08有色金属及其合金.ppt

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1、第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金 1 1 铝及其合金铝及其合金 2 2 铜及其合金铜及其合金 3 3 钛及其合金钛及其合金 4 4 轴承合金轴承合金 5 5 其它非铁合金其它非铁合金1第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金绪论除铁之外的其它金属称为非铁金属：除铁之外的其它金属称为非铁金属：轻金属轻金属4.5g/cm4.5g/cm3 3如如AlAl、MgMg、K K、NaNa、CaCa等。等。重金属重金属4.54.5g/cmg/cm3 3如如CuCu、ZnZn、NiNi、SnSn、PbPb、CoCo等。等。贵金属贵金属 AuAu、AgAg、PtPt、RhRh（铑）、（铑）、

2、CdCd（镉）等。（镉）等。稀有金属稀有金属相对稀少或产量较少相对稀少或产量较少TiTi、W W、V V、NbNb、MoMo等。等。放射性金属放射性金属如镭（如镭（RaRa）、铀（）、铀（U U）、钍（）、钍（ThTh）等。）等。半金属半金属介于金属与非金属之间的元素，如硅、锗、硼介于金属与非金属之间的元素，如硅、锗、硼 非铁金属具有许多优良特性非铁金属具有许多优良特性2第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金一、工业纯铝一、工业纯铝（物理性能）（物理性能）具具有有银银白白色色金金属属光光泽泽，密密度度2.722.72g/cmg/cm3 3，熔熔点点660.4660.4，具

3、具有有良良好好的的导导电电和和导导热热性性，其其导导电电性性仅仅次次于于银银和和铜铜。纯纯铝铝在在空空气气中中易易氧氧化化，表表面面形形成成一一层层能能阻阻止止内内层层金金属属继继续续被被氧氧化化的的致致密密的的氧化膜，因此具有良好的氧化膜，因此具有良好的抗大气腐蚀性抗大气腐蚀性能。能。3第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金一、工业纯铝一、工业纯铝（工艺性能）（工艺性能）面心立方面心立方结构，塑性极好、强度较低结构，塑性极好、强度较低(纯度纯度99.99%99.99%时，时，b b45MPa45MPa，50%)50%)，良好的低温性能良好的低温性能(-235(-235塑

4、性和冲击韧度也不降低塑性和冲击韧度也不降低)，冷变形加工，冷变形加工可提高其强度，但塑性降低。可提高其强度，但塑性降低。铸、压力加工、焊和切削加工性能具佳铸、压力加工、焊和切削加工性能具佳。铁、硅铁、硅杂质杂质，影响导电性、抗蚀性及塑性。，影响导电性、抗蚀性及塑性。4第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金一、工业纯铝一、工业纯铝（分类）（分类）按纯度按纯度高纯铝高纯铝、工业高纯铝工业高纯铝、工业纯铝工业纯铝高纯铝：高纯铝：有有L05L05L01L01五种，数字越大，纯度越高；五种，数字越大，纯度越高；工业高纯铝：工业高纯铝：有有LG5LG5LG1LG1五种，数字越大，纯度

5、越高；五种，数字越大，纯度越高；工业纯铝：工业纯铝：有有L1L1L7L7七种，数字越小，纯度越高。七种，数字越小，纯度越高。用用途途：工工业业纯纯铝铝主主要要配配制制铝铝合合金金，高高纯纯铝铝主主要要用用于于科科学学试试验验和和化化学学工工业业。纯纯铝铝还还可可用用来来制制造造导导线线、包包覆覆材材料料、耐蚀和生活器皿等。耐蚀和生活器皿等。5第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金二、铝合金的分类二、铝合金的分类 铝铝中中加加入入适适量量SiSi、CuCu、MgMg、ZnZn、MnMn等等主主加加元元素素和和CrCr、TiTi、ZrZr、B B、NiNi等等辅辅加加元元素素

6、，组组成成铝铝合合金，可提高强度并保持纯铝的特性。金，可提高强度并保持纯铝的特性。根据成分和生产工艺根据成分和生产工艺分两大类分两大类：1)1)变形铝合金变形铝合金 2)2)铸造铝合金铸造铝合金6第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金二、铝合金的分类二、铝合金的分类变形铝合金变形铝合金:D D点以左点以左的合金，加热至固溶的合金，加热至固溶线线DFDF以上温度得到均匀的单相以上温度得到均匀的单相固溶体，塑性好，适于进行锻造、固溶体，塑性好，适于进行锻造、轧制等。轧制等。铸造铝合金铸造铝合金:D D点以右点以右的合金，塑性较差，的合金，塑性较差，不宜压力加工，但流动性好，适

