1、第4章 有色金屬及非金屬材料,有色金屬：非鐵金屬材料。,有色金屬分類(lèi)：,（1） 輕金屬：Al、Mg、Ti、Na等，,（2） 重金屬：Cu 、Pb 等,（3）貴金屬：Au, Ag, Pt等,（4）稀有金屬：W, Mo, Ta, Nb ,Zr, V 等,一、 鋁及鋁合金,1、鋁及鋁合金的特性,（1）比重小，比強(qiáng)度高；純鋁=2.7g/cm3,（2）優(yōu)良的物理、化學(xué)性能, 導(dǎo)電性好，僅次于Ag, Cu, Au； 極好的抗大氣腐蝕能力；“鈍化” 非磁性，即磁化率極低。,（3）加工性能良好：, 塑性好，可冷成形；, 切削性能好；, 超高強(qiáng)度鋁合金成形后熱處理，可以有很高的強(qiáng)度。, 鑄造鋁合金鑄造性能極好。

2、,5g/cm3,1、純鋁,（1） 高純鋁,由01到04，Al的含量由99.93 99.99% 。 電容器和科研用。,（2） 工業(yè)高純鋁,牌號(hào)有 ：L0, L00 Al的含量由99.85 99.9% 。,牌號(hào)有 ：L01, L02, L03, L04 。,（3）工業(yè)純鋁,牌號(hào)有 ：L5, L4, L3, L2, L1, 。,Al的含量由98 99% 。 電線、電纜等,2、鋁合金,根據(jù)合金元素的含量和加工工藝性能特點(diǎn)， 鋁合金可分為加工變形鋁合金和鑄造鋁合金兩類(lèi)。,（1）變形鋁合金,不可熱處理強(qiáng)化鋁合金-防銹鋁 可熱處理強(qiáng)化鋁合金-硬鋁,超硬鋁和鍛鋁。,變形鋁合金按性能 特點(diǎn)可分為：,A.防銹鋁

3、用“鋁”和“防”二字的漢語(yǔ)拼音第一個(gè) 字母 “L”和“F”加順序號(hào)表示，如五號(hào)防銹鋁用 LF5表示。 LF21 ( 3A21)等。,優(yōu)良的抗腐蝕性能,因而得名防銹鋁合金 ，還具有良好 的塑性與焊接性，適宜壓力加工和焊接。機(jī)械性能較低 ， 可用冷加工方法使其強(qiáng)化。,切削加工工藝性能差，故適用制作焊接管道、 容器、鉚釘以及其它冷變形零件。,B.硬鋁用“鋁”和“硬”二字的漢語(yǔ)拼音首字母“L”和“Y”加順序號(hào)表示， 如十二號(hào)硬鋁用LY12表示。 LY1 （2A01） LY11（2A11）等。,鋁-銅-鎂系合金應(yīng)用較早，用途很廣。有強(qiáng)烈的時(shí)效強(qiáng)化作用， 經(jīng)時(shí)效處理后具有很高的硬度、強(qiáng)度，故鋁-銅-鎂系合

4、金總稱(chēng)為硬 鋁合金。這類(lèi)合金具有優(yōu)良的加工工藝性能，可以加工成板、棒、 管、線、型材及鍛件等半成品，廣泛應(yīng)用在航空，汽車(chē)和機(jī)械中。,C.超硬鋁用“鋁”和“超”二字的漢語(yǔ)拼音首字母“L”和“C”加順序號(hào)表示， 如四號(hào)超硬鋁用LC4（7A04）表示。 LC9 （7A09）,鋁-鋅-銅系合金是目前室溫強(qiáng)度最高的一類(lèi)鋁合金，其強(qiáng)度達(dá)500700MPa ，超過(guò)高強(qiáng)度的硬鋁LY12合金(400-430 MPa)，故稱(chēng)為超硬鋁合金。,應(yīng)用在航空飛機(jī)、大梁，起落架等承受重載的零部件。,D.鍛鋁用“鋁”和“鍛”二字的漢語(yǔ)拼音首字母“L”和“D”加順序號(hào)表示， 如五號(hào)鍛鋁用LD5（2A50）表示。 LD7（ 2A

