有色金属及合金教学PPT(2).ppt

第四章 有色金属及合金,钢铁通常称为黑色金属材料，除钢铁以外的金属及合金称为非铁金属材料或有色金属材料。,一、铝及铝合金特性1密度小2，耐蚀性好3加工性好4能进行表面处理5具有良好的导电性和导热性。6强度高,第一节 铝及铝合金,一、铝及铝合金特性7低温性能好8反射性强9无磁性10无毒11容易再生,第一节 铝及铝合金,二、纯铝1、高纯铝2、工业高纯铝3、工业纯铝,第一节 铝及铝合金,第一节 铝及铝合金,铝锭、铝棒、铝板、铝材,三、铝合金1形变铝合金 LF防锈铝，LY硬铝；LC超硬铝；LE锻铝；LT特殊铝；LB包覆铝。LQ钎焊铝；例如：LF5表示5号防锈铝合金。,第一节 铝及铝合金,1形变铝合金防锈铝合金硬铝合金低强度硬铝中等强度硬铝高强度硬铝耐热硬铝超硬铝合金锻铝合金,第一节 铝及铝合金,(1)防锈铝合金 这类合金主要合金元素是Mn和Mg。锻造退火后是单相固溶体，抗腐蚀性能好，塑性好，但不能通过热处理来强化，主要用于载荷不大的压延、焊接，或耐蚀结构件，如油箱、导管、线材、轻载荷骨架以及各种生活器具等。防锈铝牌号用“铝防”汉语拼音字首“LF”加顺序号表示。,第一节 铝及铝合金,(2)硬铝合金 硬铝基本上是Al-Cu-Mg合金，还含有少量的Mn，硬铝比强度高，且可以进行时效强化，但抗蚀性差。硬铝牌号用“铝硬”汉语拼音字首“LY”加顺序号，如LY1(铆钉硬铝)、LY11(标准硬铝)及LY12(高强度硬铝)等。,第一节 铝及铝合金,(3)超硬铝合金 是Al-Cu-Mg-Zn合金。这类合金是目前强度最高的铝合金，比强度更高，故称超硬铝。缺点是耐蚀性很差，可提高人工时效温度或包铝。超硬铝合金的牌号用“铝超”汉语拼音字首“LC”加顺序号表示。,第一节 铝及铝合金,(4)锻铝合金 是Al-Cu-Mg-Si系合金，合金元素的种类多，每种元素的含量较少，具有良好的热塑性及耐蚀性。淬火时效后均可提高强度。锻铝合金的牌号用“铝锻”汉语拼音字首“LD”加顺序号表示。,第一节 铝及铝合金,第一节 铝及铝合金,2铸造铝合金铝硅系合金、铝铜系合金、铝镁系合金和铝锌系合金。牌号：用“铸铝”两字汉语拼音的字头“ZL”加三位数字表示，第一位表示铝合金的类别代号(1一铝硅系、2一铝铜系、3一铝镁系、4一铝锌系列)，第二、三位表示合金的顺序号。如ZLl08为8号铝硅铸造合金。,第一节 铝及铝合金,第一节 铝及铝合金,第一节 铝及铝合金,第一节 铝及铝合金,第一节 铝及铝合金,第一节 铝及铝合金,四、铝及铝合金在轿车上的应用1纯铝应用2形变铝合金的应用3铸造铝合金的应用,全铝VVT发动机,第一节 铝及铝合金,全铝发动机,第一节 铝及铝合金,铝合金轮圈,第一节 铝及铝合金,第二节 铜及铜合金,一、纯铜 1、性能2、分类、牌号工业纯铜：TI、T2、T3和T4四种。无氧铜：Tu1，Tu23、应用,第二节 铜及铜合金,第二节 铜及铜合金,二、铜合金1黄铜1)普通黄铜2)特殊黄铜3)青铜,1、黄铜 以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。按照化学成分，黄铜分普通黄铜和特殊黄铜两类。,(1)普通黄铜普通黄铜是铜和锌的二元合金，具有相当好的耐腐蚀性，加工性能很好。普通黄铜的牌号用“H”加数字表示。“H”是“黄”字汉语拼音字首，数字表示平均含铜量，余量为Zn。,(2)特殊黄铜为了改善黄铜的某些性能，向其中加入少量其它元素，如Al、Mn、Sn、Si、Pb等，形成固溶体，提高合金强度及改善耐腐蚀性，这种黄铜称为特殊黄铜。