7、不宜压力加工，但流动性好，适宜铸造。宜铸造。7第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金二、铝合金的分类二、铝合金的分类(变形铝合金变形铝合金)变形铝合金中：变形铝合金中：小于小于F F点的合金，固溶体成点的合金，固溶体成分不随温度而变化，不能通过分不随温度而变化，不能通过热处理方法强化，称为热处理方法强化，称为不可热不可热处理强化的铝合金处理强化的铝合金；成分在成分在F-DF-D之间的合金，固之间的合金，固溶体成分随温度变化，可通过溶体成分随温度变化，可通过热处理方法强化，称为热处理方法强化，称为可热处可热处理强化的铝合金理强化的铝合金。8第九章第九章 非铁金属及其合金非铁

8、金属及其合金1 铝及其合金三、铝合金的热处理三、铝合金的热处理(退火、淬火和时效退火、淬火和时效)1 1退火退火(1)(1)再结晶退火再结晶退火再结晶温度以上保温后空冷，以消再结晶温度以上保温后空冷，以消 除变形的加工硬化，提高塑性。除变形的加工硬化，提高塑性。(2)(2)低温退火低温退火消除内应力，适当增加塑性，通常消除内应力，适当增加塑性，通常 在在180180300300保温后空冷。保温后空冷。(3)(3)均匀化退火均匀化退火消除铸锭或铸件的成分偏析及内应消除铸锭或铸件的成分偏析及内应 力，提高塑性，通常在高温长时间保温后空冷。力，提高塑性，通常在高温长时间保温后空冷。9第九章第九章 非

9、铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金三、铝合金的热处理三、铝合金的热处理(退火、淬火和时效退火、淬火和时效)2 2淬火（固溶处理）淬火（固溶处理）将将铝铝合合金金加加热热到到固固溶溶线线以以上上保保温温后后快快冷冷，使使第第二二相相来来不不及及析析出出，得得到到过过饱饱和和、不不稳稳定定的的单单一一固固溶溶体体。淬淬火火后后铝铝合合金金的的强度和硬度不高，具有很好的塑性。强度和硬度不高，具有很好的塑性。10第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金三、铝合金的热处理三、铝合金的热处理(退火、淬火和时效退火、淬火和时效)3.3.时效时效 时时 效：效：将淬火后的铝合金，

10、在室温或低温加将淬火后的铝合金，在室温或低温加热下保温一段时间，随时间延长其强度、硬度显著升热下保温一段时间，随时间延长其强度、硬度显著升高而塑性降低的现象。高而塑性降低的现象。自然时效：自然时效：室温下进行的时效；室温下进行的时效；人工时效：人工时效：低温加热下进行的时效。低温加热下进行的时效。时效实质：时效实质：第二相从过饱和、不稳定的单一第二相从过饱和、不稳定的单一固固溶体中析出和长大，由于第二相与母相（溶体中析出和长大，由于第二相与母相（相）的共相）的共格程度不同，使格程度不同，使母相产生晶格畸变而强化母相产生晶格畸变而强化。11第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其

11、合金三、铝合金的热处理三、铝合金的热处理(退火、淬火和时效退火、淬火和时效)3.3.时效曲线【时效曲线【Al-4%CuAl-4%Cu合金】合金】自然时效 人工时效12第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金变形铝合金依据其性能特点可分为四种变形铝合金依据其性能特点可分为四种：防锈铝合金防锈铝合金 LFLF 硬铝合金硬铝合金 LYLY 超硬铝合金超硬铝合金 LCLC 锻造铝合金锻造铝合金 LDLD LFLF为不可热处理强化铝合金，其它为可热为不可热处理强化铝合金，其它为可热处理强化铝合金。处理强化铝合金。1 铝及其合金四、变形铝合金四、变形铝合金13第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及

12、其合金1 铝及其合金四、变形铝合金四、变形铝合金(防锈铝合金防锈铝合金LF)系列：系列：Al-Al-MnMn系、系、Al-MgAl-Mg系系性能：性能：具有很高的塑性、较低或中等的强度、优具有很高的塑性、较低或中等的强度、优良的耐蚀性能和良好的焊接性能。良的耐蚀性能和良好的焊接性能。使用：使用：防锈铝只能用冷变形来强化，一般在退火防锈铝只能用冷变形来强化，一般在退火态或冷作硬化态使用。态或冷作硬化态使用。14第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金四、变形铝合金四、变形铝合金(防锈铝合金防锈铝合金LF)常用常用Al-Al-MnMn系：系：LF21LF21，抗腐蚀性较好，常用

