有色金属材料培训教材

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,张建军,主,主,编,编,西南大,学,学工程,技,技术学,院,院,工程,材,材料,非铁金,属,属（或,称,称有色金,属,属）是指,含,含铁金,属,属（或,称,称黑色,金,金属）,之,之外的,其,其他金,属,属材料,，,，如铝,及,及其合,金,金、铜,及,及其合,金,金、钛,及,及其合,金,金等。,9,有,有,色,色金属,材,材料,具,有,有银白,色,色金属,光,光泽，,相,相对密,度,度小(2.72),熔,熔点低(660.4,),沸,沸点高(2477),导,电,电、导,热,热性优,良,良；,呈,面,面心立,方,方晶格,无同,素,素异构,转,转变；,纯铝,强,强度、,硬,硬度低,，,，塑性,很,很高；,化学,性,性质活,泼,泼，表,面,面易生,成,成致密,的,的氧化,膜,膜，具,有,有良好,抗,抗蚀性,；,；,具有,优,优良的,工,工艺性,能,能,易,于,于铸造,易于,铸,铸造,易,易于切,削,削。,9.1,铝,铝及铝,合,合金9.1.1,纯,纯,铝,铝,1、工,业,业纯铝,的,的主要,特,特性,2、,工,工业纯,铝,铝的牌,号,号,旧牌号,：,：按纯,度,度由高,底：L1、L2、L3,对应新,牌,牌号：,为,为1070、1060、1050,3、用,途,途,主要制,作,作导线,、,、电器,元,元件、,散,散热片,等,等。,根据成,分,分和工,艺,艺性能,铝,铝合金,可,可分为:,变形铝,合,合金：一般,通,通过压,力,力加工,制,制成半,成,成品或,模,模锻件,。,。,铸造铝,合,合金：一般,用,用于铸,成,成复杂,的,的铸件,。,。,9.1.2,铝,铝,合,合金,1、铝,合,合金的,分,分类,铝中加,入,入Si,、,、Cu,、,、Mg,、,、Zn,、,、Mn,等,等元素,制,制成合,金,金。,1）D,点,点以左,的,的合金,加,加热后,能,能形成,单,单相固,溶,溶体，,其,其塑性,好,好，适,合,合压力,加,加工，,故,故称为,形,形变铝,合,合金。,成,分,分在F,点,点以左,的,的合金,为,为单相,固,固溶体,，,，为不,能,能热处,理,理强化,的,的铝合,金,金。,成,分,分位于F和D,之,之间的,合,合金会,析,析出第,二,二相，,故,故为能热处理,强,强化的铝合,金,金。,相图分,析,析,：,2）成,分,分在D,点,点以右,的,的合金,有,有共晶,体,体，适,合,合铸造,，,，称铸,造,造铝合,金,金。,应注意,：,：相图,中,中的D,点,点仅是,合,合金的,最,最大饱,和,和溶解,度,度理论,分,分界线,。,。,固溶,强,强化,通过加,入,入合金,元,元素形,成,成固溶,体,体使合,金,金强度,提,提高的,现,现象，,称,称为固溶强,化,化。,铜、镁,、,、锰、,硅,硅、锌,等,等元素,具,具有较,大,大的固,溶,溶强化,效,效果，,是,是铝合,金,金的主,加,加元素,。,。,将含铜,量,量在0.55.7%之间,的,的铝铜,合,合金加,热,热到固,溶,溶线以,上,上后快,冷,冷，所,得,得的组,织,织为,过,过饱和,固,固溶体,。,。,2、铝合,金,金的热处,理,理1）铝合,金,金的强化,种类不同,，,，其强化,原,原理、途,径,径也不同,。,。,因合金溶,质,质元子均,匀,匀分布，,固,固溶体晶,格,格畸变小,，,，铝合金,的,的固溶强,化,化效果并,不,不明显，,过,过饱和固,溶,溶体随时,间,间增长会,沉,沉淀析出,强,强化相，,此,此过程若,在,在室温进,行,行，叫自,然,然时效（,图,图9-3,）,）；若加,热,热在某一,温,温度进行,，,，叫人工,时,时效（图9-4）,。,。