根据主要添加元素命名为锰黄铜、铅黄铜、锡黄铜等。,特殊黄铜的牌号是在“H”之后标以主加元素的化学符号，并在其后表明铜及合金元素含量的百分数，如HPb59-1表示含Cu59%，含Pb1%余为Zn的铅黄铜。它具有良好的切削加工性，适用热冲压和切削方法制作的零件。,2、青铜(1)普通青铜普通青铜是铜和锡的二元合金，也叫锡青铜。主要特点是有良好的耐磨性，具有很高的耐蚀性能(但耐酸性差)，具有足够的抗拉强度和一定的塑性，致密程度较低。青铜的牌号以“青”字的汉语拼音字首“Q”加锡元素和数字表示。如QSn6.5-0.4表示含Sn为6.5%含其它元素(P)0.4%，余为Cu的锡青铜。,(2)特殊青铜用其它元素象Al、Pb、Mn等代替价格昂贵而稀缺的Sn，把此类青铜称为无锡青铜。如铝青铜、铅青铜、锰青铜等。加入的合金元素可以改善合金的机械性能、耐腐蚀性、耐磨性以及热强性等。其牌号表示方法与锡青铜类似。,3、白铜 以镍为主要添加元素的铜基合金称为白铜。主要用在精密机械、医疗器材、电工器材方面。,第二节 铜及铜合金,第二节 铜及铜合金,2.特殊青铜铝青铜 铍青铜 硅青铜,第二节 铜及铜合金,第二节 铜及铜合金,第二节 铜及铜合金,三、铜和铜合金在轿车上的应用1、在轿车上利用纯铜的导电性，制造电线、电缆、电气接头和电极夹等电器零件等。2、黄铜在轿车上用做转向节衬套、钢板弹簧衬套、轴套等耐磨件，散热器、冷凝器等。3、锡青铜用作水箱盖出水阀弹簧等弹性件，发动机摇臂衬套、连杆衬套等耐磨件,第二节 铜及铜合金,第二节 铜及铜合金,第二节 铜及铜合金,第二节 铜及铜合金,第二节 铜及铜合金,第二节 铜及铜合金,第二节 铜及铜合金,第二节 铜及铜合金,第二节 铜及铜合金,第三节 镁和镁合金,一、工业纯镁,纯镁的密度很小，只有1.74，是工业用金属中最轻的一种。熔点为6501，在熔化温度时极易氧化甚至燃烧。固态下晶体结构为密排六方晶格，冷变形能力很差，但高纯度镁具有一定的塑性变形能力。强度低，大致与铝差不多。,第三节 镁和镁合金,二、镁合金 镁合金分为铸造镁合金和变形镁合金两类。铸造镁合金的牌号用“ZM”加顺序号表示，如ZM1、ZM3、ZM5等；变形镁合金的牌号用“MB”加顺序号表示，如MB1、MB5、MB7等。,第三节 镁和镁合金,镁合金锭,镁合金,第三节 镁和镁合金,尼康d700之镁合金框架,宏基镁合金笔记本电脑,第三节 镁和镁合金,数码相机镁合金压铸件,第三节 镁和镁合金,1、镁锰系合金 主加元素是锰，用以改善镁的抗蚀性。1.32.5Mn对海水的抗蚀性显著提高。镁锰合金力学性不高，不能通过热处理强化。0.150.35的铈可细化晶粒，提高力学性能。,第三节 镁和镁合金,镁锰合金抗蚀性和焊接性优良，MB1用于生产板、棒、带材半成品及锻件，制作要求高塑性、焊接性及耐蚀性的飞机零件。MB8则可制作中等负荷的零件。,第三节 镁和镁合金,2、镁铝锌系合金 合金强度高，可热处理强化，铸造性好。但抗蚀性低，屈服强度和耐热性较低。,第三节 镁和镁合金,铝是主加元素，锌和锰是辅加元素。铝在镁中固溶强化作用显著(Al810时，强化效果不明显)。锌补充强化，改善塑性。锰提高抗蚀性。MB2、MB3热塑性、焊接性好，用作复杂锻件和热挤压棒材。ZM5铸造性和力学性能优良，用作复杂大型铸件和受力的飞机及发动机零件。,第三节 镁和镁合金,3、镁锌锆系合金 该系合金形成组织疏松倾向很小，铸造性能较好，屈服极限较高，热塑性变形能力大。主加元素锌和锆，锌固溶强化及提高合金屈服极限，Zn6。