铝合金型材课件

有色金属合金南京航空航天大学材料科学与技术学院缪强有色金属合金南京航空航天大学1绪论绪论2回顾发展史与现状作用与地位问题与趋势发展战略未来展望绪论回顾发展史与现状展望绪论3第一节金属的分类第一节金属的分类4铝合金型材课件5已知的元素109种，22种非金属，87种为金属。在22种非金属中，有5种准金属（B、Si、As、Se、Te）在金属中Ge、Sb、Po也是准金属，严格说，金属有84种。周期表的右侧，B向右下方画线延伸到砹（At）的斜线，将元素分为金属和非金属两部分，斜线的右上方大部分是非金属，斜线左下方为金属，斜线附近为准金属。第一节金属的分类已知的元素109种，22种非金属，87种为金6黑色金属（铁、铬、锰）有色金属(除黑色金属外的金属）轻金属重金属稀有金属贵金属非铁金属Non-ferrous

Metals具有独特的性能和功能，如半导体功能、形状记忆功能、介电功能、光，磁、热、化学和核功能等。金属第一节金属的分类黑色金属（铁、铬、锰）有色金属(除黑色金属外的金属）轻金属71.轻有色金属指密度<4.5g/cm3的有色金属包括：K、Na、Ca、Mg、Al、Sr、Ba。特点：密度小，0.53~4.5g/cm3,化学性质活泼，与氧、硫、碳和卤素的化合物都相当稳定。第一节金属的分类指密度<4.5g/cm3的有色金属第一节金属82.重有色金属指密度>4.5g/cm3的有色金属包括：Cu、Ni、Sn、Pb、Cd、Hg、Co、Bi等。特点：大多数易形成配合物。第一节金属的分类指密度>4.5g/cm3的有色金属第一节金属的93.贵金属包括：金、银和铂族—锇、铱、铂、钌、铑、钯。特点：（1）化学性质稳定；（2）密度大：10.4~22.4g/cm3（3）熔点高：1200~3300K由于它们在地壳中含量少，开采和提取比较困难，价格贵，称为贵金属。第一节金属的分类包括：金、银和铂族—锇、铱、铂、钌、铑、钯。第一节金属的104.准金属

指性质介于金属与非金属间的元素。包括：B、Si、Se、Te(碲)、As、Ge、Sb、Po。它们在周期表中B→At（砹）这条斜线附近，常称为对角线。第一节金属的分类指性质介于金属与非金属间的元素。第一节金属的分类115.稀有金属在自然界含量少或分布稀散、发现晚，难提取或制备应用较晚的金属。包括：锂、铷、铯、铍、钨、钼；钒、铌；钛、铪；镓、铟、铊、锗和稀土元素（即周期表中第三副族中的钪、钇和镧系元素共17种）以及人造超铀元素等。第一节金属的分类5.稀有金属第一节金属的分类12第二节历史与现状第二节历史与现状13材料的发展史，就是人类社会的发展史。石器时代→陶器时代→青铜器时代→铁器时代。信息技术生物工程现代社会三大技术支柱新材料第二节历史与现状材料的发展史，就是人类社会的发展史。石器时代→陶器时代→青铜14石器时代青铜时代铁器时代多元材料时代第二节历史与现状石器时代青铜时代铁器时代多元材料时代第二节历史与现状15四羊方尊

青铜敦三星堆纵目人面像吴王夫差矛越王勾践剑第二节历史与现状一、辉煌的华夏青铜文明四羊方尊青铜敦三星堆纵目人面像吴王夫差矛越王勾践剑第二节16

湖北擂鼓墩二号墓出土战国编钟一套，其件数和规模仅次于曾侯乙编钟.音律准确，音色优美，基本与C大调七声音阶结构相同，总音域达5个8度以上，五人合作演出，众声齐发，交响叠鸣。无愧为古代音乐之绝响。