13、来制造需弯曲、抗腐蚀性较好，常用来制造需弯曲、冷拉或冲压的零件，如管道、容器、油箱等。冷拉或冲压的零件，如管道、容器、油箱等。常用常用Al-MgAl-Mg系：系：F2F2、LF3LF3、LF5LF5、LF6LF6等，有较高的疲劳性能等，有较高的疲劳性能和抗振性，强度高于和抗振性，强度高于Al-Al-MnMn系合金，但耐热性较系合金，但耐热性较差，广泛用于航空航天工业中，如制造油箱、管差，广泛用于航空航天工业中，如制造油箱、管道、铆钉、飞机行李架等。道、铆钉、飞机行李架等。15第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金四、变形铝合金四、变形铝合金(硬铝合金硬铝合金LY)硬铝包括

14、：硬铝包括：Al-Cu-MgAl-Cu-Mg系和系和Al-Cu-Al-Cu-MnMn系两类系两类常用常用Al-Cu-MgAl-Cu-Mg系分为：系分为：低强度硬铝低强度硬铝(铆钉硬铝铆钉硬铝)，如，如LY1LY1、LY3LY3、LY10 LY10等，强度较低，但有很高的塑性；等，强度较低，但有很高的塑性；中强度硬铝中强度硬铝（标准硬铝），如（标准硬铝），如LY11LY11；高强度硬铝高强度硬铝，如，如LY12LY12。16第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金四、变形铝合金四、变形铝合金(硬铝合金硬铝合金LY)硬铝包括：硬铝包括：Al-Cu-MgAl-Cu-Mg系和系和A

15、l-Cu-Al-Cu-MnMn系两类系两类Al-Cu-MgAl-Cu-Mg系硬铝的性能：系硬铝的性能：焊接性和耐蚀性较差，对于板材可包覆一焊接性和耐蚀性较差，对于板材可包覆一层高纯铝，通常还要进行阳极氧化处理和表面层高纯铝，通常还要进行阳极氧化处理和表面涂装，为提高其耐蚀性一般采用自然时效。部涂装，为提高其耐蚀性一般采用自然时效。部分分Al-Cu-MgAl-Cu-Mg系硬铝具有较高的耐热性，如系硬铝具有较高的耐热性，如LY11 LY11、LY12LY12，可在较高温度使用。可在较高温度使用。17第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金四、变形铝合金四、变形铝合金(硬铝合金硬

16、铝合金LY)硬铝包括：硬铝包括：Al-Cu-MgAl-Cu-Mg系和系和Al-Cu-Al-Cu-MnMn系两类系两类Al-Cu-Al-Cu-MnMn系硬铝：系硬铝：为超耐热硬铝合金，具有较好的塑性和工为超耐热硬铝合金，具有较好的塑性和工艺性能，常用代号有艺性能，常用代号有LY16LY16、LY17LY17。硬铝合金的用途：硬铝合金的用途：常制成板材和管材，主要用于飞机构件、常制成板材和管材，主要用于飞机构件、蒙皮、螺旋桨、叶片等。蒙皮、螺旋桨、叶片等。18第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金四、变形铝合金四、变形铝合金(超硬铝合金超硬铝合金LC)Al-Zn-Mg-CuA

17、l-Zn-Mg-Cu系合金：系合金：强强度度最最高高，常常用用LC4LC4、LC9LC9等等；具具有有良良好好的的热热塑塑性性，但但疲疲劳劳性性能能较较差差，耐耐热热性性和和耐耐蚀蚀性性也也不不高高；表表面面通通常常包包覆覆w wZnZn=1%=1%的的铝铝锌锌合合金金，零零构构件件也也要要进进行行阳阳极极化化防防腐腐蚀蚀处处理理；一一般般采采用用淬淬火火加加人人工工时时效效的的热热处处理理强强化化工工艺艺；用用于于工工作作温温度度较较低低、受受力力较较大大的的结结构构件件，如如飞飞机机蒙蒙皮皮、壁壁板板、大大梁梁、起起落落架架部件等。部件等。19第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金

18、1 铝及其合金四、变形铝合金四、变形铝合金(锻造铝合金锻造铝合金LD)分类：分类：Al-Cu-Mg-Al-Cu-Mg-SiSi系和系和Al-Cu-Mg-Fe-NiAl-Cu-Mg-Fe-Ni系两类；系两类；Al-Cu-Mg-Al-Cu-Mg-SiSi系：系：热塑性好，可用锻压方法来制造形状较复杂热塑性好，可用锻压方法来制造形状较复杂的零件；一般在淬火加人工时效后使用；常用的零件；一般在淬火加人工时效后使用；常用LD2LD2、LD5LD5、LD6LD6、LD10LD10等；主要制造要求中等强等；主要制造要求中等强度、高塑性和耐热性的锻件、模锻件，如各种度、高塑性和耐热性的锻件、模锻件，如各种叶轮

