第八章有色金属及其合金

第八章有色金属及其合金掌握铝合金、铜合金的强化机理及组织、性能特点；熟悉铝合金、铜合金、铜合金的强化机理学技术有色金属及其合金与钢铁相比，具有许多特性：急剧增长(年递增20%)。镁合金是最轻的工程金属材料，具有高强度、导热性好、减震性好、电磁屏蔽能力强、加工性好(压铸表面质量高)，易回收利用，以上，主要分布在西部地区，但长期以来，由于技术水平落后，镁只能作为初级产品低价出口，精加工产品却大量进口(以吨为单位出口，以克为单位进口)。钛及其合金不论在化学介质中，还是在海水或淡水中都有良好的抗腐蚀第一节铝及其合金铝④在大气中具有优良的抗腐蚀性(与氧亲和力大，能形成一层致密的氧化膜) 膜)⑤具有高塑性、较低的强度L0499.996%δ=45%4#高纯铝99.7%99.99%L2……L02L0L00L12#高纯铝1#工业高纯铝2#工业高纯铝1#工业2#工业纯铝7#工业纯铝织和性能特点了形成铝基固溶体(α)外，还有第二相(金属间化合物)出现。CuAl2θ相;Mg2Siβ相;Al2CuMgS相，二元铝合金状态图的基本形式为有限固溶体对比低碳钢低合金钢高合金钢铸铁铝合金极限极限2.9~4.3相对比刚度ALαβα+LC1234α+β1—变形铝合金4—能热处理强化的铝合金有共晶成分的合金具有优良的铸造性能。铸造铝合金为了保要经冷、热加工成各种型材，因此要求具有良好的冷热加工工成分和性能特点，又可分为不能热处理强化的铝合金和可D括。化，主要是由于合金元素在铝中有较大固溶度且随温度降低而急剧减小，合金经加热到一定温度淬火后，可以得到过饱和的铝基固溶体，这种和的铝基固溶体放置在室温或加热到某温度时，其强度、硬度随时间，淬火加热时便有一部分不能第二相出现，成为过剩相。这类过剩相多为硬而脆的金属间韧性下降，过剩相过多时，合金便脆，强度急剧下降。对于铸造铝合金，添加微量合金元素西化组织是提高机械性能的另一种重要手。铸造铝合金常加入微量变质剂(2/3NaF+1/3NaCl)进行变质处理。变形铝微量的钛、锆、铍及稀土元素，它们能形成难溶化合物，在合金结五、铝合金时效强化的机理(以Al-Cu合金为例)铝合金时效过程是过饱和固溶体分解的过程，包括四个阶段：第一阶段：形成溶质原子Cu的富集区(Cu原子在固溶体{100}晶面上偏聚)第二阶段：随着时间的延续，溶质原子继续向Gp[I]区扩散富集，并有序化Al第三阶段：溶质原子Cu继续富集，第二阶段形成的θ”相逐渐达到CuAl22第四阶段：稳定的θ相-CuAl形成，并与母相α固溶体完全脱离联系，使α2效”。高的人工时效，则主要是第三、第四阶段，因为温度较高，原子扩散法ZL***表示合金顺序号表示合金系列1-Si2-Cu3-Mg4-Zn金ZL102表示第2号铝硅铸造合金铝“LF5”“LY12”锻铝LD+顺序号“LD5”1、Al-Si系铸造铝合金(硅铝明)它合金元素的称为简单硅铝明，除硅外尚有其它合金元素的称为特 (β相),Al2CuMg(S相)的合金元素Cu、Mg。优点：耐蚀性好，强度高，密度小(2.55比纯铝还轻)。优点：铸造性能好，强度高(铸造冷却时自行淬火)，经时效后就有较高的用变形铝合金系、铝锰系、工业纯铝，这类合金不能进行热处理强化，机械性能比较低，为了提高其强度，可采用冷加工方法使其强化(加工硬化)。度效较大的应力腐蚀倾向。AlMnSiCu性能。热处理特点：自然时效很第二节铜及合金质水中均有优良的抗蚀性；在温水中抗蚀性较差。在大多非氧性介质中(HF、HCL)抗蚀性较好，而在氧化性介质中易被腐蚀(HNO3、H2SO4)。火响、硫、铅、铋、砷、磷等。这些杂质的存在，均使铜产生原因：铅、铋杂质存在，铅、铋与铜能形成熔点很低的共晶体(Cu+Bi270℃)，(Cu+Pb326℃)，且晶界分布，热加工时(820~860℃)，晶格O铜在含有氢气或一氧化碳等还原性气氛中加热时，氢气及一氧u法T+顺序号TU+顺序号TU+P纯铜的强度不高(σb=200-240σs=60-70脱氧铜脱氧剂PTUP磷脱氧铜TUMn锰脱氧铜Cu的加入量超过铜的最大溶解度时，便产生过剩相，使合金强度提化黄铜是Cu-Zn合金，包括a：简单黄铜(普通黄铜)Zn<5%b：复杂黄铜(特殊黄铜)Cu-Zn+其它合金元素α相：Zn溶入Cu形成的有限固溶体(具有面心立方晶格)，塑性好，具β相：以电子化合物CuZn为基的固溶体，电子浓度3/2(β相)，具有体有氨存在时，会发生自动破裂(应力腐蚀破裂)。防止自裂的措施：a、低温去应力退火260~300℃，1~2小时H80含Cu80%H80含Cu80%普通黄铜普通黄铜表示含Pb1%特殊黄铜HSn70-1：表示含Sn1%、Cu70%的特殊黄铜(海洋黄铜，防脱锌)γ相：以电子化合物为基的固溶体，晶格结构尚未确定，只能在520℃以立方晶格，硬而脆。δ相很稳定，在350℃发生共析转变，形成α+ε相。但转变速度极其缓慢，一般很难进行。只有经70~80%的变形，数千小时退。但铸造收缩率很小，使有色合金中收缩率最小的合金，可d、其它合金元素(磷、镁、铅等)Zn，缩小合金结晶温度间隔，改善铸造性能，提高铸件气良好的抗蚀性(除酸外)，优于纯铜和黄铜；无磁性，冲击不产生火花，无冷脆现象，耐磨性高(δ相)。缓冷，快冷(>5~6/min)β→α+γ2被抑制，而发生类似钢的马氏体转变，方晶格的介稳态β’相，β’适量且分布均匀时，强度高，数量第二节滑动轴承合金有承压面积大，承载能力强，工作平稳，无噪音，装拆方便等优滑动轴承的结构由轴承体(轴承座)和轴瓦构成；轴瓦与轴直接接触。为了承合金的要求3、热膨胀系数小，以免与