第08章有色金屬

1、第八章第八章 有色金屬有色金屬 及其合金及其合金1 鋁及鋁合金鋁及鋁合金 具有銀白色金屬光澤，密度具有銀白色金屬光澤，密度2.7g/cm3，熔點(diǎn)，熔點(diǎn)660，具有良，具有良好的好的導(dǎo)電導(dǎo)電和和導(dǎo)熱導(dǎo)熱性，其導(dǎo)電性僅次于銀和銅。純鋁在空氣中性，其導(dǎo)電性僅次于銀和銅。純鋁在空氣中易氧化，表面形成一層能阻止內(nèi)層金屬繼續(xù)被氧化的致密的易氧化，表面形成一層能阻止內(nèi)層金屬繼續(xù)被氧化的致密的氧化膜，因此具有良好的氧化膜，因此具有良好的抗大氣腐蝕抗大氣腐蝕性能。性能。 純鋁具有純鋁具有面心立方面心立方結(jié)構(gòu)，具有極好的塑性和較低的強(qiáng)度（軋結(jié)構(gòu)，具有極好的塑性和較低的強(qiáng)度（軋成箔片成箔片 ） 鑄造、壓力加工、焊接

2、和切削加工性能具佳鑄造、壓力加工、焊接和切削加工性能具佳。 工業(yè)純鋁中含有少量鐵、硅等雜質(zhì)元素，雜質(zhì)含量增加，其工業(yè)純鋁中含有少量鐵、硅等雜質(zhì)元素，雜質(zhì)含量增加，其導(dǎo)電性、抗蝕性及塑性都降低。導(dǎo)電性、抗蝕性及塑性都降低。1080 1A99雜質(zhì)極限含量無(wú)特殊控制原始鋁純度，表示鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)中小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字純鋁工業(yè)純鋁高純鋁純鋁分類及牌號(hào)純鋁分類及牌號(hào)鋁合金的分類鋁合金的分類 L L+ + L L + + 形形變變鋁鋁合合金金鑄鑄造造鋁鋁合合金金不不能能熱熱處處理理強(qiáng)強(qiáng)化化的的鋁鋁合合金金能能熱熱處處理理強(qiáng)強(qiáng)化化的的鋁鋁合合金金溫溫度度合合金金元元素素含含量量形變鋁合金形變鋁合金 防銹鋁防銹鋁（A

3、l-Mg、Al-Mn） LF，抗腐蝕性和塑性好，抗腐蝕性和塑性好，做油箱、油管、鉚釘?shù)取Ｗ鲇拖?、油管、鉚釘?shù)取?硬鋁硬鋁（Al-Cu-Mg） LY，力學(xué)性能好，抗腐蝕性差；，力學(xué)性能好，抗腐蝕性差；做螺旋槳葉片等。做螺旋槳葉片等。 超硬鋁超硬鋁（Al-Cu-Mg-Zn） LC，強(qiáng)度最高，抗腐蝕性差，強(qiáng)度最高，抗腐蝕性差，做飛機(jī)大梁、起落架等。做飛機(jī)大梁、起落架等。 鍛鋁鍛鋁（Al-Mg-Si-Cu） LD，力學(xué)性能和鍛造性能好，力學(xué)性能和鍛造性能好，做鍛件、模鍛件等。做鍛件、模鍛件等。鑄造鋁合金鑄造鋁合金 Al-Si系系鑄造鋁合金俗稱鑄造鋁合金俗稱硅鋁明硅鋁明。鑄造性好、線收縮系數(shù)小、。鑄造性

