第4章-3有色金屬.ppt

1、4.3有色金屬，不以鐵為主要元素的金屬都屬于有色金屬。工程中常用的有色金屬是鋁、銅、鎂、鈦、鋅及其合金。鋁和鋁合金鋁和鋁合金鋁、鋁和鋁合金是應(yīng)用非常廣泛的金屬結(jié)構(gòu)材料。航空主要用于飛機的蒙皮、隔板、長梁、橫梁、鍛造、鑄件等。一架波音747客機需要消耗約18.6噸鋁，空間技術(shù)主要用于氣動加熱溫度在150以下的運載火箭和宇宙飛船、衛(wèi)星、航天飛機等其他宇宙飛船結(jié)構(gòu)。4.3.1鋁合金的分類，鋁合金根據(jù)加工方法可分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類別。變形的鋁合金還可以分為不能熱處理的強化合金和可以熱處理的強化合金。4.3.2變形鋁合金、變形鋁合金通常采用多種變形加工方法，以多種半成品(如板、桿、管、鋼絲、

2、型材和鍛造等)生產(chǎn)。根據(jù)合金的特性變形的鋁合金可以分為以下幾類：1.防銹鋁合金2。硬鋁合金3。硬質(zhì)鋁合金4。鍛造鋁合金，變形鋁合金的編號方法與國際4位數(shù)字系統(tǒng)等級的變形鋁合金不嫁接，使用4位字符等級。)4位字符等級的第一位、第三位、第四位是阿拉伯?dāng)?shù)字，第二位是英文大寫字母。第一個數(shù)字根據(jù)合金系列分為2 xxal-Cu系列、3XXXAl-Mn系列、4XXXAl Si系列、5XXXAl Mg系列6 xxal Mg-Si系列、7XXXAl Zn系列、8xxx適合制造需要抗腐蝕、力度不大的零件，例如管道、油箱等。這種合金主要是Al-Mn系和Al-Mg系。2 .硬鋁，硬鋁是目前航空工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的變形

3、鋁合金。其特點是時效硬化能力強。強度高，耐腐蝕性和焊接性能差。用于制造飛機的各種軸承組件，如蒙皮、壁板、刀片、活塞和火箭上的液體燃料箱。硬鋁主要是A1-Cu-Mg和A1-Cu-Mn系。3。硬質(zhì)鋁合金、硬質(zhì)鋁為基礎(chǔ)，添加鋅，強度高于硬質(zhì)鋁，因此稱為硬質(zhì)鋁合金，適用于翼梁、螺旋槳葉、起落架等飛機結(jié)構(gòu)部件。Rim、4。鋁合金鍛件、鋁合金鍛件具有良好的熱塑性、焊接、防腐、冷加工等性能。基于Al-Mg-Si系列。Extruder，變形鋁合金的加工和熱處理狀態(tài)代碼，4.3.3鑄造鋁合金，鑄造鋁合金的優(yōu)點是比重小，強度高，耐蝕性和鑄造工藝性好。鑄造鋁合金根據(jù)成分可分為以下五類：1.Al-Si基合金2。Al-

4、Cu基合金3。Al-Mg基合金4。Al-Zn基合金5。Al-Re基合金，活塞(裙子為鋁合金)，1 .退火可以退火，與變形鋁合金或鑄造鋁合金無關(guān)。變形鋁合金的退火主要是再結(jié)晶退火、應(yīng)力退火去除和完全退火。2 .淬火和時效，淬火和時效是鋁合金的強化熱處理。鋁合金淬火的目的是將高溫固溶體固定在室溫下，以獲得均勻的過飽和固溶體。鋁合金的淬火加熱溫度通常要高于飽和溶解度曲線，低于熔體溫度。淬火鋁合金后的性能與淬火后獲得的馬氏體組織有很大的不同。其塑性顯著增加，但強度和硬度沒有明顯提高，需要時效處理才能提高強度和硬度。時效是淬火鋁合金在室溫下停留或加熱后強度、硬度提高的現(xiàn)象。室溫下的時效性成為自然的時效性

