 ④ 纯钛主要用于350℃以下的工件，强度要求不高的零件，如石油工用的热交换器、反应器海水净化装置及舰船零部件。 2.钛合金 纯钛加入合金元素形成钛合金。几乎所有钛合金中都含有铝，因为铝能提高钛合金的强度比强度和再结晶温度 按退火组织，钛合金可分为α型钛合金、β型钛合金和α+β型钛合金3类 1）α型钛合金 主加元素为铝，还有锡、硼等。这类合金不能热处理强化，通常在退火