船舶焊接工藝船舶材料與焊接第三章演示文稿

船舶焊接工藝船舶材料與焊接第三章演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有28頁\編輯于星期四（優(yōu)選）船舶焊接工藝船舶材料與焊接第三章現(xiàn)在是2頁\一共有28頁\編輯于星期四第一節(jié)船用鋁合金

一、純鋁的性能特點:

（一）純鋁的密度?。?.7g/cm3）。其強度很低，σb=80MPa~100MPa。但塑性很好，δ=30%~50%。熔點為660℃，結(jié)晶后具有面心立方晶格，沒有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。（二）導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能僅次于銀、銅、金而居于第四位。（三）具有良好的抗大氣腐蝕能力，在空氣中鋁的表面可生成致密的氧化膜，可有效地隔絕鋁和氧的接觸，阻止表面的進一步氧化。根據(jù)上述特點，工業(yè)純鋁的主要用途為：代替較貴重的銅制作導(dǎo)線、電纜；配制鋁合金；制作具有導(dǎo)熱和抗大氣腐蝕性能而對強度要求不高的用具和器皿。工業(yè)純鋁中常見的雜質(zhì)是鐵和硅，雜質(zhì)越多，其導(dǎo)電性能越低，腐蝕性、塑性越差。現(xiàn)在是3頁\一共有28頁\編輯于星期四AVC純鋁散熱器

純鋁吊燈純鋁機箱鋁芯線現(xiàn)在是4頁\一共有28頁\編輯于星期四

二、鋁合金的分類及對船用鋁合金性能的基本要求鋁合金：純鋁的強度較低，若在鋁中加入一些元素，如銅、鎂、鋅、錳、硅等形成鋁合金，其性能將會有很大的改善。（一）鋁合金的分類根據(jù)鋁合金的化學(xué)成分和工藝特點，可將鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩類。鋁合金狀態(tài)圖的一般類型現(xiàn)在是5頁\一共有28頁\編輯于星期四鋁合金的分類形變鋁合金鑄造鋁合金不能熱處理強化鋁合金

能熱處理強化鋁合金現(xiàn)在是6頁\一共有28頁\編輯于星期四

（二）合金性能的基本要求把鋁合金加熱到α相區(qū)，保溫后在水中快冷，得到單相過飽和的α固溶體，這種處理方式稱為固溶處理或淬火。

力學(xué)性能方面：

1、屈強比保持一定差距，一般不要大于0.8，利于半成品和零件的加工矯正工作。

2、高溫強度在加熱到100℃之前，應(yīng)保持力學(xué)性能不變，加熱到250℃時，屈服強度大于60%。

3、疲勞強度平板試樣的疲勞強度不小于50MPa，帶焊縫試樣的疲勞強度不小于40MPa。

4、延伸率不小于10%，以適應(yīng)各種加工工藝需要。

抗腐蝕性能方面：應(yīng)具有良好的抗腐蝕性能，特別是抗海水腐蝕性能。對高強度變形鋁合金，還要求有較好抗晶間腐蝕和抗應(yīng)力腐蝕性能。

其它方面：熱處理不可強化鋁合金，應(yīng)具有良好的可焊性和加工性；熱處理可強化鋁合金，經(jīng)過一定熱處理后，應(yīng)具有良好的加工性，并具有在熱處理中抵抗變形的能力?，F(xiàn)在是7頁\一共有28頁\編輯于星期四

（三）鋁合金的時效硬化

1.定義:

固溶處理或淬火：把鋁合金加熱到α相區(qū)，保溫后在水中快冷，得到單相過飽和的α固溶體，這種處理方式稱為固溶處理或淬火。

時效硬化：在固溶處理后的合金隨時間延續(xù)而發(fā)生進一步強化的現(xiàn)象。

回歸現(xiàn)象：已經(jīng)時效硬化的鋁合金，如若需恢復(fù)其塑性，可在230~250℃作短時間加熱，然后快冷至室溫，合金將重新恢復(fù)塑性，即性能恢復(fù)到淬火狀態(tài)。若在室溫下放置，則與新淬火合金一樣，仍能進行正常的自然時效與人工時效，這種現(xiàn)象稱為回歸現(xiàn)象。