19、、导风轮、接头、框架等。叶轮、导风轮、接头、框架等。20第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金四、变形铝合金四、变形铝合金(锻铝合金锻铝合金LD)分类：分类：Al-Cu-Mg-Al-Cu-Mg-SiSi系和系和Al-Cu-Mg-Fe-NiAl-Cu-Mg-Fe-Ni系两类；系两类；Al-Cu-Mg-Fe-NiAl-Cu-Mg-Fe-Ni系：系：常用代号有常用代号有LD7LD7、LD8LD8、LD9LD9等，此类合金耐等，此类合金耐热性较好，主要用于热性较好，主要用于250250温度下工作的零件，温度下工作的零件，如叶片、超音速飞机蒙皮等。如叶片、超音速飞机蒙皮等。21第九

20、章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金四、变形铝合金四、变形铝合金(牌号牌号)22第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金四、变形铝合金四、变形铝合金(牌号牌号)23第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金五、铸造铝合金五、铸造铝合金铸造铝合金：铸造铝合金：Al-Al-SiSi系、系、Al-CuAl-Cu系、系、Al-MgAl-Mg系、系、Al-ZnAl-Zn系系代代 号：号：ZL1ZL1、ZL2ZL2、ZL3ZL3、ZL4ZL4加两位数加两位数字的顺序号表示；若为铸锭，则在字的顺序号表示；若为铸锭，则在ZLZL后加后加D D；若为优若

21、为优质，则在代号后加质，则在代号后加A A；需表示状态时，在合金代号后需表示状态时，在合金代号后用短横线连接状态代号；铸造方法代号不写入合金代用短横线连接状态代号；铸造方法代号不写入合金代号中。号中。24第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金五、铸造铝合金五、铸造铝合金(1.Al-Si系系)Al-Si(11-13%)Al-Si(11-13%)系系铸造铝合金铸造铝合金俗称硅铝明俗称硅铝明：性性能能：铸铸造造性性能能好好，密密度度小小，具具有有优优良良的的耐耐蚀蚀性性、耐热性和焊接性；耐热性和焊接性；用用途途：制制造造形形状状复复杂杂但但强强度度要要求求不不高高的的铸铸件件，

22、如如飞飞机机、仪仪表表壳壳体体等等；制制造造低低、中中强强度度的的形形状状复复杂杂的的铸铸件件，如如电电机机壳壳体体、气气缸缸体体、风风机机叶叶片片、发发动动机活塞等。机活塞等。25第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金五、铸造铝合金五、铸造铝合金(1.Al-Si系相图系相图)26第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金五、铸造铝合金五、铸造铝合金(1.Al-Si系系)ZL102ZL102变质前：变质前：b b 140 140 MPaMPa 3 3 后：后：s s 180 180 MPaMPa 8 827第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1

23、 铝及其合金五、铸造铝合金五、铸造铝合金(2.Al-Cu系系)Al-CuAl-Cu系铸造铝合金：系铸造铝合金：性能：性能：有较高的强度、耐热性，但密度大、耐蚀性有较高的强度、耐热性，但密度大、耐蚀性差，铸造性能不好，常用代号有差，铸造性能不好，常用代号有ZL201ZL201、ZL202ZL202、ZL203ZL203等，主要用于制造较高温度下工作、要求等，主要用于制造较高温度下工作、要求高强度的零件，如内燃机气缸头、增压器导风高强度的零件，如内燃机气缸头、增压器导风叶轮等。叶轮等。28第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金五、铸造铝合金五、铸造铝合金(3.Al-Mg系系)

24、Al-Mg Al-Mg系铸造铝合金：系铸造铝合金：耐蚀性好，强度高，密度小，但铸造性能差，耐蚀性好，强度高，密度小，但铸造性能差，耐热性低。常用代号有耐热性低。常用代号有ZL301ZL301、ZL303ZL303等，主要等，主要用于制造在腐蚀介质下工作的承受一定冲击载用于制造在腐蚀介质下工作的承受一定冲击载荷的形状较为简单的零件，如舰船配件、氨用荷的形状较为简单的零件，如舰船配件、氨用泵体等。泵体等。29第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金五、铸造铝合金五、铸造铝合金(4.Al-Zn系系)Al-Zn Al-Zn系铸造铝合金：系铸造铝合金：Al-ZnAl-Zn系系铸造铝合

25、金铸造性能好，强度铸造铝合金铸造性能好，强度较高，但密度大，较高，但密度大，耐蚀性较差。常用代号耐蚀性较差。常用代号有有ZL401ZL401、ZL402ZL402等，主要用于制造受力较等，主要用于制造受力较小、形状复杂的汽车、飞机、仪器零件。小、形状复杂的汽车、飞机、仪器零件。30第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金五、铸造铝合金五、铸造铝合金(牌号牌号)31第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金一、纯铜（一、纯铜（1 1）纯纯铜铜又又称称紫紫铜铜，密密度度为为8.968.96g/cmg/cm3 3，熔熔点点为为1083.41083.4，具具有有优

