《汽车应用材料》-12-情境3汽车用有色金属及其合金

09四月20261.根据石墨形态的不同，灰口铸铁可分为哪几种？

答：灰铸铁（片）、可锻铸铁（团絮）、球墨铸铁（球）和蠕墨铸铁（蠕虫）2.灰口铸铁具有哪些特殊性能？答：良好的铸造性能、减震性能、减磨性能、切削加工性能、对缺口不敏感。3.比较灰铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁力学性能的差异答：灰铸铁＜蠕墨铸铁＜可锻铸铁＜球墨铸铁问题回顾一、铸铁的石墨化09四月20261.灰铸铁（HT200）——铸造性能好，价格低廉，力学性能较低。适合形状复杂、受力小的零件——气缸体、气缸盖等。2.可锻铸铁（KTH350-10）——价格最高，力学性能较高，铸铁中塑韧性最好。适合形状复杂受冲击和振动的薄壁件：汽车后桥外壳、轮毂，三通等。3.球墨铸铁(QT600-3)——价格较高，力学性能最好。制造受力复杂、力学性能要求较高的件——汽车曲轴。4.蠕墨铸铁（RuT420）——力学性能较高

受热循环载荷、结构复杂、组织致密、强度较高的铸件——进排气管问题回顾二、常用铸铁材料在汽车上的应用09四月2026不同1.化学成分：含碳量，钢：0.8-1.3%；铁：2.5-4.3%；碳、硅含量高—促进石墨形成2.组织：铸铁是在钢的基体上（F\F+P\P）分布着不同形状的石墨；热处理只能改变基体组织，不能改变石墨形状3.性能：钢-韧性材料，综合性能好铸铁-脆性材料，减震性能、减磨性能好于钢4.应用：钢：做结构件（车身、齿轮、轴、连杆）、工具、模具；

铸铁：做形状复杂件，壳体、箱体、底座相同：铁碳合金、黑色金属问题回顾三、钢和铸铁材料异同点09四月2026钢铁（或黑色金属）非铁金属（或有色金属）

09四月2026有色金属的分类有色金属的分类有色重金属Cu、Ni、Sn、Sb、Co、Hg有色轻金属Al、Mg、Ca、K、Na、Ba贵金属Au、Ag、铂族金属稀有金属约50余种（W、Mo、V、Ti、Nb、Zb）AI、Mg、Ti——密度小，比强度高，是实现汽车轻量化的理想材料。一架超音速飞机中AI合金占70%。密度大于5密度小于509四月2026目前能源、环境、安全等方面对汽车轻量化的要求越来越迫切，而铝具有比强度（强度-重量比）高（达到相应强度所用的材料重量越轻）、耐腐蚀、适合多种成型方法等优点，而铝是应用比较成熟的轻量化材料。欧洲铝协材料表明：汽车重量每降低100kg，每百公里可节约0.6L燃油。从1974年到2005年，铝合金材料在汽车上的应用平均翻了两倍多，奥迪从A2起基本实现全铝车身，奔驰、宝马、美洲豹汽车等大都采用了铝合金零件。铝（镁）合金轮毂、方向盘、发动机为什么铝合金在汽车上的应用如此广泛呢？【案例引入】【案例解析】09四月2026学习情境3汽车用有色金属合金

任务3.2铜及铜合金

任务3.1铝及铝合金

任务3.4其他有色金属简介

任务3.3

滑动轴承合金学习目标知识点1.掌握汽车上常用有色金属分类、牌号、性能、应用技能点：1.掌握汽车上常用有色金属的识别2.根据汽车常用零件性能要求，合理选用有色金属材料09四月2026任务3.1铝及铝合金纯铝的特点:银白色金属，面心立方晶格；储量占地壳全部金属的1/3。轻——密度（2.7g/cm3），有利于实现汽车轻量化；软——强度低，塑性好，容易加工成丝、线、棒、箔等型材；导电、导热性好——导电性仅次于金、银、铜，

导热性是铁的三倍；耐腐蚀（空气），无磁性；——纯铝09四月2026任务3.1铝及铝合金工业纯铝的应用:配制铝合金，制作电线、电缆及日用器皿等。——纯铝汽车上：用于垫片、铭牌等。长安汽车铭牌奔驰汽车铭牌09四月2026任务3.1铝及铝合金——纯铝名称纯度用途高纯铝99.93%-99.99%科学研究、制作电器工业纯铝99.00%-99.93%

