项目七任务六 有色金属材料（课件）- 《建筑材料》同步教学（西安电子科技大学出版社）

项目七任务六 有色金属材料 项目七 建筑金属材料 1 　　 　　 7.6.1 铝及铝合金 　　1. 纯铝 　　纯铝是一种轻金属，密度小，为2.7 g/cm³，大约是铜密度的1/3。纯铝的熔点为660.37℃，具有较强的导电性和导热性，在大气中较易与氧化合形成一层致密的三氧化二铝薄膜，阻止铝继续氧化，故铝的耐腐蚀性能好。 任务六 有色金属材料 项目七 建筑金属材料 1 纯铝的塑性很好，伸长率δ为50%，但其强度较低，σb = 50 MPa，经冷加工变形可使其强化，抗拉强度提高到150 MPa～250 MPa，但其伸长率会降低2%～6%。纯铝的强度不高，伸长率好，可加工成铝板和各种铝型材。在建筑中，铝用作门框、窗框、百叶、门扇板、门窗把手、栏杆等，以及做装饰材料。铝具有良好的反辐射性能，加工成厚0.006 mm～0.025 mm的铝箔，可作为复合保温材料的热辐射层，也可做隔蒸汽材料。 项目七 建筑金属材料 1 　　2. 铝合金 　　在纯铝中加入一定量的某些合金元素可制成各种不同的铝合金。通常加入的合金元素有镁、锰、铜、锌、硅等。铝合金按加工方法可以分为铸造铝合金(ZL)和变形铝合金。各种变形铝合金的牌号分别用汉语拼音字母和顺序号代表，顺序号不直接表示合金元素的含量。 　　 项目七 建筑金属材料 1 　　2. 铝合金 　　　　(1) 防锈铝(LF)。防锈铝系铝镁或铝锰的合金，其特点是耐腐蚀性较高，抛光性好，能长期保持其光亮的表面，其强度比纯铝高，塑性及焊接性能良好，但切削加工性不良，可用于承受中等或低荷载及要求耐腐蚀及光洁表面的构件、管道等。 项目七 建筑金属材料 　　(2) 硬铝(LY)。硬铝是由铝和铜或再加入镁、锰等组成的合金。工程上主要将含铜3.8%～4.8%、镁0.4%～0.8%、锰0.4%～0.8%、硅小于等于0.8%的铝合金称为硬铝。硬铝经热处理强化后，可获得较高的强度和硬度，耐腐蚀性好。硬铝在建筑上可用于承重结构或其他装饰构件，其强度极限可达330 MPa～490 MPa，伸长率为12%～20%，布氏硬值可达1000 MPa，是发展轻型结构的好材料。 项目七 建筑金属材料 1 　　(3) 超硬铝(LC)。超硬铝是铝和锌、镁、铜等的合金。经热处理强化后，其强度和硬度比普通硬铝更高，塑性及耐腐蚀性中等，切割加工性和点焊性能良好，但在负荷状态下易受腐蚀，常用包铝方法保护，可用于承重构件和高荷载零件。 　　 项目七 建筑金属材料 1 　　　(4) 锻铝(LD)。锻铝是铝和镁、硅及铜的合金。除具有较高的强度外，它还有良好的高温塑性及焊接性，但易腐蚀，适宜作承受中等荷载的构件。 项目七 建筑金属材料 　　铝合金在建筑工程中应用广泛：用锻铝加工成的型材，可作为高层及大跨度建筑的结构材料；硬铝和超硬铝可加工成门、窗框、屋架、活动墙等铝合金构件和产品；铸造铝常用于制作建筑五金配件等。 项目七 建筑金属材料 1 7.6.2 铜及铜合金 　　1. 纯铜 　　纯铜的新鲜断口呈玫瑰红色，表面的氧化铜膜呈紫红色，又称紫铜。纯铜的熔点为1083℃，密度为8.93 g/cm³，其强度较低，σb = 200 MPa～250 MPa，伸长率δ = 45%～50%。纯铜有较高的导电性、导热性，并耐腐蚀。纯铜经热、冷加工可制成各种板材、线材与带材，广泛用于电气工业、仪表工业和造船工业等。 项目七 建筑金属材料 1 当其压延成薄片(紫铜片)和线材后，会是土建工程中良好的止水材料。纯铜按所含杂质多少分为4级，牌号为T1、T2、T3、T4。“T”为铜的汉语拼音字头，数字愈大，则纯度愈低。目前在土建工程中一般仅使用铜合金。 项目七 建筑金属材料 1 　　2. 铜合金 　　铜合金分为黄铜和青铜两大类。铜合金与纯铜相比，强度、硬度高，耐磨、耐腐蚀性能好，提高了在工业中的应用价值。工业用黄铜是铜和锌组成的合金，牌号是用“H”加铜含量表示，如H90，即黄铜中只含10%的Zn，其余都为铜。由于黄铜有良好的塑性及抗腐蚀性，因此易于冷加工成各种板材、管材和带材，以及各种工艺品，也可用作散热器、冷凝器管道等。黄铜粉俗称金粉，作装饰涂料用。 项目七 建筑金属材料 1 青铜是指铜合金中除铜铸合金之外的其他铜基合金，如铜锡合金称为锡青铜，铜铝合金称为铝青铜等。青铜在大气、海水和无机盐溶液中有较高的抗腐蚀性，在港口航道的结构部件中做耐腐蚀件。 项目七 建筑金属材料 1 　　3. 铜材的验收与保管 　　铜材的验收应对照出厂质量保证书、试验报告及发货单，全部点数、检尺和过秤、查对标牌等，其质量、规格应符合有关标准及协议条款的规定。铜板外观须平整、光滑，无气泡层、裂纹或缩孔与夹杂物，边缘无缺口，表面不得有明显污点及化学附着物。 　　 项目七 建筑金属材料 1 铜材保管时，应放在干燥通风的库房内，按品种、规格、批号分别存放在垫木上，不得与酸、碱、盐类化学药品等存放在一起。铜在干燥空气中，表面会形成褐色的氧化亚铜薄膜，对铜有保护作用；铜受潮易生绿色铜锈，须用干布擦净，不宜涂油。铜锈有毒，在搬运保管过程中应注意防护。 项目七 建筑金属材料 1 【创新与拓展】 　　钢结构建筑的防火、防袭击钢结构建筑有许多优点，与钢筋混凝土建筑相比，有更好的抗震、防腐、耐久、环保和节能效果；可实现构架的轻量化和构件的大型化，施工亦较为简便。但钢结构建筑也存在不少缺点，其中较突出的一点是防火问题。美国纽约的世贸大厦为钢结构，2001年9月11日被恐怖分子袭击而倒塌，这给人们提出了钢结构防火、防袭击破坏的新课题。 项目七 建筑金属材料 1 一些钢结构建筑原已考虑到防火问题，为此在钢材表面涂防火涂料层，以延缓钢结构构件温度升高至临界屈服或破坏温度的时间，提高结构的耐火极限和建筑物的防火等级，同时兼备减少热损失、节能的作用。但已涂覆防火涂料的世贸大厦遇袭后短时间即坍塌，故解决此问题不应仅仅着眼于防火涂料的改进，从发散思维的角度还可考虑钢材本身的性能改进，如通过与无机非金属材料的复合，提高钢结构材料本身的防火能力；还可设想研究材料或结构本身的自灭火性能，或者考虑如何综合多因素选用土木工程材料，以增强重要建筑的防火、防袭击的能力等。 项目七 建筑金属材料 1 感谢聆听 $$