5、。加熱時執(zhí)行的時效稱為人工時效。時效過程是第二相在飽和固溶體中沉淀的過程。時效是淬火鋁合金在室溫下停留或加熱后強度、硬度提高的現(xiàn)象。室溫下的時效性成為自然的時效性。加熱時執(zhí)行的時效稱為人工時效。時效過程是第二相在飽和固溶體中沉淀的過程。經(jīng)過淬火的鋁合金時效初期強度變化很小。這個時間段稱為孕育期。孕育時間從幾十分鐘到幾小時不等。在生產(chǎn)上，使用受胎器進行冷變形或校準(zhǔn)急冷變形部件。合金時效的強化效果與加熱溫度和保溫時間有關(guān)。自然時效時35天內(nèi)達到最大強度。人工時效時溫度越高，強度越高，速度越快，但達到的最大值就越低。時效溫度過高或時間過長會降低合金的強度和硬度，這種現(xiàn)象稱為炫耀效果。溫度很低的時候不

6、能進行時效過程。生產(chǎn)商利用此特性淬火大量的板材或鉚釘，然后冷凍保管，使用或加工時去除。鉚接或成型時，材料塑性好，此后自然時效強度提高。一些鋁合金不能自然時效，只能人工時效，如LC4。鋁合金時效的強化效果，4.3.5純鈦和鈦合金，純鈦熔點1667，比重4.5g/cm3，室溫下密排六邊形結(jié)構(gòu)，882.5以上是體芯立方體。鈦合金可以根據(jù)其組織分為類型(TA)、類型(TB)、類型(TC)。波音飛機鈦鍛，b。c .低溫性能好：鈦合金的低溫韌性很好，在-253中，韌性仍然很好。d .耐腐蝕性好：鈦在大氣、水、海水、硝酸、稀硫酸等腐蝕介質(zhì)中的耐腐蝕性優(yōu)于不銹鋼。例如，某凝固管在海水中試驗了16年后，沒有出現(xiàn)

7、腐蝕現(xiàn)象。鈦合金的主要缺點是工藝不好，價格昂貴。鈦應(yīng)用，現(xiàn)有航空航天用鈦中應(yīng)用最廣泛的是多功能Ti-6A1-4V合金。用于制造發(fā)動機壓縮機盤、刀片、蒙皮等。液體燃料火箭的儲氫罐也是鈦合金制造的，工作溫度為-253。氯堿化工及海水用泵、閥門、管道、微型換熱器、冷凝器等許多民間領(lǐng)域也廣泛采用鈦合金，取得了良好的經(jīng)濟效益。4.3.6鎂合金、鎂合金是常用工程金屬材料中密度最低的材料，約為1.8g/mm3、鋁合金的三分之一、鈦合金的四分之一。鎂合金分為變形鎂合金(MB)和鑄造鎂合金(ZM)兩大類別，鎂合金的特性和應(yīng)用具有較高的承受沖擊載荷的能力，能制造出受到猛烈碰撞的零件。例如，飛機的樞紐。美國近幾年為陸軍生產(chǎn)的一種“在癟氣下行駛”的輪子。這個車輪的輪胎和輪轂之間裝有12.2公斤重的鎂合金壓鑄環(huán)，如果輪胎被碎片刺傷，漏氣，裝載這個車輪的軍車可以以48公里/h的速度行駛，而不會損壞車輛。、銅和銅合金的基本特性，1。優(yōu)秀的理化性能2。優(yōu)良的加工性能3。部分特殊機器性能4。色米，4.3.7銅和銅合金，純銅的等級和主要用途，1純銅(銅)，1.化學(xué)成分，2銅的合金化和分類，(1)成分和等級，普通黃銅Cu-Zn合金特殊黃銅Cu-Zn Al，Mn，Si等其他元素，普通黃銅：H銅含量的百分比，例如H68，H62特殊黃銅(1)組態(tài)和