第二节历史与现状湖北擂鼓墩二号墓出土战国编钟一套，其件数和规17二、有色金属在现代社会中的作用和地位◆材料是国民经济、社会进步和国家安全的物质基础与先导。◆先进有色金属材料具有强烈的基础性、支撑性、技术经济价值和迫切战略需求。第二节历史与现状二、有色金属在现代社会中的作用和地位◆材料是国民经济、社会181、国防支撑材料铝材是飞机的主要结构材料，占重量比的50~80％，民用飞机铝材料用量在70％以上。钛及其合金在新型飞机上用作结构材料，飞机越先进，钛用量就越大。导弹与火箭的构件基本上采用铝合金、钛合金、镍基高温合金、镁合金和部分难熔金属合金。钛、铝及其合金成为舰船耐压壳体、核动力系统、武备系统、声纳系统等的主要材料。第二节历史与现状1、国防支撑材料铝材是飞机的主要结构材料，占重量比的50~19航空航天的物质基础卫星发射，节省1公斤重量将降低费用$20000。一次发射节约费用20%。鍛铝2014（LD10）的力学性能

铝的理论强度4700MPa，当今高强铝合金强度没超过1000MPa。第二节历史与现状航空航天的物质基础鍛铝2014（LD10）的力学性能20B-3高超音速轰炸机概念设计图X-45无人作战飞机F/A-22猛禽（四代机典型代表）B-2幽灵战略轰炸飞第二节历史与现状B-3高超音速轰炸机概念设计图X-45无人作战飞机F/A-21F119发动机（F/A-22用）自从1907年12月17日莱特兄弟将第一双人类翅膀送上天空后，各种飞机不断快速发展，对制造飞机零部件的材料的要求越来越高，主要是比强度高、耐高温、耐疲劳等。第二节历史与现状F119发动机（F/A-22用）自22

美国正研制6倍音速的太空战机，从太空上攻击地球目标。

美国太空武器想象图美国ABL机载激光武器系统第二节历史与现状美国正研制6倍音速的太空战机，从太空上攻击地球目标。23

世界上第一架载人太空飞船

世界上第一位太空人第二节历史与现状世界上第一架载人太空飞船世界上第一位太空人第24“原子时代第一金属”的锆，是核动力潜艇不可替代材料，80％的锆材用作核动力堆的燃料包壳、容器管、压力管、格架、端塞和其它堆芯结构材料。“核时代金属”铍，在核武器中对增大爆炸威力起关键作用。铍的比刚度大，在导航系统中用作制造精密陀螺仪，对增加射程、提高命中精度起关键作用。铀、铍、钽、钨、铂族金属、锗…，被许多国家储存作为战略物资。美国对钨以钨精矿形式，钽和铍以纯金属形式进行储备，铂和钯被列为特殊战略金属。第二节历史与现状“原子时代第一金属”的锆，是核动力潜艇不可替代材料，80％的252、高技术关键材料铌、钛、锡、铋、钇等都是制取超导材料的基本组元，NbTi、Nb3Sn实用低温超导材料已商品化。表面工程和技术，有相当部分是稀有金属薄膜、半导体材料薄膜和贵金属薄膜。21世纪中叶聚变能和太阳能将成为主要能源，可控核聚变反应堆工程需要大量锂、钼、锆、钛等。第二节历史与现状2、高技术关键材料铌、钛、锡、铋、钇等都是制取超导材料的基本26稀土元素的特殊电子层结构使其在光、电、磁、化学上表现出奇异性能，已出现的一大批功能材料，如稀土磁性材料、稀土发光材料、稀土尾气净化材料、稀土储氢性材料、高温超导材料等，2l世纪稀土将在功能材料中处于主体地位。美国公布的22种金属高科技材料中，稀土金属被列为第三位。第二节历史与现状中东有石油，中国有稀土。稀土元素的特殊电子层结构使其在光、电、磁、化学上表现出奇异性273、国民经济的基础材料电线、电缆占铜材总消耗量的50％，铝材总消耗量的量的33％,没有材料可替代。“蓄电池金属”铅的60－－70％消费在蓄电池中。镍是制造镍氢电池、镍镉电池的原材料。车辆中以铝代钢，减重50％，增加运载量10％，节能9.6－12.5％，日常检修工时减少45％。第二节历史与现状3、国民经济的基础材料电线、电缆占铜材总消耗量的50％，铝材28

