鋁合金與銅合金

1、1.重點(diǎn)掌握鋁合金的分類及其強(qiáng)化方式。了解各類鋁合金的命名、強(qiáng)化途徑、主要性能和應(yīng)用。掌握黃銅、青銅和白銅的基本概念，黃銅的主要應(yīng)用。2.分類：通常將鐵、鉻、錳及其合金稱為黑色金屬；除此以外的所有其它金屬統(tǒng)稱為有色金屬。輕金屬:如鋁、鎂、鈹、鋰等。重金屬:如銅 、鋅、鉛、鎳等。貴金屬: 如金、銀和鉑等金屬。稀有金屬: 如鎢、釩、鉬、鈮、鈦和鋯等金屬。放射性金屬: 如鐳、鈾和釷等金屬。8.1 鋁及鋁合金的分類一、工業(yè)純鋁鋁具有面心立方點(diǎn)陣，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。鋁具有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，其導(dǎo)電性僅次于銀和銅，居第三位。鋁在大氣中具有優(yōu)良的抗蝕性。二、鋁合金的分類1、鑄造鋁合金2、變形鋁合金（塑韌性好）

2、不可熱處理強(qiáng)化鋁合金具備好的抗蝕性，故稱為防銹鋁?？蔁崽幚韽?qiáng)化鋁合金這類鋁合金包括硬鋁、超硬鋁和鍛鋁。三、鋁合金的強(qiáng)化方式（思考Mg）1、固溶強(qiáng)化純鋁通過加入合金元素形成鋁基固溶體，起固溶強(qiáng)化作用，使其強(qiáng)度提高。2、時(shí)效強(qiáng)化 由于合金元素在鋁中有較大固溶度，且隨著溫度的降低而固溶度急劇減小。故鋁合金經(jīng)加熱到某一溫度淬火后，可以得到過飽和的鋁基固溶體。這種過飽和鋁基固溶體放置在室溫或加熱到某一溫度時(shí)，其強(qiáng)度和硬度隨時(shí)間的延長而增高，但塑性、韌性則降低，這個過程稱作時(shí)效。 時(shí)效過程使合金的強(qiáng)度、硬度增高的現(xiàn)象稱為時(shí)效強(qiáng)化或時(shí)效硬化。 3、過剩相強(qiáng)化 當(dāng)鋁中加入的合金元素含量超過其極限溶解度時(shí)，淬火

3、加熱時(shí)便有一部分不能溶入固溶體的第二相出現(xiàn)，稱之為過剩相。 在鋁合金中過剩相多數(shù)為硬而脆的金屬間化合物。它們在合金中起阻礙滑移和位錯運(yùn)動的作用。使強(qiáng)度、硬度提高，而塑性、韌性降低。（過剩相過多，脆性增大）4、細(xì)化組織強(qiáng)化 鑄造鋁合金中常加入微量元素（變質(zhì)劑）進(jìn)行變質(zhì)處理來細(xì)化合金組織，提高強(qiáng)度和韌性。（在合金結(jié)晶時(shí)作為非自發(fā)晶核，起細(xì)化晶粒作用，）鋁合金的熱處理與時(shí)效強(qiáng)化一、退火：1、再結(jié)晶退火適用于經(jīng)過冷塑性變形的變形鋁合金。將冷變形的鋁合金加熱到再結(jié)晶溫度以上保溫一定的時(shí)間后空冷，其目的是消除加工硬化，改善合金的塑性，以便進(jìn)一步進(jìn)行塑性成形，如冷軋板的中間退火。2、去應(yīng)力退火在再結(jié)晶溫度以

4、下某一溫度（通常的溫度為180300）保溫后空冷，其目的是消除內(nèi)應(yīng)力，適當(dāng)增加塑性，以利于隨后進(jìn)行小變形量的成形加工，同時(shí)保留一定的加工硬化效果。這是不可熱處理強(qiáng)化鋁合金常用的熱處理方法。3、均勻化退火（擴(kuò)散退火）將鑄件加熱到較高的溫度（500530）保溫后爐冷或空冷。目的是為了消除鋁合金鑄錠或鑄件的成分偏析及內(nèi)應(yīng)力，提高塑性，降低加工及使用過程中變形開裂的傾向而進(jìn)行的熱處理。對于要進(jìn)行時(shí)效強(qiáng)化的鑄件，均勻化退火可與固溶處理合并進(jìn)行，原因在于淬火加熱時(shí)即可達(dá)到均勻成分和消除應(yīng)力的目的。二、淬火（固溶處理）加熱到固溶線溫度以上，保溫后快冷，其強(qiáng)度、硬度并沒有明顯升高，而塑性卻得到改善，這種熱處理