,将经固溶,处,处理(或,淬,淬火)后,得,得到过饱,和,和固溶体,的,的铝合金,放,放置在室,温,温或加热,到,到一定的,温,温度，其,强,强度、硬,度,度随时间,延,延长而提,高,高，塑、,韧,韧性则降,低,低，这一,过,过程称为,时,时效。亦,称,称时效强化。,时效强,化,化,常用的热,处,处理方法,：,：,退火：对铝合金,铸,铸锭进行,均,均匀化退,火,火，提高,塑,塑性。,对冷变形,加,加工的制,品,品退火，,消,消除内应,力,力，消除,加,加工硬化,。,。,时效强,化,化处理,：（,前面已讲,）,）,回归处,理,理,：可使自然,时,时效的,铝合金重,新,新软化。,一,一般不超,过,过34,次,次。,经人工时,效,效的铝合,金,金没有回,归,归现象。,细化组,织,织强化,变质处理,是,是细化铸,造,造合金组,织,织的常用,方,方法。,变质处理,：,：在熔融,的,的铝合金,中,中加入一,种,种或数种,经,经过选择,的,的元素或,化,化合物,通,通过细化,合,合金组织,从,从而达到,提,提高合金,质,质量和性,能,能的操作,方,方法。,2）铝合,金,金的热处,理,理,9.1.3,铝合金的,分,分类、牌,号,号及用途,根据成分,和,和工艺性,能,能铝合金,可,可分为:,变形铝合,金,金：一般通,过,过压力加,工,工制成半,成,成品或模,锻,锻件。,铸造铝合,金,金：一般用,于,于铸成复,杂,杂的铸件,。,。,4）锻铝,合,合金,主要为Al-Mg-Si系,，,，特点是,强,强度高，,热,热态下有,良,良好的塑,性,性，用于,形,形状复杂,强,强度要求,较,较高的零,件,件如活塞,、,、航空发,动,动机零件,等,等。牌号,如,如2A70（LD7）。,1、变形,铝,铝合金,表91,变,变形,铝,铝合金分,为,为以下四,种,种：GB/T319096,1）防锈,铝,铝合金,（F点以,左,左）用于制造,耐,耐蚀容器,（,（油箱）,、,、防锈蒙,皮,皮、窗框,等,等。主要,为,为Al-Mg系和Al-Mn系，牌,号,号如5A02（LF2）、3A21,（,（LF21）等。,2）硬铝,合,合金,为F点以,右,右的合金,，,，可热处,理,理强化。,主,主要为Al-Cu-Mg系，牌,号,号如2A12（LY12,）,）。根,据,据合金元,素,素的多少,硬,硬铝分为,：,：,低合金,（,（铆钉）,硬,硬铝如2B11（LY8）,其,其强度低,塑,塑性好，,用,用于铆钉,。,。标准,硬,硬铝（中,强,强度硬铝,）,）如2A11（LY11）,用,用于中等,强,强度的零,件,件。高,强,强度硬铝,如,如2A12（LY12,）,）合金含,量,量较多，,强,强度硬度,高,高塑性较,低,低，加工,性,性能差。,用,用于航空,模,模锻件和,重,重要销、,轴,轴等。,硬铝的耐,蚀,蚀性差，,通,通常（阳,极,极化）包,覆,覆一层纯,铝,铝（称为,包,包铝）。,3）超硬,铝,铝合金,属Al-Zn-Mg-Cu,系,系，合金,中,中的强化,相,相作用强,，,，抗拉强,度,度高。用,于,于航空工,业,业如飞机,大,大梁、起,落,落架。牌,号,号7A09（LC9）。,铝硅合,金,金（硅,铝,铝明）,代号：ZL102,（,（,简单硅铝,明,明,AlSi系）强,度,度较低，,铸,铸造性能,好,好，常采,用,用变质处,理,理。用于,形,形状复杂,受,受力较小,的,的零件；,ZL101、ZL103,、,、ZL104、ZL111,（,（,特殊硅铝,明,明,AlSiMg,系,系,）,强度较高,。,。用作形,状,状复杂强,度,度低的气,缸,缸体、电,动,动机壳体,等,等。,2、铸造,铝,铝合金1）铸造,铝,铝合金的,分,分类,铸造铝合,金,金可分以,下,下四种：,表,表93,代号说明,：“ZL,”,”表示铸,铝,铝，其后,第,第一位数,字,字表示合,金,金类别,“,“1”为,铝,铝-硅系,；,；,“2”为,铝,铝-铜系,；,；,“3”为,铝,铝-镁系,；,；,“4”为,铝,铝-锌系,）,）；,第二、三,位,位数字为,合,合金顺序,号,号。