金属材料的发展使汽车、飞机的性能发生了突变“协和”超音速客机水陆两用汽车磁悬浮列车第二节历史与现状金属材料的发展使汽车、飞机的性能发生了突变“协和”29钛的极好耐蚀性在化工、海洋工程、冶金、能源等部门的得以广泛应用，我国氯碱行业在5000多台电解槽上使用钛阳极代替石墨阳极，年节电4亿多度。钽的高纯化使钽电容器向轻、薄、小型化、可靠化方向发展。稀有金属的碳化物、氮化物广泛用于制造切削刀具、钻头、耐磨工件、模具和耐磨涂层。第二节历史与现状钛的极好耐蚀性在化工、海洋工程、冶金、能源等部门的得以广泛应30电冰箱、电视机、录相机、洗衣机等对有色金属提出了更高要求。铝材已进入建筑行业，约占铝耗量的20％以上，在我国占30％以上。铝用于制造刚性、柔性包装、复合材料容器和密封片盖等，美国包装用铝约占铝消耗总量的20％，我国占我国占8~12％。第二节历史与现状电冰箱、电视机、录相机、洗衣机等对有色金属提出了更高要求。铝31

纽约世贸大厦基本上是用铝合金贴面，在9.11事件中虽毁于一旦，但它作为大量使用铝合金贴面的雄伟建筑已载入史册。第二节历史与现状纽约世贸大厦基本上是用铝合金贴面，32在世界金和铂的需求量中，90％以上的金和36~39％的铂消费在饰品方面，我国是世界铂首饰第二大消费国。铝合金管是农业喷灌地面、地下管网的材料，铝制粮仓与钢筋混凝土粮仓相比，建设劳动强度下降90％左右，基建投资减少50~60％。第二节历史与现状在世界金和铂的需求量中，90％以上的金和36~39％的铂消费33第三节问题与展望第三节问题与展望344、新世纪对材料提出新的要求第三节问题与展望第三节问题与展望35未来对材料和技术的要求环境和能源因素放在很重要的位置第三节问题与展望环境和能源因素第三节问题与展望362004年提出了循环型社会的材料产业——材料产业的可持续发展第三节问题与展望2004年提出了循环型社会的材料产业——材料产业的可持续发展37循环材料产业适应时代需要，把生态环境意识贯穿到产品设计、生产工艺的中，提高材料的利用率，降低生产和使用过程的环境负担。形成资源—材料—环境良性循环的产业。第三节问题与展望循环材料产业适应时代需要，把生态环境意识贯穿到产品设计、生产38动力机械工作温度愈高，比强度和比刚度愈高，效率愈高。飞机及航空发动机性能的改进，分别为2／3和1／2靠材料性能提高。卫星和飞船能减重1公斤就能带来极高的效益。汽车节油有37％靠材料的轻量化，40％靠发动机的改进，而绝热发动机（不需水冷）主要靠材料性能的提高。第三节问题与展望动力机械工作温度愈高，比强度和比刚度愈高，效率愈高。第三节39金属在结构材料中仍占主要位置，钢铁在今后几十年内的产量不会下降,目前全世界产量7~8亿吨。铜、铅、锌的资源接近枯竭，代用品成为当务之急，加速开发低品位矿的提炼方法。镁和钛将得到更广泛的应用。不同类型材料的发展前景第三节问题与展望金属在结构材料中仍占主要位置，钢铁在今后几十年内的产量不会下401.为纪念世界第一位宇航员加加林，莫斯科列宁大街一尊40米高的雕像，选用的材料为钛合金，其含义是什么？思考题1.为纪念世界第一位宇航员加加林，莫斯科列宁大街一尊40412.金子从古至今都是流通的货币，为什么？铜是人类最早认识和使用的金属，为什么？思考题俄罗斯博物馆：世界上最大的天然金块—“金骆驼”，重36kg2.金子从古至今都是流通的货币，为什思考题俄罗斯博物馆：世42有色金属合金南京航空航天大学材料科学与技术学院缪强有色金属合金南京航空航天大学43绪论绪论44回顾发展史与现状作用与地位问题与趋势发展战略未来展望绪论回顾发展史与现状展望绪论45第一节金属的分类第一节金属的分类46铝合金型材课件47已知的元素109种，22种非金属，87种为金属。在22种非金属中，有5种准金属（B、Si、As、Se、Te）在金属中Ge、Sb、Po也是准金属，严格说，金属有84种。周期表的右侧，B向右下方画线延伸到砹（At）的斜线，将元素分为金属和非金属两部分，斜线的右上方大部分是非金属，斜线左下方为金属，斜线附近为准金属。第一节金属的分类已知的元素109种，22种非金属，87种为金48黑色金属（铁、铬、锰）有色金属(除黑色金属外的金属）轻金属重金属稀有金属贵金属非铁金属Non-ferrous

