2.4非铁基金属材料(课件）-高一《汽车机械基础》同步教学（北京理工大学出版社）

任务四 非铁基金属材料 学习目标： 1、了解铝合金的分类及应用 2、了解铜合金的分类、牌号及应用 3、了解其它有色金属的分类及应用 是除钢铁外，所有其他金属的统称（即有色金属）。如铜、铝、锡、铅、镁等。 非铁合金是以一种非铁金属为基础，加入一种或几种其他元素熔炼而成的一种新的组成物。生产上常用的有铜合金、铝合金、轴承合金及钛合金等。 1、铝及铝合金—纯铝 物理性能：银白色，2.7g/cm3，面心立方晶格，熔点660.24℃。 机械性能：强度低，导电、导热性好，仅次于银和铜。 工艺性能：纯铝的铸造性能、可锻性及切削加工性能优良。 用途：制造电线、电缆。 强化方式：一般用固溶强化或冷变形强化提高其强度。 分类：按纯度高低，可分为高纯度铝和工业纯铝。 含铝量高于99.93%的为高纯铝，以“LG+数字”表示，如LG1、LG2、LG3等表示,数字愈大则纯度愈高。 工业纯铝以 “L+序号”表示，如L1、L2、L3等,序号愈大纯度愈低。 铝合金 铝合金中，常用元素有Si、Cu、Mg、Zn、Mn等，这些元素与铝形成有限固溶体，铝合金二元共晶状态图，如图所示。 铝合金 根据成分及生产工艺特点，分为形变铝合金和铸造铝合金2类。 成分位于C左边的合金，在加热时能形成单相固溶体，塑性较高，适于压力加工，故称为形变铝合金。 成分位于C右边的合金，都形成两相共晶组织，塑性差，熔点低、流动性好，适于铸造生产，故称为铸造铝合金。 铸造铝合金 形变铝合金 铝合金的牌号     铸铝合金牌号以 “ZL+3位数”表示，第1位数表示合金系列：1—铝硅合金，2—铝铜合金，3—铝镁合金，4—铝锌合金；后2位数为序号，如ZL101、ZL201、ZL301、ZL401等。 形变铝合金牌号以“L”+“F”、“Y”、“C”、“D”表示，分别为防锈铝合金（LF）、硬铝合金（LY）、超硬铝合金（LC）和锻铝合金（LD），后面数字为序号。 如LF5、LF21；LY1、LY11；LC4、LC6；LD5、LD7。 2.铜及铜合金 纯铜：又称紫铜，ρ:8.94g/cm3，面心立方，熔点1083℃。 : 纯铜具有良好的导电、导热及抗蚀性，塑性很好，可进行各种冷、热加工。 :纯铜无同素异构转变，不能用热处理方法强化，因而常用合金化方法强化。 :纯铜易产生冷、热脆性，因此，要严格控制杂质的含量 :纯铜代号以 “T”表示，后面数字为序号，数字越大纯度越低。 铜合金 以铜为主要元素，加入少量其他元素形成的合金。 强度比纯铜高，并具有许多优良的物理化学性能，常用作工程结构材料。 在铜合金中，除Cu-Ni合金形成无限固溶体外，其余常用铜合金都形成有限固溶体，第二相（强化相）多为电子化合物。 铜合金的分类及编号 铜合金的牌号  普通黄铜以“H+数字”表示，数字表示平均含铜百分数。 如H80，表示ωCu=80％的普通黄铜。 特殊黄铜以“H+主加元素+铜百分数+主加元素百分数”表示。如HSn62-1，表示Cu=62%，Sn=1%，其余为Zn的锡黄铜。 青铜以代号“Q+主加元素+主加元素、辅加元素含量百分数”表示。如QSn7-0.2，表示Sn=7%，Zn=0.2%,其余为铜的锡青铜。 铸造铜合金以“ZCu+主要合金元素及其含量百分数”表示。 如ZCuZn38，表示Zn=38%，其余为铜的铸造黄铜； 如ZCuZn16Si4，表示Zn=16%，Si=4%，其余为铜的铸造黄铜。 黄铜（Cu-Zn合金，GB5232—85） Cu-Zn二元合金为普通黄铜。 Cu-Zn+其他合金元素的黄铜，为特殊黄铜。 普通黄铜 普通黄铜Zn＜45%。 当Zn＜36%时，室温组织为α固溶体单相组织。如H96、H80、H68等。有一定强度，色泽美观，塑性很好，可进行冷热加工，适于制作各种冲压零件，如弹壳、套筒等。 当Zn=36～41%时，室温组织为α+β´的双相组织，塑性差、硬而脆。当加热至456℃时转变为无序固溶体β，具有良好的塑性，可进行热加工变形，强度高，适用于加工承受一定载荷的零件，如阀杆、螺钉等。 特殊黄铜 在黄铜中加入Al、Sn、Mn、Pb元素，形成锡黄铜、铝黄铜、锰黄铜、铅黄铜等特殊黄铜。 合金元素溶入Cu中形成固溶体，细化晶粒，提高合金的强度、耐磨性和改善耐蚀性及切削加工性。 Sn：提高黄铜在海水中的耐蚀性，提高强度、硬度，用于制造海轮零件； Al：在合金表面形成钝化氧化膜，提高黄铜在海水中的耐蚀性，并显著提高合金的强度和硬度，用于制造高强度、耐蚀管材和海轮零件； Mn：固溶强化，广泛用于造船业； Pb：提高切削加工及耐蚀性，价格低廉，制造各类标准件。 青铜（GB5233——85） Cu-Sn合金，但由于铜合金的发展，现已把除Cu-Z