26、优良良的的导导电电性性和和导导热热性性，其其导导电电性性仅仅次次于于银银。纯纯铜铜在在大大气气、淡淡水水中中具具有有良良好好的的耐耐蚀蚀性性，但但在在海海水水中中较较差差。纯纯铜铜具具有有面面心心立立方结构，无同素异构转变，无磁性。方结构，无同素异构转变，无磁性。32第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金一、纯铜（一、纯铜（2 2）b b=200=200 250MPa250MPa，HB:40HB:40 5050HBSHBS，塑性塑性45%45%50%50%；冷变形后，其强度可达冷变形后，其强度可达400400 500MPa500MPa，硬度提高到硬度提高到100100 2

27、00200HBSHBS，但伸长率下降到但伸长率下降到5%5%以下；以下；退火处理可消除铜的加工硬化；纯铜还具有优良的退火处理可消除铜的加工硬化；纯铜还具有优良的焊接性能；焊接性能；工业纯铜产品的代号为工业纯铜产品的代号为 T1(T1(w wCuCu99.95%)99.95%)、T2(T2(w wCuCu99.9%)99.9%)、T3(T3(w wCuCu99.7%)99.7%)，主要用于配制铜合金，主要用于配制铜合金，制作导电、导制作导电、导热材料及耐蚀器件等。热材料及耐蚀器件等。33第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金二、黄铜（二、黄铜（1.1.普通黄铜）普通黄铜）普

28、通黄铜：普通黄铜：Cu-ZnCu-Zn合金，代号合金，代号H HCuCu，如如H68H68表示含表示含 Cu68%Cu68%的铜锌合金的铜锌合金。单相黄铜：单相黄铜：w wZnZn39%39%，强度低、塑性好，冷塑性加工成，强度低、塑性好，冷塑性加工成 板材、线材、管材等，常用板材、线材、管材等，常用H68H68、H70H70、H80 H80，主要用作弹壳和精密仪器；主要用作弹壳和精密仪器；两相黄铜：两相黄铜：w wZnZn3939 45%45%，热塑性好，一般热轧成棒材、，热塑性好，一般热轧成棒材、板材，常用板材，常用H59H59、H62H62等，主要用作水管、等，主要用作水管、油管、散热器

29、、螺钉。油管、散热器、螺钉。34第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金二、黄铜（二、黄铜（2.2.特殊黄铜特殊黄铜 ）特殊黄铜：特殊黄铜：普通黄铜中加入普通黄铜中加入AlAl、SiSi、PbPb、SnSn、MnMn、FeFe、NiNi等，称为等，称为铝黄铜、硅黄铜、铅黄铜铝黄铜、硅黄铜、铅黄铜等。等。合金元素：合金元素：能提高合金的强度，能提高合金的强度，AlAl、SnSn、MnMn、NiNi能提高能提高耐蚀性和耐磨性，耐蚀性和耐磨性，MnMn提高耐热性，提高耐热性，SiSi改善铸造性能，改善铸造性能，PbPb改善切削性能。改善切削性能。表示方法：表示方法：H H主加元素

30、符号主加元素符号铜及各合金元素的平均铜及各合金元素的平均质量分数（质量分数（w w100100），），如如HPb59-1HPb59-1表示含表示含w wCuCu59%59%、w wPbPb1%1%铅黄铜铅黄铜。常用代号有常用代号有HPb59-1HPb59-1、HSn90-1HSn90-1等。等。主要用途：主要用途：冷凝管、齿轮、螺旋桨、钟表零件等。冷凝管、齿轮、螺旋桨、钟表零件等。35第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金二、黄铜（二、黄铜（3.3.铸造黄铜铸造黄铜 ）牌号表示：牌号表示：Z Z铜主加元素及平均质量分数铜主加元素及平均质量分数（w w100100）其它元素

31、及平均质量分数其它元素及平均质量分数（w w100100）例如：例如：ZCuZn38ZCuZn38表示表示w wZnZn38%38%、余量为铜的铸造普余量为铜的铸造普通黄铜。通黄铜。36第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金二、黄铜（相图含二、黄铜（相图含ZnZn量与力学性能的关系）量与力学性能的关系）力学性能力学性能37第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金二、黄铜（牌号二、黄铜（牌号 ）38第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金三、青铜三、青铜青铜：青铜：除除ZnZn以外，所有以外，所有CuCu合金的总称。合金的总称。分类：

32、分类：根据所加主要合金元素根据所加主要合金元素SnSn、AlAl、BeBe、SiSi、PbPb等，等，锡青铜锡青铜、铝青铜铝青铜、铍青铜铍青铜、硅青铜硅青铜、铅青铜铅青铜等。等。代号：代号：Q Q主加元素及平均质量分数主加元素及平均质量分数(w w100100)其它元素平均质量分数其它元素平均质量分数(w w100100)例如：例如：QSn4-3QSn4-3表示含表示含w wSnSn4%4%、w wZnZn3%3%的锡青铜的锡青铜。39第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金三、青铜（三、青铜（1.1.锡青铜锡青铜）锡青铜的性能受锡含量的显著影响：锡青铜的性能受锡含量的显著