,化学成分,、,、力学性,能,能和热处,理,理工艺规,范,范详见GB/T117395、GB/T15115,94（,新,新标准）,铝,铝,锌,锌,合,合,金,金,（,（,铸,造,造,性,性,好,好,）,经,变,变,质,质,处,处,理,理,和,和,时,时,效,效,强,强,化,化,后,后,强,强,度,度,较,较,高,高,，,，,但,但,耐,耐,蚀,蚀,性,性,差,差,，,，,热,热,裂,裂,倾,倾,向,向,较,较,大,大,。,。,其,其,价,价,格,格,最,最,便,便,宜,宜,，,，,用,用,于,于,汽,汽,车,车,、,、,拖,拖,拉,拉,机,机,的,的,发,发,动,动,机,机,零,零,件,件,和,和,形,形,状,状,复,复,杂,杂,的,的,仪,仪,器,器,零,零,件,件,，,，,也,也,可,可,用,用,于,于,制,制,造,造,日,日,用,用,品,品,。,。,常,用,用,代,代,号,号,：,：ZL401,、,、ZL402,等,等,。,。,铝,铝,铜,铜,合,合,金,金,（,（,耐,耐,热,热,性,性,好,好,）,）,铸,造,造,承,承,受,受,中,中,等,等,载,载,荷,荷,和,和,形,形,状,状,简,简,单,单,的,的,零,零,件,件,。,。,常,用,用,代,代,号,号,：,：ZL201,、,、ZL202,、,、ZL203,等,等,。,。,铝,铝,镁,镁,合,合,金,金,（,（,耐,耐,蚀,蚀,性,性,好,好,）,）,力,学,学,性,性,能,能,、,、,耐,耐,蚀,蚀,性,性,、,、,切,切,削,削,加,加,工,工,性,性,能,能,好,好,，,，,铸,铸,造,造,、,、,耐,耐,热,热,性,性,差,差,。,。,用,用,于,于,受,受,冲,冲,击,击,、,、,和,和,腐,腐,蚀,蚀,介,介,质,质,中,中,工,工,作,作,零,零,件,件,，,，,舰,舰,船,船,零,零,件,件,、,、,氨,氨,用,用,泵,泵,体,体,。,。,常,用,用,代,代,号,号,：,：ZL301,、,、ZL302,等,等,。,。,铝,硅,硅,基,基,铸,铸,造,造,合,合,金,金,应,应,用,用,较,较,广,广,，,，,但,但,未,未,经,经,变,变,质,质,处,处,理,理,时,时,，,，,力,力,学,学,性,性,能,能,差,差,，,，,其,其,铸,铸,态,态,组,组,织,织,如,如,图,图,所,所,示,示,。,。,如,如,图,图,为,为,用,用,钠,钠,盐,盐,变,变,质,质,处,处,理,理,后,后,的,的,显,显,微,微,组,组,织,织,。,。,经,变,变,质,质,处,处,理,理,后,后,的,的,铝,铝,硅,硅,合,合,金,金,，,，,力,力,学,学,性,性,能,能,明,明,显,显,提,提,高,高,。,。,2,）,）,铸,铸,造,造,铝,铝,合,合,金,金,的,的,变,变,质,质,处,处,理,理,外,外,观,观,呈,呈,紫,紫,红,红,色,色,，,，,故,故,又,又,称,称紫,铜,铜；,相,相,对,对,密,密,度,度,为,为8.9,，,，,熔,熔,点,点,为,为1083,；,；,导,导,电,电,性,性,和,和,导,导,热,热,性,性,优,优,良,良,；,；,具,具,有,有,面,面,心,心,立,立,方,方,晶,晶,格,格,，,，,无,无,同,同,素,素,异,异,构,构,转,转,变,变,，,，,只,只,能,能,以,以,冷,冷,作,作,硬,硬,化,化,的,的,方,方,式,式,进,进,行,行,强,强,化,化,。,。,塑,塑,性,性,极,极,好,好,并,并,有,有,良,良,好,好,的,的,低,低,温,温,韧,韧,性,性,可,可,以,以,进,进,行,行,冷,冷,、,、,热,热,压,压,力,力,加,加,工,工,。,。,杂,质,质,元,元,素,素,对,对,性,性,能