工程材料課程講稿

1、101 / 7工程材料課程講稿授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第九章有色金屬及合金授課方式（請打話理論課討論課口 實驗課口習題課其他口課時 安排2學時教學要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：了解鋁合金，銅合金，軸承合金的牌號、成份、熱處理工藝、組織及其應用。教學重點、難點及關鍵知識點：教學重點：鋁合金，軸承合金的牌號、成份、熱處理工藝、組織及其應用。 難點：鋁合金，銅合金，軸承合金的牌號、成份、熱處理工藝、組織及其應用。方法及手段采用啟發(fā)式、歸納類比法講授為主，并請學生瀏覽相關網(wǎng)站，收集金屬材料應用有 關資料，了解新的金屬材料研究情況，展開討論。教學基本內容（教學過程）改進設想第一節(jié)概述1定義：

2、除黑色金屬（鋼、鐵）以外的所有金屬。2性能特點：具有獨特的性能。3.分類重金屬（密度3.5 g/cm3）:Cu、Ni等；輕金屬（密度v3.5 g/cm3）:Al、Mg等；貴重金屬：Au、Ag、Pt等；稀有金屬：W、Ti、Ra、Nb等；半金屬：Si、Te、B等。第二節(jié)鋁及鋁合金一、鋁及鋁合金的特性1.比重小，比強度咼：p純鋁=2.7g/cm3，鋁合金的密度與純鋁相近。鋁合金（強化后）的強度與低合金高強鋼的強度相近，鋁合金比強度比一般高強鋼高得多。2.導電性和導熱性好：僅次于Ag、Cu、Au;抗大氣腐蝕；非磁性，即磁化率極低。3加工性能良好：良好的鑄造性、鍛造性、冷成型性、切削性；可熱處理強化等。

3、由于上述優(yōu)點，鋁及鋁合金在電氣工程、航空及宇航工業(yè)、一般機械和輕工業(yè)中 都有廣泛的用途。工程材料課程講稿102 / 7、純鋁1.高純鋁一牌號有：L01,L02,L03,L04。由01到04,Al的含量由99.9399.99%。電容器和科研用。2.工業(yè)高純鋁 一牌號有：L0，L00Al的含量由99.8599.9%。主要用于制作鋁箔、包鋁、冶煉鋁合金的原料。3.工業(yè)純鋁一牌號有：L5,L4,L3,L2,L1。由5到1,Al的含量由9899%。主要用于制作電線、電纜、器皿及配制合金。三、鋁合金 圖9-1鋁合金分類示意圖-I（一）鋁合金種類（分-sS1變形鋁合金（1）防銹鋁用 鋁”和 防”拼音首字母加

4、序號表 特點一良好的塑性與焊接， 使其強化。平能熱處埠應用一適用制作焊接管道硬鋁用 鋁”和 硬”拼音首字母加序號表示,工程材料課程講稿能熱處理強化的鋁合令如十二號硬鋁用LY12表示。為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩類）F5表示。、容器鉚釘以及其它冷變形零件。如五號防銹鋁力加工和焊接。機械性能較低，可用冷變形103 / 7特點一具有優(yōu)良的加工工藝性能，可固溶時效強化，可以加工成板、棒、管、型 材等。應用一廣泛應用在航空，汽車和機械中。(3) 超硬鋁用 鋁”和 超”拼音首字母加序號表示，如四號超硬鋁用LC4(7A04)表示特點一鋁-鋅-銅系合金是目前室溫強度最高的一類鋁合金，其強度達500700MPa，

5、超過高強度的硬鋁LY12合金(400430 MPa)，故稱為超硬鋁合金?？?固溶時效強化。應用用在航空飛機大梁，起落架等承受重載的零部件。(4) 鍛鋁用 鋁”和 鍛”拼音首字母加序號表示，如五號鍛鋁用LD5(2A50)表示。特點一鋁-鎂-硅-銅系合金具有優(yōu)良的鍛造工藝性能，應用一主要用作制作外形復雜的鍛件，故稱為鍛鋁合金，可固溶時效強化。2.鑄造鋁合金鑄造鋁合金的牌號一用鑄鋁”二字的漢語拼音首字母“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。如ZL111表示11號鋁硅系鑄造鋁合金。(1) 鋁-硅鑄造合金