2.種類自然時效人工時效現(xiàn)在是8頁\一共有28頁\編輯于星期四

含4%Cu的鋁合金自然時效曲線現(xiàn)在是9頁\一共有28頁\編輯于星期四

含4%Cu的鋁合金在不同溫度下的人工時效曲線現(xiàn)在是10頁\一共有28頁\編輯于星期四

（四）船用變形鋁合金

1.分類船用變形鋁合金，按其化學(xué)成分與主要性能特點，分為防銹鋁、硬鋁、超硬鋁和鍛鋁等四種，見表3-1。

2.牌號按GB/T16474—1996規(guī)定，變形鋁合金牌號用四位字符體系表示，牌號的第一、三、四位為數(shù)字，第二位為字母“A”。牌號中第一位數(shù)字是依主要合金元素Cu、Mn、Si、Mg、Mg2Si、Zn的順序來表示變形鋁合金的組別。依其主要合金元素的排列順序分別標(biāo)示為2、3、4、5、6、7。例如，5A50，表示以鎂為主要合金元素的變形鋁合金，后兩位數(shù)字用以標(biāo)識同一組別的不同鋁合金。現(xiàn)在是11頁\一共有28頁\編輯于星期四3.常用的鋁合金

(1)防銹鋁合金:

Al–Mn

通過固溶強化提高鋁合金的強度和抗蝕性(

比純鋁好

)。

Al–Mg

通過固溶強化提高鋁合金的強度和抗蝕性(

比純鋁輕

)。防銹鋁合金均屬熱處理不可強化的鋁合金，加工硬化是其唯一的強化手段。防腐保溫鋁板卷鋁皮鋁鎂合金板

瓦楞鋁板

現(xiàn)在是12頁\一共有28頁\編輯于星期四

(2)硬鋁合金:

Al–Cu–Mg通過時效強化提鋁合金強度,但耐蝕性不高。常用于航空制造業(yè)結(jié)構(gòu)件的制造，如飛機螺旋槳、葉片、隔框、蒙皮、支架、承受高負(fù)荷的鉚釘?shù)取?/p>

(3)超硬鋁合金:Al–Zn–Mg–Cu通過時效強化和形成的強化相,使鋁合金達到最高的硬度和強度。但耐蝕性較差。主要用于制造飛機的受力構(gòu)件，如飛機的起落架、大梁等。飛機翼梁(腹板為硬鋁合金)飛機主起落架現(xiàn)在是13頁\一共有28頁\編輯于星期四(4)鍛鋁合金

:

Al–Mg–Si–Cu

具有良好的熱塑性,通過固溶處理和人工時效來提高鋁合金的力學(xué)性能。由于鍛鋁合金的熱塑性好，所以適于制造航空及儀表工業(yè)中各種形狀復(fù)雜、要求比強度較高的鍛件，如各種葉輪、框架或高溫條件下（200℃~300℃以下）工作的零件，如內(nèi)燃機的活塞及汽缸等。壓氣機葉片現(xiàn)在是14頁\一共有28頁\編輯于星期四

（五）鑄造鋁合金

1.分類用來制作鑄件的鋁合金，成為鑄造鋁合金。鑄造鋁合金分為鋁—硅系、鋁—銅系、鋁—鎂系和鋁—鋅系四種。其中鋁—硅系應(yīng)用最廣。

2.牌號鑄造鋁合金的牌號表示法如下：例如，ZAlSi7Mg；Z—漢語拼音“鑄”字的第一個大寫字母，Al—鋁的元素符號，Si—硅的元素符號，7—硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，Mg—鎂的元素符號。

常用鑄造鋁合金的牌號、化學(xué)成分、力學(xué)性能及用途見表3-2。現(xiàn)在是15頁\一共有28頁\編輯于星期四3.鑄造鋁

–

硅合金(俗稱硅鋁明)

鋁–硅合金一般鑄造所得的組織幾乎全部是粗大的共晶體，它使合金的力學(xué)性能下降.通常采用變質(zhì)處理細化晶粒后，力學(xué)性能顯著提高。一般用來制造質(zhì)輕、耐蝕、形狀復(fù)雜但強度要求不高的鑄件，如發(fā)動機汽缸、手提電動工具或風(fēng)動工具，以及儀表的外殼等。同時，加入Mg、Cu的鋁—硅合金（ZL108），還具有較好的耐熱性與耐磨性，常用于制造內(nèi)燃機的活塞等?；钊?裙部為鋁硅合金)現(xiàn)在是16頁\一共有28頁\編輯于星期四