33、影响：w wSnSn5%5%的锡青铜塑性好，适于进行冷变形加工；的锡青铜塑性好，适于进行冷变形加工；w wSnSn=5%=5%7%7%的锡青铜热塑性好，适于进行热加工；的锡青铜热塑性好，适于进行热加工；w wSnSn=10%=10%14%14%的锡青铜塑性较低，适于作铸造合金。的锡青铜塑性较低，适于作铸造合金。特点：特点：锡青铜的铸造流动性差，易形成分散缩孔，铸件锡青铜的铸造流动性差，易形成分散缩孔，铸件致密度低，但合金体积收缩率小，适于铸造外形及尺寸致密度低，但合金体积收缩率小，适于铸造外形及尺寸要求精确的铸件。要求精确的铸件。40第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金

34、三、青铜（三、青铜（1.1.锡青铜性能锡青铜性能）锡青铜的性能：锡青铜的性能：良好的耐蚀性、减磨性、抗磁性良好的耐蚀性、减磨性、抗磁性和低温韧性，在大气、海水、蒸气、淡水及无机和低温韧性，在大气、海水、蒸气、淡水及无机盐溶液中的耐蚀性比纯铜和黄铜好，但在亚硫酸盐溶液中的耐蚀性比纯铜和黄铜好，但在亚硫酸钠、酸和氨水中的耐蚀性较差。钠、酸和氨水中的耐蚀性较差。常用锡青铜：常用锡青铜：QSn4-3QSn4-3、QSn6.5-0.4QSn6.5-0.4、ZCuSn10Pb1ZCuSn10Pb1用途：用途：制造弹性元件、耐磨零件、抗磁及耐蚀零制造弹性元件、耐磨零件、抗磁及耐蚀零件，如弹簧、轴承、齿轮、蜗

35、轮、垫圈等。件，如弹簧、轴承、齿轮、蜗轮、垫圈等。41第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金三、青铜（三、青铜（Cu-Cu-SnSn合金相图）合金相图）力学性能的关系力学性能的关系42第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金三、青铜（三、青铜（2.2.铝青铜铝青铜）铝青铜的性能：铝青铜的性能：强度、硬度、耐磨性、耐热性、耐蚀性高于黄铜和强度、硬度、耐磨性、耐热性、耐蚀性高于黄铜和锡青铜，无锡青铜中应用最广。锡青铜，无锡青铜中应用最广。常用铝青铜：常用铝青铜：低铝和高铝两种。低铝和高铝两种。低铝青铜低铝青铜如如QAl5QAl5、QAl7QAl7等，具有一

36、定的强度，较高等，具有一定的强度，较高的塑性和耐蚀性，一般在压力加工状态使用，制造高耐的塑性和耐蚀性，一般在压力加工状态使用，制造高耐蚀弹性元件；蚀弹性元件；高铝青铜高铝青铜如如QAl9-4QAl9-4、QAl10-4-4QAl10-4-4等，具有较高的强度、等，具有较高的强度、耐磨性、耐蚀性，制造齿轮、轴承、摩擦片、蜗轮、螺耐磨性、耐蚀性，制造齿轮、轴承、摩擦片、蜗轮、螺旋桨等。旋桨等。43第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金三、青铜（三、青铜（2.2.铝青铜相图铝青铜相图）力学性能的影响力学性能的影响44第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金三

37、、青铜（三、青铜（3.3.鈹青铜）鈹青铜）性能最好性能最好的铜合金，唯一可固溶强化铜合金；的铜合金，唯一可固溶强化铜合金；性能：性能：具有很高的强度、弹性、耐磨性、耐蚀性及耐具有很高的强度、弹性、耐磨性、耐蚀性及耐低温性，良好的导电、导热性，无磁性、受冲击时不低温性，良好的导电、导热性，无磁性、受冲击时不产生火花，还具有良好的冷、热加工和铸造性能；产生火花，还具有良好的冷、热加工和铸造性能；常用代号常用代号QBe2QBe2、QBe1.9QBe1.9等；等；用途：用途：重要的精密弹簧、膜片等弹性元件，高速、高重要的精密弹簧、膜片等弹性元件，高速、高温、高压下工作的轴承等耐磨零件，防爆工具等。温、