4、好、線收縮系數(shù)小、熱裂傾向小。熱裂傾向小。 變質(zhì)處理變質(zhì)處理 澆注前加變質(zhì)劑，使共晶點(diǎn)向右下方移動(dòng)，澆注前加變質(zhì)劑，使共晶點(diǎn)向右下方移動(dòng)，故使合金處于亞共晶區(qū)，初晶故使合金處于亞共晶區(qū)，初晶Si消失，共晶消失，共晶Si由粗針狀變由粗針狀變?yōu)榧?xì)小點(diǎn)狀，并產(chǎn)生初晶為細(xì)小點(diǎn)狀，并產(chǎn)生初晶相。相。NaCl31NaF32變質(zhì)劑：變質(zhì)前變質(zhì)后共晶體（粗針狀Si + 基體 ）共晶體（細(xì)點(diǎn)狀Si + 基體 ） 特殊硅鋁明特殊硅鋁明u成份：Al+Si+Cu、Mg、Mn等u熱處理：淬火+時(shí)效u組織中的強(qiáng)化相：Mg2Si、CuAl2、Al2CuMgu性能：比重輕、抗蝕性好、線膨脹系數(shù)小、強(qiáng)度硬度高、耐磨性耐熱性及鑄

5、造性能好。u應(yīng)用：內(nèi)然機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的零件。 Al-Cu系系鑄造鋁合金有較高的強(qiáng)度、耐熱性，但密度大、耐鑄造鋁合金有較高的強(qiáng)度、耐熱性，但密度大、耐蝕性差，鑄造性能不好。蝕性差，鑄造性能不好。 Al-Mg系系鑄造鋁合金：耐蝕性好，強(qiáng)度高，密度小，但鑄鑄造鋁合金：耐蝕性好，強(qiáng)度高，密度小，但鑄造性能差，耐熱性低。造性能差，耐熱性低。 Al-Zn系系鑄造鋁合金：鑄造鋁合金：Al-Zn系鑄造鋁合金鑄造性能好，強(qiáng)系鑄造鋁合金鑄造性能好，強(qiáng)度較高，但密度大，耐蝕性較差。度較高，但密度大，耐蝕性較差。鋁合金的時(shí)效熱處理鋁合金的時(shí)效熱處理 將淬火后的鋁合金，在室溫或低溫加熱下保溫一段時(shí)間，隨將淬火后的鋁合金，在

6、室溫或低溫加熱下保溫一段時(shí)間，隨時(shí)間延長(zhǎng)其強(qiáng)度、硬度顯著升高而塑性降低的現(xiàn)象，稱為時(shí)間延長(zhǎng)其強(qiáng)度、硬度顯著升高而塑性降低的現(xiàn)象，稱為時(shí)時(shí)效效。室溫下進(jìn)行的時(shí)效稱為。室溫下進(jìn)行的時(shí)效稱為自然時(shí)效自然時(shí)效；低溫加熱下進(jìn)行的時(shí)；低溫加熱下進(jìn)行的時(shí)效稱為效稱為人工時(shí)效人工時(shí)效。時(shí)效的實(shí)質(zhì)，是第二相從過(guò)飽和、不穩(wěn)定。時(shí)效的實(shí)質(zhì)，是第二相從過(guò)飽和、不穩(wěn)定的單一的單一固溶體中析出和長(zhǎng)大，由于第二相與母相（固溶體中析出和長(zhǎng)大，由于第二相與母相（相）相）的共格程度不同，使的共格程度不同，使母相產(chǎn)生晶格畸變而強(qiáng)化母相產(chǎn)生晶格畸變而強(qiáng)化。2 銅及其合金銅及其合金 純銅又稱紫銅，密度為純銅又稱紫銅，密度為8.9g/c

