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(diǎn):

（一）純鋁的密度?。?.7g/cm3）。其強(qiáng)度很低，σb=80MPa~100MPa。但塑性很好，δ=30%~50%。熔點(diǎn)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(jìn)一步氧化。根據(jù)上述特點(diǎn)，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(qiáng)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(jī)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(qiáng)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(diǎn)，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(qiáng)化鋁合金

能熱處理強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度在加熱到100℃之前，應(yīng)保持力學(xué)性能不變，加熱到250℃時(shí)，屈服強(qiáng)度大于60%。

3、疲勞強(qiáng)度平板試樣的疲勞強(qiáng)度不小于50MPa，帶焊縫試樣的疲勞強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)化鋁合金，應(yīng)具有良好的可焊性和加工性；熱處理可強(qiáng)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(shí)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(shí)效硬化：在固溶處理后的合金隨時(shí)間延續(xù)而發(fā)生進(jìn)一步強(qiáng)化的現(xiàn)象。

回歸現(xiàn)象：已經(jīng)時(shí)效硬化的鋁合金，如若需恢復(fù)其塑性，可在230~250℃作短時(shí)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(jìn)行正常的自然時(shí)效與人工時(shí)效，這種現(xiàn)象稱為回歸現(xiàn)象。

2.種類自然時(shí)效人工時(shí)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(shí)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(shí)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(diǎn)，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?，F(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(qiáng)化提高鋁合金的強(qiáng)度和抗蝕性(

比純鋁好

)。

Al–Mg

通過固溶強(qiáng)化提高鋁合金的強(qiáng)度和抗蝕性(

比純鋁輕

)。防銹鋁合金均屬熱處理不可強(qiáng)化的鋁合金，加工硬化是其唯一的強(qiáng)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(shí)效強(qiáng)化提鋁合金強(qiáng)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(jī)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(shí)效強(qiáng)化和形成的強(qiáng)化相,使鋁合金達(dá)到最高的硬度和強(qiáng)度。但耐蝕性較差。主要用于制造飛機(jī)的受力構(gòu)件，如飛機(jī)的起落架、大梁等。飛機(jī)翼梁(腹板為硬鋁合金)飛機(jī)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(shí)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(qiáng)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(jī)的活塞及汽缸等。壓氣機(jī)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(gè)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(xì)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(qiáng)度要求不高的鑄件，如發(fā)動機(jī)汽缸、手提電動工具或風(fēng)動工具，以及儀表的外殼等。同時(shí)，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(jī)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(jī)械裂縫，既可以沿著晶界發(fā)展，也可以穿過晶粒擴(kuò)展。由于裂縫擴(kuò)展是在金屬內(nèi)部，會使金屬結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大大下降，嚴(yán)重時(shí)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(hù)；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(diǎn):密度大；導(dǎo)電及導(dǎo)熱性能好；抗大氣腐蝕性好；塑性高；強(qiáng)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(jià)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(shí)黃銅具有最大的塑性。而含鋅量為40%時(shí)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(jiǎng)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(qiáng)度，易于壓力加工；含錫量大于10%的合金塑性差，只適合鑄造?，F(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