锆细化组织，提高强度和屈服极限，改善塑性和抗蚀性，提高耐热性。锆在0.50.8时作用效果最佳。,第三节 镁和镁合金,常用合金有ZM1、ZM2、MB15等。ZM1用于高强度、受冲击载荷大的零件，如飞机轮毂、轮缘、支架等；ZM2用于工作温度较高（200以下）的零件，如发动机机座、电机壳体等；MB15主要用于受力较大的零件，如机翼长桁等。,第三节 镁和镁合金,镁合金发动机机座,镁合金座椅,第三节 镁和镁合金,镁合金轮毂,镁合金护盖及钸件,第三节 镁和镁合金,镁合金轮毂,第三节 镁和镁合金,镁合金轮毂,第三节 镁和镁合金,第三节 镁和镁合金,第四节 轴承合金,轴承起减摩作用，轴承分滚动轴承和滑动轴承两类。在滑动轴承中，制造轴瓦及内衬的合金，称为轴承合金。1有较高的挤压强度和抗疲劳强度，并有较低的摩擦系数；2能很好地储存润滑油，使接触表面形成油膜；3有良好的导热性，耐蚀性和较小的膨胀系数。轴承合金的理想组织应该是软基体中有硬质点或硬基体中有软质点的材料。,一、锡基、铅基轴承合金其牌号为“ZCh”(即“铸承”的汉语拼音字首)基本元素与主加元素的化学符号并标明主加元素与辅加元素的含量(%)表示。,第四节 轴承合金,第四节 轴承合金,这两类轴承合金统称为巴氏合金，属于软基体硬质点的材料，在汽车上应用很广。,第四节 轴承合金,第四节 轴承合金,二、铜基、铝基轴承合金铜基、铝基轴承合金都属于硬基体软质点的轴承合金。铜基轴承合金是以铜为基础，加入适量的锡、铅、锌及磷、锰等元素组成的合金。优点：机械强度高、承载能力大、耐热性好，在420K左右也能正常工作。缺点：减磨性差，常在磨损面镀一层软金属(铅锡、铅锡铜)改善其缺点。,第四节 轴承合金,轴承合金牌号按国标(GBT117492)规定，用“轴”字汉语拼音首字母“Z”加基本元素符号与主加元素符号及百分量表示。,第四节 轴承合金,三、铜基轴承合金 铜基轴承合金是硬的基体上均匀分布着软的质点。常用牌号有ZQSnl0l和ZQPb30两种。ZQSnl01是含锡量为10，含磷量为1的铸造锡青铜，它常用于制作高速，重载荷柴油机的曲轴轴瓦。ZQPb30用于制造CAl41的曲轴轴瓦。,第四节 轴承合金,四、铝基轴承合金高锡铝基轴承合金。它是以铝为基础，加入约20的锡和约1的铜所组成的合金20高锡铝基轴承合金。它的组织是在硬基体(铝)上均匀分布着球状的软质点(锡)。20高锡铝基轴承合金具有价格较低，比重小，耐磨性好、疲劳强度较高，导热性好等性能。其可靠性比锡基轴承合金好。,第四节 轴承合金,第五节 汽车用有色金属板料,一、铜及铜合金薄板 纯铜薄板塑性较好。铜合金薄板主要指黄铜薄板。黄铜塑性好，比纯铜强度高，适合于手工制作各种形状的钣金零件。伸长率可达50以上，但抗拉强度较低。纯铜材料加工硬化现象明显，利用这一特性，可以通过冷加工来提高板料硬度。如经退火处理，板料又会重新恢复其塑性。纯铜和黄铜都可焊接，但焊接工艺要求严格，常用的焊接方法是气焊或钎焊。,第五节 汽车用有色金属板料,二、铝及铝合金薄板 纯铝板抗拉强度低，塑性较好。铝合金的强度和抗腐蚀性能比纯铝高，因此铝合金的使用较为广泛，多用于制作防滑地板。铝和铝合金的可焊性能较差，焊接时应按操作规程进行，常用的焊接方法有气焊和接触焊，但是氩弧焊效果最好。,第五节 汽车用有色金属板料,小结,一、汽车材料轻量化材料，主要有铝、镁、合金。二、铝及其合金的性能、分类及在汽车上的应用。三、铜及其合金的性能、分类及在汽车上应用。四、镁和镁合金性能、分类及在汽车上应用。五、轴承合金要求，轴承合金的分类，铜基、锅基轴承在汽车上的应用。,