5、稱為固溶處理（淬火）。其目的是為后續(xù)的時(shí)效處理作組織上的準(zhǔn)備。三、時(shí)效鋁合金時(shí)效處理的目的是在一定的條件下使沉淀強(qiáng)化相從淬火得到的過飽和固溶體中析出，以獲得滿意的強(qiáng)化效果。8.3 變形鋁合金一、非熱處理強(qiáng)化變形鋁合金這類合金不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，主要性能特點(diǎn)是具有優(yōu)良的抗腐蝕性能，因而得名防銹鋁合金，簡稱為防銹鋁。防銹鋁用“鋁”和“防”二字的漢語拼音第一個字母 “L”和“F”加順序號表示，如五號防銹鋁用LF5表示例如：鋁-錳防銹鋁合金二、熱處理強(qiáng)化變形鋁合金1、硬鋁合金硬鋁用“鋁”和“硬”二字的漢語拼音第一個字母“L”和“Y”加順序號表示，如十二號硬鋁用LY12表示。有強(qiáng)烈的時(shí)效強(qiáng)化作用鋁-銅-

6、鎂系合金總稱為硬鋁合金。2、鍛鋁合金 鍛鋁用“鋁”和“鍛”二字的漢語拼音第一個字母“L”和“D”加順序號表示，如五號鍛鋁用LD5表示。 鍛鋁合金屬于鋁-鎂-硅系合金，其主要強(qiáng)化相是Mg2Si。 3、超硬鋁合金超硬鋁用“鋁”和“超”二字的漢語拼音第一個字母“L”和“C”加順序號表示，如四號超硬鋁用LC4表示。超硬鋁合金是在鋁鋅鎂合金系基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，在合金中形成強(qiáng)化相(MgZn2)和T(Al2Mg3Zn3)相。在高溫下這兩個相在固溶體中有較大的溶解度，在低溫有強(qiáng)烈的時(shí)效強(qiáng)化效應(yīng)。8.4 鑄造鋁合金一、鑄造鋁合金的命名鑄造鋁合金的牌號用“鑄鋁”二字的漢語拼音第一個大寫字母“ZL”加三位數(shù)字表示；

7、鋁-硅鑄造合金變質(zhì)處理：粗大的針狀共晶硅細(xì)化成細(xì)小條狀或點(diǎn)狀，并在組織中出現(xiàn)初晶固溶體。（細(xì)化晶粒；使過共晶合金轉(zhuǎn)變?yōu)閴汗簿Ш辖穑╀X-銅鑄造合金鋁-鎂鑄造合金8.5 銅及銅合金一、工業(yè)純銅又稱紫銅。分含氧銅和無氧銅兩類。1、性能：導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，耐蝕性；無磁性；塑性好。2、雜質(zhì)對塑性的影響B(tài)i和Pb與Cu形成富Bi或Pb的低熔點(diǎn)共晶，共晶溫度相應(yīng)為270和326，在晶界形成液膜，造成銅的熱脆。微量Bi和Sb在Cu的晶界偏聚，弱化晶界原子的結(jié)合，產(chǎn)生晶界脆化。二、黃銅Cu-Zn合金，成為黃銅。再加入其他合金元素后，形成多元黃銅。應(yīng)用：H96、H90、H85有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和耐蝕性，有合適的強(qiáng)度和塑性，大量用于冷凝器和散熱器。H70、H68強(qiáng)度較高塑性特別好，用于深沖或深拉制造復(fù)雜的零件，如散熱器外殼、導(dǎo)管、波紋管以及槍彈和炮彈殼體。H62、H59可經(jīng)受高溫加工。強(qiáng)度高、塑性較好，制造銷釘、螺帽等。三、青銅青銅是銅和錫、鋁、鈹、硅、錳、鉻等元素組成的合金的統(tǒng)稱。錫青銅鋁青銅 鈹青銅四、白銅以鎳為主要合金元素的銅合金。分結(jié)構(gòu)白銅和電工白銅。結(jié)構(gòu)白銅