Metals具有独特的性能和功能，如半导体功能、形状记忆功能、介电功能、光，磁、热、化学和核功能等。金属第一节金属的分类黑色金属（铁、铬、锰）有色金属(除黑色金属外的金属）轻金属491.轻有色金属指密度<4.5g/cm3的有色金属包括：K、Na、Ca、Mg、Al、Sr、Ba。特点：密度小，0.53~4.5g/cm3,化学性质活泼，与氧、硫、碳和卤素的化合物都相当稳定。第一节金属的分类指密度<4.5g/cm3的有色金属第一节金属502.重有色金属指密度>4.5g/cm3的有色金属包括：Cu、Ni、Sn、Pb、Cd、Hg、Co、Bi等。特点：大多数易形成配合物。第一节金属的分类指密度>4.5g/cm3的有色金属第一节金属的513.贵金属包括：金、银和铂族—锇、铱、铂、钌、铑、钯。特点：（1）化学性质稳定；（2）密度大：10.4~22.4g/cm3（3）熔点高：1200~3300K由于它们在地壳中含量少，开采和提取比较困难，价格贵，称为贵金属。第一节金属的分类包括：金、银和铂族—锇、铱、铂、钌、铑、钯。第一节金属的524.准金属

指性质介于金属与非金属间的元素。包括：B、Si、Se、Te(碲)、As、Ge、Sb、Po。它们在周期表中B→At（砹）这条斜线附近，常称为对角线。第一节金属的分类指性质介于金属与非金属间的元素。第一节金属的分类535.稀有金属在自然界含量少或分布稀散、发现晚，难提取或制备应用较晚的金属。包括：锂、铷、铯、铍、钨、钼；钒、铌；钛、铪；镓、铟、铊、锗和稀土元素（即周期表中第三副族中的钪、钇和镧系元素共17种）以及人造超铀元素等。第一节金属的分类5.稀有金属第一节金属的分类54第二节历史与现状第二节历史与现状55材料的发展史，就是人类社会的发展史。石器时代→陶器时代→青铜器时代→铁器时代。信息技术生物工程现代社会三大技术支柱新材料第二节历史与现状材料的发展史，就是人类社会的发展史。石器时代→陶器时代→青铜56石器时代青铜时代铁器时代多元材料时代第二节历史与现状石器时代青铜时代铁器时代多元材料时代第二节历史与现状57四羊方尊

青铜敦三星堆纵目人面像吴王夫差矛越王勾践剑第二节历史与现状一、辉煌的华夏青铜文明四羊方尊青铜敦三星堆纵目人面像吴王夫差矛越王勾践剑第二节58

湖北擂鼓墩二号墓出土战国编钟一套，其件数和规模仅次于曾侯乙编钟.音律准确，音色优美，基本与C大调七声音阶结构相同，总音域达5个8度以上，五人合作演出，众声齐发，交响叠鸣。无愧为古代音乐之绝响。

第二节历史与现状湖北擂鼓墩二号墓出土战国编钟一套，其件数和规59二、有色金属在现代社会中的作用和地位◆材料是国民经济、社会进步和国家安全的物质基础与先导。◆先进有色金属材料具有强烈的基础性、支撑性、技术经济价值和迫切战略需求。第二节历史与现状二、有色金属在现代社会中的作用和地位◆材料是国民经济、社会601、国防支撑材料铝材是飞机的主要结构材料，占重量比的50~80％，民用飞机铝材料用量在70％以上。钛及其合金在新型飞机上用作结构材料，飞机越先进，钛用量就越大。导弹与火箭的构件基本上采用铝合金、钛合金、镍基高温合金、镁合金和部分难熔金属合金。钛、铝及其合金成为舰船耐压壳体、核动力系统、武备系统、声纳系统等的主要材料。第二节历史与现状1、国防支撑材料铝材是飞机的主要结构材料，占重量比的50~61航空航天的物质基础卫星发射，节省1公斤重量将降低费用$20000。一次发射节约费用20%。鍛铝2014（LD10）的力学性能