6、ZL101、ZL104、ZL105、ZL107、ZL109特點一優(yōu)良的鑄造性、焊接性、抗蝕性以及足夠的機械性能，但合金的致密度較小，應用一適宜制造致密度要求不太高的、形狀復雜的鑄件(2) 鋁-銅鑄造合金ZL201、ZL202、ZL203特點 強度較咼、耐熱性好，鑄造性較差、耐蝕性差，銅含量一般不超過14%。應用 形狀簡單，承受載荷的零件，如內燃機缸頭、活塞等。(3) 鋁-鎂鑄造合金ZL301、ZL302、ZL303特點一比重最小(2.55)、耐蝕性最好、強度最高的鑄造鋁合金。鑄造性較差。 應用一承受沖擊載荷、耐蝕形狀簡單的零件，如艦船零件，氨用泵體等。Q工程材料課程講稿104 / 7（4）鋁-

7、鋅鑄造合金ZL401、ZL402特點一較高的強度，鑄造性較好，是最便宜的一種鑄造鋁合金?？刮g性差。應用一發(fā)動機零部件，形狀復雜的儀器元件。（二）鋁合金的強化1.固溶強化；如Cu、Mg、Zn、Si、Mn等加入可形成有限固溶體；2.固溶時效強化：固溶處理+時效處理；3第二相強化和細晶強化；4.冷變形強化。第三節(jié)銅及銅合金一、銅及銅合金的特性1.優(yōu)異的物理化學性能：導電性、導熱性好；抗蝕能力高；抗磁；美觀。fee、無同素異構轉變，熔點10830C。2良好的加工性能：塑性好，鑄造性能好；3.特殊機械性能：減摩性耐磨性好，咼的彈性極限和疲勞極限。二、銅及其合金的分類、牌號及應用（一）紫銅（純銅）純銅呈紫

8、紅色，常稱紫銅，工業(yè)純銅分為四種：T1、T2、T3、T4。編號越大，純度越低。純銅主要用于制作電導體及配制合金。純銅的強度低，不宜作結構材料。（二）銅合金（分黃銅、青銅和白銅三類）1黃銅（以Zn為主要合金元素的銅合金） 黃銅分普通黃銅和復雜黃銅兩種（1）普通黃銅一銅和鋅的二元合金牌號：H+數(shù)字H為黃銅，數(shù)字表示平均銅質量分數(shù)。如：H96、H80、H70、H68、H62、H59應用：H96冷凝管、熱交換器、散熱器，計算機插件等。H80金色黃銅，裝飾件，薄管。H70和H68三七黃銅”彈殼、套管和復雜深沖零件。H62、H59強度較咼，作零件，標準件，焊接件，沖壓件（2）復雜黃銅（在普通黃銅基礎上加鋁

9、、鐵、硅、錳、鎳等） 牌號：H+主加元素符號+銅質量分數(shù)+主加元素質量分數(shù)應用：Pb黃銅HPb60-1切削性能好，耐磨性好鐘表零件。工程材料課程講稿105 / 72Sn黃銅HSn90-1、HSn62-1耐蝕性好，船舶零件。海軍黃銅。3Al黃銅HAI 77-2、HAI60-1-1耐蝕性好，強度和硬度高。船舶零件，機械及 電機零件。4Si黃銅HSi80-3耐蝕性好，機械性能好，切削性好，耐磨性好。船舶、機械及 化工零件。2青銅（含有Sn. Al. Si. Pb. Be, Mn等的銅基合金）分：錫青銅，鋁青銅，鈹青 銅等牌號：Q+主加元素符號+主加元素含量+其它元素含量。鑄造青銅加“Z字，女口：QS

10、n4-3,表示含4%Sn、3%Zn，其余為Cu的錫青銅。應用：錫青銅QSn 4-3, QSn 6.5-0.1耐蝕性優(yōu)于黃銅，鑄造性好，耐磨性好，有彈性，用于造船、化工、機械、儀表中的耐磨件，耐蝕件、彈性元件，抗磁件。2鋁青銅一耐蝕性優(yōu)于黃銅和錫青銅，鑄造性和耐磨性優(yōu)于錫青銅，機械性能好。QAI10-3-1.5飛機、船舶用高強度、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。3鈹青銅一耐蝕性、耐磨性、彈性、抗磁性、抗疲勞都很好，耐寒，沖擊無火花。QBe2、QBe1.7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。4硅青銅QSi3-1機械性能好、成本低。耐蝕件、彈簧、渦輪、蝸桿等3.白銅（以Ni為主要合金元素的銅合金）普通白