有色金属材料培训教材.ppt

非铁金属(或称有色金属)是指含铁金属(或称黑色金属)之外的其他金属材料,如铝及其合金、铜及其合金、钛及其合金等。§9有色金属材料①具有银白色金属光泽,相对密度小(),熔点低(℃),沸点高(2477℃),导电、导热性优良;②呈面心立方晶格,无同素异构转变;③纯铝强度、硬度低,塑性很高;④化学性质活泼,表面易生成致密的氧化膜,具有良好抗蚀性;⑤具有优良的工艺性能,易于铸造,易于铸造,易于切削。§§1、工业纯铝的主要特性2、工业纯铝的牌号旧牌号:按纯度由高→底:L1、L2、L3……对应新牌号:为1070、1060、1050……3、用途主要制作导线、电器元件、散热片等。根据成分和工艺性能铝合金可分为:①变形铝合金:一般通过压力加工制成半成品或模锻件。②铸造铝合金:一般用于铸成复杂的铸件。§、铝合金的分类铝中加入Si、Cu、Mg、Zn、Mn等元素制成合金。1)D点以左的合金加热后能形成单相固溶体,其塑性好,适合压力加工,故称为形变铝合金。①成分在F点以左的合金为单相固溶体,为不能热处理强化的铝合金。②成分位于F和D之间的合金会析出第二相,故为能热处理强化的铝合金。相图分析:2)成分在D点以右的合金有共晶体,适合铸造,称铸造铝合金。应注意:相图中的D点仅是合金的最大饱和溶解度理论分界线。①固溶强化通过加入合金元素形成固溶体使合金强度提高的现象,称为固溶强化。铜、镁、锰、硅、锌等元素具有较大的固溶强化效果,是铝合金的主加元素。~%之间的铝铜合金加热到固溶线以上后快冷,所得的组织为α过饱和固溶体。2、铝合金的热处理1)铝合金的强化种类不同,其强化原理、途径也不同。因合金溶质元子均匀分布,固溶体晶格畸变小,铝合金的固溶强化效果并不明显,过饱和固溶体随时间增长会沉淀析出强化相,此过程若在室温进行,叫自然时效(图9-3);若加热在某一温度进行,叫人工时效(图9-4)。将经固溶处理(或淬火)后得到过饱和固溶体的铝合金放置在室温或加热到一定的温度,其强度、硬度随时间延长而提高,塑、韧性则降低,这一过程称为时效。亦称时效强化。②时效强化常用的热处理方法:①退火:对铝合金铸锭进行均匀化退火,提高塑性。对冷变形加工的制品退火,消除内应力,消除加工硬化。②时效强化处理:(前面已讲)③回归处理:可使自然时效的铝合金重新软化。一般不超过3~4次。经人工时效的铝合金没有回归现象。③细化组织强化变质处理是细化铸造合金组织的常用方法。变质处理:在熔融的铝合金中加入一种或数种经过选择的元素或化合物,通过细化合金组织从而达到提高合金质量和性能的操作方法。2)铝合金的热处理§、牌号及用途根据成分和工艺性能铝合金可分为:①变形铝合金:一般通过压力加工制成半成品或模锻件。②铸造铝合金:一般用于铸成复杂的铸件。4)锻铝合金主要为Al-Mg-Si系,特点是强度高,热态下有良好的塑性,用于形状复杂强度要求较高的零件如活塞、航空发动机零件等。牌号如2A70(LD7)。1、变形铝合金表9—1变形铝合金分为以下四种:GB/T3190—961)防锈铝合金(F点以左)用于制造耐蚀容器(油箱)、防锈蒙皮、窗框等。主要为Al-Mg系和Al-Mn系,牌号如5A02(LF2)、3A21(LF21)等。2)硬铝合金为F点以右的合金,可热处理强化。主要为Al-Cu-Mg系,牌号如2A12(LY12)。根据合金元素的多少硬铝分为:①低合金(铆钉)硬铝如2B11(LY8)其强度低塑性好,用于铆钉。②标准硬铝(中强度硬铝)如2A11(LY11)用于中等强度的零件。③高强度硬铝如2A12(LY12)合金含量较多,强度硬度高塑性较低,加工性能差。用于航空模锻件和重要销、轴等。硬铝的耐蚀性差,通常(阳极化)包覆一层纯铝(称为包铝)。3)超硬铝合金属Al-Zn-Mg-Cu系,合金中的强化相作用强,抗拉强度高。用于航空工业如飞机大梁、起落架。牌号7A09(LC9)。①铝硅合金(硅铝明)代号:ZL102(简单硅铝明Al—Si系)强度较低,铸造性能好,常采用变质处理。用于形状复杂受力较小的零件;ZL101、ZL103、ZL104、ZL111(特殊硅铝明Al—Si—Mg系)强度较高。用作形状复杂强度低的气缸体、电动机壳体等。2、铸造铝合金1)铸造铝合金的分类铸造铝合金可分以下四种:表9—3代号说明:“ZL”表示铸铝,其后第一位数字表示合金类别“1”为铝-硅系;“2”为铝-铜系;“3”为铝-镁系;“4”为铝-锌系);第二、三位数字为合金顺序号。化学成分、力学性能和热处理工艺规范详见GB/T1173—95、GB/T15115—94(新标准)