铝的理论强度4700MPa，当今高强铝合金强度没超过1000MPa。第二节历史与现状航空航天的物质基础鍛铝2014（LD10）的力学性能62B-3高超音速轰炸机概念设计图X-45无人作战飞机F/A-22猛禽（四代机典型代表）B-2幽灵战略轰炸飞第二节历史与现状B-3高超音速轰炸机概念设计图X-45无人作战飞机F/A-63F119发动机（F/A-22用）自从1907年12月17日莱特兄弟将第一双人类翅膀送上天空后，各种飞机不断快速发展，对制造飞机零部件的材料的要求越来越高，主要是比强度高、耐高温、耐疲劳等。第二节历史与现状F119发动机（F/A-22用）自64

美国正研制6倍音速的太空战机，从太空上攻击地球目标。

美国太空武器想象图美国ABL机载激光武器系统第二节历史与现状美国正研制6倍音速的太空战机，从太空上攻击地球目标。65

世界上第一架载人太空飞船

世界上第一位太空人第二节历史与现状世界上第一架载人太空飞船世界上第一位太空人第66“原子时代第一金属”的锆，是核动力潜艇不可替代材料，80％的锆材用作核动力堆的燃料包壳、容器管、压力管、格架、端塞和其它堆芯结构材料。“核时代金属”铍，在核武器中对增大爆炸威力起关键作用。铍的比刚度大，在导航系统中用作制造精密陀螺仪，对增加射程、提高命中精度起关键作用。铀、铍、钽、钨、铂族金属、锗…，被许多国家储存作为战略物资。美国对钨以钨精矿形式，钽和铍以纯金属形式进行储备，铂和钯被列为特殊战略金属。第二节历史与现状“原子时代第一金属”的锆，是核动力潜艇不可替代材料，80％的672、高技术关键材料铌、钛、锡、铋、钇等都是制取超导材料的基本组元，NbTi、Nb3Sn实用低温超导材料已商品化。表面工程和技术，有相当部分是稀有金属薄膜、半导体材料薄膜和贵金属薄膜。21世纪中叶聚变能和太阳能将成为主要能源，可控核聚变反应堆工程需要大量锂、钼、锆、钛等。第二节历史与现状2、高技术关键材料铌、钛、锡、铋、钇等都是制取超导材料的基本68稀土元素的特殊电子层结构使其在光、电、磁、化学上表现出奇异性能，已出现的一大批功能材料，如稀土磁性材料、稀土发光材料、稀土尾气净化材料、稀土储氢性材料、高温超导材料等，2l世纪稀土将在功能材料中处于主体地位。美国公布的22种金属高科技材料中，稀土金属被列为第三位。第二节历史与现状中东有石油，中国有稀土。稀土元素的特殊电子层结构使其在光、电、磁、化学上表现出奇异性693、国民经济的基础材料电线、电缆占铜材总消耗量的50％，铝材总消耗量的量的33％,没有材料可替代。“蓄电池金属”铅的60－－70％消费在蓄电池中。镍是制造镍氢电池、镍镉电池的原材料。车辆中以铝代钢，减重50％，增加运载量10％，节能9.6－12.5％，日常检修工时减少45％。第二节历史与现状3、国民经济的基础材料电线、电缆占铜材总消耗量的50％，铝材70

金属材料的发展使汽车、飞机的性能发生了突变“协和”超音速客机水陆两用汽车磁悬浮列车第二节历史与现状金属材料的发展使汽车、飞机的性能发生了突变“协和”71钛的极好耐蚀性在化工、海洋工程、冶金、能源等部门的得以广泛应用，我国氯碱行业在5000多台电解槽上使用钛阳极代替石墨阳极，年节电4亿多度。钽的高纯化使钽电容器向轻、薄、小型化、可靠化方向发展。稀有金属的碳化物、氮化物广泛用于制造切削刀具、钻头、耐磨工件、模具和耐磨涂层。第二节历史与现状钛的极好耐蚀性在化工、海洋工程、冶金、能源等部门的得以广泛应72电冰箱、电视机、录相机、洗衣机等对有色金属提出了更高要求。铝材已进入建筑行业，约占铝耗量的20％以上，在我国占30％以上。铝用于制造刚性、柔性包装、复合材料容器和密封片盖等，美国包装用铝约占铝消耗总量的20％，我国占我国占8~12％。第二节历史与现状电冰箱、电视机、录相机、洗衣机等对有色金属提出了更高要求。铝73

纽约世贸大厦基本上是用铝合金贴面，在9.11事件中虽毁于一旦，但它作为大量使用铝合金贴面的雄伟建筑已载入史册。第二节历史与现状纽约世贸大厦基本上是用铝合金贴面，74