5、70 ） LD10（ 2A14）。,鋁-鎂-硅-銅系合金具有優(yōu)良的鍛造工藝性能，主要用作制作外形 復(fù)雜的鍛件,故稱(chēng)為鍛鋁合金。,（2）鑄造鋁合金一般含有較高量的合金元素，具有良好的 鑄造性能，但塑性較低，不能承受壓力加工。,鑄造鋁合金的牌號(hào)用“鑄鋁”二字的漢語(yǔ)拼音第一個(gè)大寫(xiě)字 母“ZL”加三位數(shù)字表示，,第一位數(shù)表示合金系別： （1為鋁硅系合金； 2為鋁銅系合金；3為鋁鎂系合金；4為鋁鋅系合金）。 第二、三位數(shù)字表示合金的順序號(hào)。 如ZL111表示11號(hào)鋁硅系鑄造鋁合金。,A.鋁-硅鑄造合金,ZL101 、 ZL104、 ZL105、 ZL107、 ZL109,優(yōu)良的鑄造性、焊接性、抗蝕性以及

6、足夠的機(jī)械性能 ，但合金的致密度較小， 適宜制造致密度要求不太高的、形狀復(fù)雜的鑄件。,B.鋁-銅鑄造合金,ZL201 ZL202 ZL203,耐熱性高，其高溫強(qiáng)度隨銅含量的增加而提高，而合金的 鑄縮率和形成裂紋的趨向則減小。但由于銅含量增加，使 合金的脆性增加,故銅含量一般不超過(guò)14。,C.鋁-鎂鑄造合金,比重最小(2.55)、耐蝕性最好、強(qiáng)度最高 (抗拉強(qiáng)度可達(dá)350MPa) 的鑄造鋁合金。但由于結(jié)晶溫度范圍寬，故流動(dòng)性差,形成疏松趨向 大、其鑄造性能不如鋁-硅合金好。,ZL301 ZL302 ZL303,D.鋁-鋅鑄造合金,有較高的強(qiáng)度，是最便宜的一種鑄造鋁合金。其主要缺點(diǎn)是抗蝕性差。,Z

7、L401 ZL402,二、銅及銅合金,1、銅及銅合金的特性,（1）優(yōu)異的物理化學(xué)性能：導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性好；抗蝕能力高；銅抗磁；,（2）良好的加工性能：塑性好，鑄造性能好；,（3）特殊機(jī)械性能：減摩性耐磨性好，高的彈性極限和疲勞極限；,（4）色澤美觀。,2、銅及其合金的分類(lèi)、牌號(hào)及應(yīng)用,(1)紫銅（純銅）,無(wú)磁性，無(wú)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，熔點(diǎn)1083。,A.工業(yè)純銅：O%=0.02-0.10%. 牌號(hào)為T(mén)1, T2, T3, T4。,由14，含Cu 為 99.95 % - 99.90% - 99.70%- 99.50%,T1, T2 導(dǎo)電材料 ，電線，電纜，合金配料。,T3, T4電工器材，電器元件等。,

8、B.磷脫氧銅：O%0.01%. 牌號(hào)為T(mén)P1(99.90%)， TP2(99.85%),C.無(wú)氧銅：O%0.003%. 牌號(hào)為T(mén)U1(99.97%)， TU2(99.95%),電真空器件 ，高導(dǎo)電性導(dǎo)線。,(2) 黃銅（以Zn為主要合金元素的銅合金）,銅合金分黃銅、青銅和白銅三類(lèi)。,黃銅分普通黃銅和復(fù)雜黃銅兩種。,A.普通黃銅：,銅和鋅的二元合金,普通黃銅牌號(hào)： H+數(shù)字 H為黃銅 數(shù)字表示平均銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)。,如：H96, H80, H70, H68, H62 、H59等,H96 冷凝管、熱交換器、散熱器，計(jì)算機(jī)插件等。,H80 金色黃銅， 裝飾件，薄管。,H70 “三七黃銅” 彈殼、套管和復(fù)雜

9、深沖零件 H68,H62 、H59 強(qiáng)度較高，作零件，標(biāo)準(zhǔn)件，焊接件，沖壓件,B.復(fù)雜黃銅,在普通黃銅基礎(chǔ)上加鉛、錫、鋁、錳、硅等合金元素。,牌號(hào)： H+主加元素符號(hào)+銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)+主加元素質(zhì)量分?jǐn)?shù),1）Pb黃銅 HPb60-1 切削性能好，耐磨性好 鐘表零件。,2）Sn黃銅 HSn90-1 HSn62-1 耐蝕性好，船舶零件。海軍黃銅。,目的：改善黃銅的某些性能：加入鉛可改善切削加工性；加入鋁、錫能提高耐蝕 性；加入錳、硅能提高強(qiáng)度和耐蝕性等。,3）Al黃銅 HAl 77-2 HAl60-1,耐蝕性好，強(qiáng)度和硬度高。船舶零件，機(jī)械及電機(jī)零件。,4）Si 黃銅 HSi80-3,耐蝕性好,機(jī)械性能