7、m3，熔點(diǎn)為，熔點(diǎn)為1083，具有優(yōu)，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，其導(dǎo)電性僅次于銀。純銅在大氣、良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，其導(dǎo)電性僅次于銀。純銅在大氣、淡水中具有良好的耐蝕性，但在海水中較差。純銅具有面淡水中具有良好的耐蝕性，但在海水中較差。純銅具有面心立方結(jié)構(gòu)，故塑性好。牌號(hào)心立方結(jié)構(gòu)，故塑性好。牌號(hào) 工業(yè)純銅工業(yè)純銅 T1 T4 。黃銅黃銅 Cu-Zn系合金系合金 普通黃銅普通黃銅：Cu-Zn二元合金，產(chǎn)品代號(hào)二元合金，產(chǎn)品代號(hào)HCu，如，如H68表表示含示含Cu68%的銅鋅合金。的銅鋅合金。 單相黃銅單相黃銅：wZn39%稱為，強(qiáng)度低、塑性好，常用稱為，強(qiáng)度低、塑性好，常用H68、H70、H80

8、，主要用作彈殼和精密儀器；，主要用作彈殼和精密儀器； 兩相黃銅兩相黃銅：wZn3945%，熱塑性好，主要用作水管、油管、，熱塑性好，主要用作水管、油管、散熱器、螺釘。散熱器、螺釘。 普通黃銅具有良好的耐蝕性，但冷加工后的黃銅在海水、濕普通黃銅具有良好的耐蝕性，但冷加工后的黃銅在海水、濕氣、氨的環(huán)境中容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火。氣、氨的環(huán)境中容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火。 青銅青銅 青銅：除青銅：除Zn以外，所有以外，所有Cu合金的總稱。合金的總稱。 根據(jù)所加主要合金元素根據(jù)所加主要合金元素Sn、Al、Be、Si、Pb等，青銅分為等，青銅分為錫青銅、鋁青銅、鈹青銅、硅青銅、

9、鉛青銅等。錫青銅、鋁青銅、鈹青銅、硅青銅、鉛青銅等。 牌號(hào)：牌號(hào)：Q+主加元素符號(hào)主加元素含量，如主加元素符號(hào)主加元素含量，如QAl5表示含表示含Al為為5%的鋁青銅。的鋁青銅。 鑄造青銅牌號(hào)：鑄造青銅牌號(hào)：Z+Cu+元素符號(hào)元素符號(hào)+元素含量，如元素含量，如ZCuSn5Pb5Zn5表示含表示含Sn、Pb、Zn各各5%的鑄造青銅。的鑄造青銅。錫青銅錫青銅 錫青銅的性能受錫含量的顯著影響：錫青銅的性能受錫含量的顯著影響：WSn10%的錫青銅塑性較低，適于作的錫青銅塑性較低，適于作鑄造合金。錫青銅的鑄造流動(dòng)性差，易形成分散縮孔，鑄件鑄造合金。錫青銅的鑄造流動(dòng)性差，易形成分散縮孔，鑄件致密度低，但合

10、金體積收縮率小，適于鑄造外形及尺寸要求致密度低，但合金體積收縮率小，適于鑄造外形及尺寸要求精確的鑄件。精確的鑄件。 良好的耐蝕性、減磨性、抗磁性和低溫韌性，在大氣、海水、良好的耐蝕性、減磨性、抗磁性和低溫韌性，在大氣、海水、蒸氣、淡水及無(wú)機(jī)鹽溶液中的耐蝕性比純銅和黃銅好，但在蒸氣、淡水及無(wú)機(jī)鹽溶液中的耐蝕性比純銅和黃銅好，但在亞硫酸鈉、酸和氨水中的耐蝕性較差。亞硫酸鈉、酸和氨水中的耐蝕性較差。3 軸承合金軸承合金 軸承合金：制造滑動(dòng)軸承中的軸瓦及內(nèi)襯的合金。軸承合金：制造滑動(dòng)軸承中的軸瓦及內(nèi)襯的合金。 組織要求：組織要求：軟基體軟基體 + 硬質(zhì)點(diǎn)硬質(zhì)點(diǎn)；或：；或： 硬基體硬基體 + 軟質(zhì)點(diǎn)軟質(zhì)點(diǎn) 常用合金：常用合金：巴氏合金，如表巴氏合金，如表8-16人有了知識(shí)，就