机电工程学院
Engineering_Materials
*
Ch9 非铁金属及其合金
§1 铝及其合金
§2 铜及其合金
§3 钛及其合金
§4 镁及其合金
§5轴承合金
工业生产中,通常把以铁为基的金属材料称为黑色金属,如钢与铸铁,把非铁金属及其合金称为有色金属,如铅,金属,镍,锌,钛,铜等,金属及合金.
有色金属及合金与钢铁材料相比,具有许多特殊性能,是现代工业生活中不可缺少的金属材料.
本章重点介绍铝及铝合金,铜及铜合金,钛及钛合金及轴承合金.
分类:
轻金属 ρ4.5g/cm3,如Cu,Zn,Ni,Sn,Pb,Co等.
贵金属 Au,Ag,Pt,Rh(铑),Cd(镉)等.
稀有金属 相对稀少或产量较少Ti,W,V,Nb,Mo等.
放射性金属 如镭(Ra),铀(U),钍(Th)等.
半金属 介于金属与非金属之间的元素,如硅,锗,硼
§1 铝及其合金
一,工业纯铝
1.物理性能
具有银白色金属光泽,密度2.72g/cm3,熔点660.4℃,具有良好的导电和导热性,其导电性仅次于银和铜.纯铝在空气中易氧化,表面形成一层能阻止内层金属继续被氧化的致密的氧化膜,因此具有良好的抗大气腐蚀性能.
2.工艺性能
纯铝具有面心立方结构,具有极好的塑性和较低的强度(纯度99.99%时,σb45MPa,δ50%),良好的低温性能(-235℃塑性和冲击韧度也不降低),冷变形加工可提高其强度,但塑性降低.
铸,压力加工,焊和切削加工性能具佳.
工业纯铝中含有少量铁,硅等杂质元素,杂质含量增加,其导电性,抗蚀性及塑性都降低.
3.分类
1)按纯度:高纯铝,工业高纯铝,工业纯铝
高纯铝:有L05～L01五种,数字越大,纯度越高;
工业高纯铝:有LG5～LG1五种,数字越大,纯度越高;
工业纯铝:有L1～L7七种,数字越小,纯度越高.
用途:工业纯铝的主要用途是配制铝合金,高纯铝主要用于科学试验和化学工业.纯铝还可用来制造导线,包覆材料,耐蚀和生活器皿等.
2)铝中加入适量Si,Cu,Mg,Zn,Mn等主加元素和Cr,Ti,Zr,B,Ni等辅加元素,组成铝合金,可提高强度并保持纯铝的特性.
根据成分和生产工艺特点可将铝合金分为两大类:
1) 形变铝合金
2) 铸造铝合金
形变铝合金:成分在D点以左的合金,加热至固溶线DF以上温度得到均匀的单相α固溶体,塑性好,适于进行锻造,轧制等.
铸造铝合金:成分在D点以右的合金,存在共晶组织,塑性较差,不宜压力加工,但流动性好,适宜铸造.
不能热处理强化的铝合金
形变铝合金中,小于F点的合金,固溶体成分不随温度而变化,不能通过热处理方法强化,称为不可热处理强化的铝合金;
成分在F-D之间的合金,固溶体成分随温度变化,可通过热处理方法强化,称为可热处理强化的铝合金.

下一页