三、鋁合金的腐蝕與防腐（一）鋁及鋁合金常見腐蝕形式

1.電化學(xué)腐蝕

2.應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）

鋁合金的SCC是在20世紀(jì)30年代初發(fā)現(xiàn)的。金屬在應(yīng)力（拉應(yīng)力或內(nèi)應(yīng)力）和腐蝕介質(zhì)的聯(lián)合作用下所發(fā)生的一種破壞，被稱為SCC。SCC的特征是形成腐蝕—機械裂縫，既可以沿著晶界發(fā)展，也可以穿過晶粒擴展。由于裂縫擴展是在金屬內(nèi)部，會使金屬結(jié)構(gòu)強度大大下降，嚴(yán)重時會發(fā)生突然破壞。

SCC在一定的條件下才會發(fā)生，它們是：一定的拉應(yīng)力或金屬內(nèi)部有殘余應(yīng)力。

（二）鋁合金常用防腐措施1.涂層保護；2.犧牲陽極；3.陽極氧化處理?，F(xiàn)在是17頁\一共有28頁\編輯于星期四第二節(jié)船用銅合金

一、純銅（又稱紫銅）銅的性能特點:密度大；導(dǎo)電及導(dǎo)熱性能好；抗大氣腐蝕性好；塑性高；強度低；無磁性；無打擊火花；加工工藝性好等。純銅主要用途為：制作導(dǎo)電材料，如電線、電纜等，還可用來配制各種合金。純銅及其合金對于制造不允許受磁性干擾的磁學(xué)儀器，如羅盤、航空儀表和炮兵瞄準(zhǔn)環(huán)等具有重要價值。銅電線、電纜現(xiàn)在是18頁\一共有28頁\編輯于星期四二、銅合金的分類及牌號表示方法

(一)分類白銅

:Cu–Ni黃銅

:Cu–Zn銅合金的分類青銅:除黃銅和白銅外的所有銅合金。普通黃銅

特殊黃銅錫青銅

特殊青銅

（無錫青銅）壓力加工黃銅

鑄造黃銅

現(xiàn)在是19頁\一共有28頁\編輯于星期四(二)牌號1.黃銅的牌號(Z)

H

90含銅量WCu=90%黃銅鑄造現(xiàn)在是20頁\一共有28頁\編輯于星期四2.特殊黃銅牌號3.青銅牌號的表示方法H

Al

59-3含鋁量WAl=3%含銅量WCu=59%Z

Q

Sn10–1其它合金元素含量為1%主加元素錫其含量為WSn=10%青銅鑄造現(xiàn)在是21頁\一共有28頁\編輯于星期四三、黃銅1.黃銅：銅與鋅組成的合金稱為黃銅。為改善其性能，常加入錫、鋁、硅、鎳、錳、鉛、鐵等元素，這樣形成的合金稱為特殊黃銅。2.力學(xué)性能與含鋅量有著極為密切的關(guān)系50030405060700400300200100010205040302010506070809010011040HB+’bb(Mpa)(%)HB當(dāng)含鋅量為30%時黃銅具有最大的塑性。而含鋅量為40%時黃銅具有最大的硬度?，F(xiàn)在是22頁\一共有28頁\編輯于星期四3.常用的黃銅普通黃銅:金獎黃銅H90，彈殼黃銅H70(H68)，日用黃銅H62(H59)。冷凝器管法蘭閥閘閥現(xiàn)在是23頁\一共有28頁\編輯于星期四特殊黃銅：海軍黃銅HSn62–1，易切削黃銅HPb59-1小型螺旋槳船廠員工在導(dǎo)彈驅(qū)逐艦“德凱特”號巨大螺旋槳下留影現(xiàn)在是24頁\一共有28頁\編輯于星期四

四、青銅（一）錫青銅

1.力學(xué)性能與含錫量有著極為密切的關(guān)系371014壓力加工鑄造成形σbα+δδαδ含錫量小于8%的合金，具有良好的塑性和適宜的強度，易于壓力加工；含錫量大于10%的合金塑性差，只適合鑄造。現(xiàn)在是25頁\一共有28頁\編輯于星期四2.錫青銅的應(yīng)用錫青銅的抗腐蝕性和耐磨性都比純銅和黃銅好，都用于制造耐磨零件，如軸套、軸瓦等。也可用來制造與酸、堿、蒸汽接觸的零件。溫度低于200℃的蒸汽管系和閥件。無錫靈山大佛