10、好，切削性好，耐磨性好。,船舶零件，機(jī)械及化工零件,其它還有錳黃銅，鐵黃銅，鎳黃銅。主要用于船舶零件,（3）青銅（含有Sn. Al. Si. Pb. Be, Mn等的銅基合金）,包括：錫青銅，鋁青銅，鈹青銅等,分類(lèi)：壓力加工青銅（以壓力加工產(chǎn)品的形式供應(yīng)）和鑄造青銅,編號(hào)方法： Q+主加元素符號(hào)+主加元素含量+其它元素含量,如：QSn4-3, 表示含4%Sn 、3%Zn，其余為Cu的錫青銅。,鑄造青銅在編號(hào)前加“Z”字,A、錫青銅 QSn4-3, QSn6.5-0.1, 耐蝕性?xún)?yōu)于黃銅，鑄造性好，耐磨性好，有彈性 用于造船、化工、機(jī)械、儀表中的耐磨件，耐蝕件、彈性元件，抗磁件。,B. 鋁青銅,

11、耐蝕性?xún)?yōu)于黃銅和錫青銅 ，鑄造性和耐磨性?xún)?yōu)于錫青銅，機(jī)械性能好。,QAl9-4,QAl7,QAl10-3-1.5 飛機(jī)、船舶用高強(qiáng)度、高耐磨抗蝕零件。,QAl9-4 船舶及電氣零件，耐磨件,QAl7 重要的彈簧及彈性元件。,C. 鈹青銅,耐蝕性、耐磨性、彈性、抗磁性、抗疲勞都很好，耐寒，沖擊無(wú)火花。,QBe2 重要的彈簧及彈性元件、耐磨件、高壓高速高溫軸承，防爆工具，鐘表件。,D. 硅青銅 耐蝕件、彈簧 、渦輪、蝸桿等,（4）白銅（以Ni為主要合金元素的銅合金）,普通白銅編號(hào)為：B+鎳的平均含量，“B”意指“白銅”,如：B19表示含19%Ni的普通白銅,B5、 B19、B25,船舶零件，機(jī)械及

12、化工零件，醫(yī)療器械。,復(fù)雜白銅編號(hào)方法： Q+主加元素符號(hào)+主加元素含量+其它元素含量,如： BZn15-20,船舶零件，潮濕環(huán)境下的機(jī)械及化工零件,錳白銅BMn3-12 彈簧和熱電偶絲,三、 鈦及鈦合金,在固態(tài)下有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：882.5以下為鈦，是密排六方晶格，,882.5以上為鈦，是體心立方晶格。,工業(yè)純鈦的純度為99.5%-99.0%，其性能很大程度上取決于氧的含量,工業(yè)純鈦可分為T(mén)A1，TA2，TA3等三個(gè)牌號(hào)，編號(hào)越大，雜質(zhì)越多。,鈦合金分 鈦合金、 鈦合金、 + 鈦合金,鈦合金有TA4，TA5，TA6 500以下工作零件，導(dǎo)彈燃料罐。,鈦合金 TB2 350以下工作零件,+ 鈦合金 TC1， TC2 ， TC3，TC4 400以下工作零件,四、滑動(dòng)軸承合金用來(lái)制造滑動(dòng)軸承的軸瓦及其內(nèi)襯的金屬材料。,1、軸瓦材料應(yīng)滿足：足夠的抗壓強(qiáng)度，良好的減摩性，良好的磨合性，還應(yīng)具 備一定的塑性、韌性、導(dǎo)熱性及耐腐蝕性。,2、軸承合金應(yīng)具有的理想組織：在軟基體上分布著硬質(zhì)點(diǎn)（或在硬基體上分 布著軟質(zhì)點(diǎn)）。軸承工作時(shí)，軟基體很快磨損而凹下，以便儲(chǔ)存潤(rùn)滑油，使軸 與軸瓦間形成連續(xù)油膜；硬質(zhì)點(diǎn)凸起，形成大量的點(diǎn)接觸，支撐軸頸，從而保 證