38、高压下工作的轴承等耐磨零件，防爆工具等。45第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金三、青铜（牌号）三、青铜（牌号）46第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金3 钛及其合金一、纯钛（性能一、纯钛（性能）物理性能：物理性能：4.507 g/cm4.507 g/cm3 3，TmTm：16881688。具有同素异构。具有同素异构转变，转变，882.5882.5为密排六方结构的为密排六方结构的相，相，882.5882.5体心立方结构的体心立方结构的相。相。力学性能：力学性能：强度低，但比强度高，塑性好，低温韧性强度低，但比强度高，塑性好，低温韧性好，耐蚀性很高。好，耐蚀性很

39、高。工艺性能：工艺性能：具有良好的压力加工性，切削性较差。具有良好的压力加工性，切削性较差。其它性能：其它性能：在氮气中加热可发生燃烧，因此钛在加热在氮气中加热可发生燃烧，因此钛在加热和焊接时应采用氩气保护。和焊接时应采用氩气保护。47第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金3 钛及其合金一、纯钛（分类用途一、纯钛（分类用途）根据根据杂质含量杂质含量 高纯钛高纯钛（纯度（纯度99.9%99.9%）、）、工业纯钛工业纯钛（纯度（纯度99.5%99.5%）。）。工业纯钛：工业纯钛：用用TATA顺序号数字顺序号数字1 1、2 2、3 3表示，数字表示，数字越大，纯度越低。杂质含量对钛的性能影响

40、很大，少越大，纯度越低。杂质含量对钛的性能影响很大，少量杂质可显著提高钛的强度，故工业纯钛强度较高，量杂质可显著提高钛的强度，故工业纯钛强度较高，接近高强铝合金的水平，接近高强铝合金的水平，用途：用途：350350以下工作的石油化工用热交换器、反以下工作的石油化工用热交换器、反应器、船舰零件、飞机蒙皮等。应器、船舰零件、飞机蒙皮等。48第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金3 钛及其合金一、纯钛（杂质对性能的影响一、纯钛（杂质对性能的影响）49第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金3 钛及其合金二、钛合金二、钛合金 钛合金：纯钛中加入钛合金：纯钛中加入AlAl、MoMo、CrC

41、r、SnSn、MnMn、V V等，按退火组织可分为：等，按退火组织可分为：型型 型型 ()型型钛合金钛合金 分别用分别用TATA、TBTB、TCTC加顺序号表示。工业纯钛加顺序号表示。工业纯钛的室温组织为的室温组织为相，因此牌号划入相，因此牌号划入型钛合金型钛合金的的TATA序列。序列。50第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金3 钛及其合金二、钛合金（二、钛合金（1.1.型钛合金型钛合金 ）性性能能：室室温温强强度度低低，高高温温强强度度高高；具具有有良良好好的的抗抗氧氧化化性性、焊接性和耐蚀性，不可热处理强化，退火态使用；焊接性和耐蚀性，不可热处理强化，退火态使用；牌牌号号：TA4

42、TA4、TA5TA5、TA6TA6、TA7TA7、TA8TA8等等，常常用用的的有有TA5TA5、TA7TA7等，以等，以TA7TA7最常用。最常用。TA7TA7还具有优良的低温性能；还具有优良的低温性能；用用途途：500500以以下下工工作作的的火火箭箭、飞飞船船的的低低温温高高压压容容器器，航航空空发发动动机机压压气气机机叶叶片片和和管管道道、导导弹弹燃燃料料缸缸等等。TA5TA5主主要用于制造船舰零件。要用于制造船舰零件。51第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金3 钛及其合金二、钛合金（二、钛合金（2.2.型钛合金型钛合金 ）牌号：牌号：有有TB21TB21、TB2TB2两个，

43、可热处理强化，实际两个，可热处理强化，实际 应用的为应用的为TB2TB2。性能：性能：合金的强度高、焊接性好。热稳定性差。合金的强度高、焊接性好。热稳定性差。用途：用途：350350以下工作的飞机压气机叶片、以下工作的飞机压气机叶片、弹簧、紧固件等。弹簧、紧固件等。52第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金3 钛及其合金二、钛合金【二、钛合金【3.3.()型钛合金】型钛合金】性性能能：具具有有型型和和型型钛钛合合金金的的优优点点，但但焊焊接接性性能能不不如如 型钛合金，可通过热处理来强化。型钛合金，可通过热处理来强化。牌牌号号：TC1TC1 TC11TC11，常常用用的的有有TC3TC

44、3、TC4TC4、TC6TC6、TC10TC10等等，以以TC4TC4最常用。最常用。用用途途：400400以以下下工工作作的的航航空空发发动动机机压压气气机机叶叶片片，火火箭箭 发发动动机机外外壳壳，火火箭箭和和导导弹弹的的液液氢氢燃燃料料箱箱部部件件，船舰耐压壳体等。船舰耐压壳体等。53第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金3 钛及其合金二、钛合金二、钛合金（TiTi合金的发展）合金的发展）一般：一般：最高使用温度为最高使用温度为500500。中国：中国：Ti-Al-Sn-Mo-Si-NdTi-Al-Sn-Mo-Si-Nd系，使用温度达系，使用温度达550550。英美：英美：的的T

45、i-5.5Al-4Sn-4Zr-1Nb-0.3Mo-0.5SiTi-5.5Al-4Sn-4Zr-1Nb-0.3Mo-0.5Si合金合金 和和Ti-6Al-2.75Sn-4Zr-0.4Nb-0.45SiTi-6Al-2.75Sn-4Zr-0.4Nb-0.45Si合金，合金，使用温度可达使用温度可达600600。最高：最高：以钛铝金属间化合物为基的以钛铝金属间化合物为基的TiTi3 3AlAl基高温钛合基高温钛合 金和金和TiAlTiAl基高温钛合金，使用温度将可达基高温钛合金，使用温度将可达 700700以上。以上。54第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金3 钛及其合金二、钛合金二、钛

46、合金（牌号）牌号）55第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金3 钛及其合金二、钛合金二、钛合金（钛材）钛材）产品名称产品名称:各类钛材及钛合金制品各类钛材及钛合金制品.钛容器钛容器.钛设备钛设备产品品牌产品品牌:beidoubeidou产品型号产品型号:5-1805-180原原 产产 地地:沈阳沈阳单单 价：价：180 180 人民币人民币/千克千克 (可协商可协商)钛板钛板350350元元/公斤公斤 20052005年市场价年市场价56第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金3 钛及其合金二、钛合金二、钛合金（钛材）钛材）钛合金精品钛合金精品-横杆横杆 钛合金精品钛合金精品-立

47、柱立柱 57第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金3 钛及其合金二、钛合金二、钛合金（钛材）钛材）展示架：展示架：每个组件能够录活安每个组件能够录活安装，多种颜色搭配，专业装，多种颜色搭配，专业设计人员精湛设计。能够设计人员精湛设计。能够完成购物中心大型面积的完成购物中心大型面积的施工。使传统的设施黯然施工。使传统的设施黯然失色。失色。58第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金3 钛及其合金二、钛合金二、钛合金（钛材）钛材）59第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金其它非铁合金、镁及其合金、镁及其合金 纯镁：纯镁：1.74 g/cm1.74 g/cm3 3，Tm651T

48、m651，密排六方结构。纯密排六方结构。纯镁强度不高，室温塑性较低，耐蚀性较差，易氧化。工镁强度不高，室温塑性较低，耐蚀性较差，易氧化。工业纯镁代号用业纯镁代号用M M顺序号表示。纯镁主要用于配制镁合顺序号表示。纯镁主要用于配制镁合金和其它合金，还可用作化工与冶金的还原剂。金和其它合金，还可用作化工与冶金的还原剂。镁合金：镁合金：纯镁中加入纯镁中加入AlAl、ZnZn、MnMn、ZrZr及稀土等元素，及稀土等元素，制成镁合金。主要有制成镁合金。主要有Mg-Mg-MnMn系、系、Mg-Al-Zn Mg-Al-Zn 系、系、Mg-Zn-Mg-Zn-ZrZr系系 和和Mg-Re-Mg-Re-ZrZr

49、系等合金系。它们分为变形镁合金和铸系等合金系。它们分为变形镁合金和铸造镁合金两大类。造镁合金两大类。60第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金其它非铁合金、镁及其合金、镁及其合金61第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金其它非铁合金、镁及其合金（、镁及其合金（1.1.变形镁合金）变形镁合金）代号：代号：MBMB顺序号表示。顺序号表示。MB1MB1、MB8MB8为为Mg-Mg-MnMn系合金，具系合金，具有良好的耐蚀性和焊接性，使用温度不超过有良好的耐蚀性和焊接性，使用温度不超过150150。主。主要用于制作飞机蒙皮、壁板及宇航结构件。要用于制作飞机蒙皮、壁板及宇航结构件。Mg-

50、LiMg-Li系合金是一种新型的镁合金，它密度小，强度高，系合金是一种新型的镁合金，它密度小，强度高，塑性、韧性好，焊接性好，缺口敏感性低，在航空、塑性、韧性好，焊接性好，缺口敏感性低，在航空、航天工业中具有良好的应用前景。航天工业中具有良好的应用前景。62第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金其它非铁合金、镁及其合金（、镁及其合金（2.2.铸造镁合金）铸造镁合金）代号：代号：ZMZM顺序号表示。顺序号表示。Mg-Al-ZnMg-Al-Zn系系的的ZM5ZM5和和Mg-Zn-Mg-Zn-ZrZr系系的的ZM1ZM1、ZM2ZM2、ZM7ZM7、ZM8ZM8具具有有较较高高的的强强度度，