电线、电缆、配置合金1982年标准：①工业纯铝：L+序号（号越大，纯度越低），

L1（1A70）、L2（1A60）、L3（1A50）……L7七个牌号。②高纯铝：LG+序号（号越大，纯度越高）

LG1、LG2、LG3、LG42011年标准：用“1A××”表示。

第1位数字1表示纯铝；第2位字母表示改型；1A-原始纯铝。后边两位数字表示最低铝的百分含量，如1A60表示铝含量为99.60%的原始纯铝。牌号黄金与铂金24K：24×4.166%=99.984%纯金18K:18×4.166%=74.988%彩金足金：含金量不少于99%千足金：含金量不少于99.9%铂金=白金=Pt≠白色K金（不纯的黄金，含镍、银、铜等熔炼而成的白色合金，价格低于黄金和铂金）铂金专有标志：Pt990(足铂）、Pt999(千足铂）注意被骗：白银—轻；铜质镀银（SF)欧洲：K金首饰；水晶首饰（施华洛世奇）--工艺和款式，价格超黄金铂金09四月2026铝合金分类

形变铝合金

铸造铝合金防锈铝合金LF+序号铝硅合金（硅铝明）

ZL1+两位数字（ZL101）硬铝合金LY+序号超硬铝合金LC+序号锻铝合金LD+序号铝铜合金ZL2+两位数字顺序号铝镁合金ZL3+两位数字顺序号铝锌合金ZL4+两位数字顺序号任务3.1铝及铝合金——铝合金09四月2026性能——合金元素含量较少，塑性较好，变形抗力较小，适合通过压力加工成型。牌号——用“×A××”表示。牌号的第一、三、四位为数字，其中第一位数字是依主要合金元素Ｃu、Ｍn、Ｓi、Ｍg、Ｍg2Ｓi、Ｚn

的顺序，表示变形铝合金的组别。分别标示为2、3、4、5、6、７，后两位数字表示同一组别中不同的序号。例如“2A11”表示以Cu为主要合金元素的11号变形铝合金；“5A50”表示以Ｍg为主要合金元素的50号变形铝合金。2——Ｃu3——Ｍn4——Ｓi5——Ｍg6——Ｍg2Ｓi7——Ｚn3.1.2铝合金——变形铝合金09四月2026主要是Al-Mn和Al-Mg系合金抗蚀性好，因此得名防锈铝。塑性好，易于变形加工，焊接性能好，但强度较低，切削性能差。不能热处理强化，常利用形变强化提高其强度。主要用于焊接件、弯曲件及拉伸件。耐蚀容器、灯具、建筑门窗，油箱、油管、铆钉。

在航空工业中应用广泛卫星天线（LF2）汽化器(热交换管为LF21)常用变形铝合金——防锈铝2——Ｃu3——Ｍn4——Ｓi5——Ｍg6——Ｍg2Ｓi7——Ｚn

代号——LF+序号

AI-Mg：LF5（5A05）、LF11（5A11）

AI-Mn：LF21（3A21）防锈铝风口1.防锈铝：09四月2026由于加入了Cu、Mg等合金元素，具有相当高的强度，故称硬铝。强度（σb=420MPa）、硬度高，比强度与高强度钢接近，加工性能好，耐蚀性低于防锈铝。

LY1(2A01)：低合金硬铝。“铆钉硬铝”。

Me少，强度低，塑性好，用于铆钉（牛仔裤纽扣）

。

LY11(2A11)：中合金硬铝。“标准硬铝”。

Me居中，塑性、强度居中。中等强度结构件，螺旋桨叶片LY12(2A12)：高合金硬铝。“高强度硬铝”用于高强度骨架、筋、梁等。飞机翼梁(腹板为硬铝合金)常用变形铝合金——硬铝2——Ｃu3——Ｍn4——Ｓi5——Ｍg6——Ｍg2Ｓi7——Ｚn2.硬铝：主要是Al-Cu-Mg系。09四月2026室温强度最高的铝合金，σb最高可达680MPa。热态塑性好，耐蚀性差。主要用作工作温度较低、受力大的重要结构件。

如飞机大梁、起落架、加强框等。代号——LC+序号：

LC4（7A04）、LC6（7A06）3.超硬铝：属Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量Cr和Mn。飞机主起落架常用变形铝合金——超硬铝2——Ｃu3——Ｍn4——Ｓi5——Ｍg6——Ｍg2Ｓi7——Ｚn09四月2026超硬铝制造的飞机大梁、起落架常用变形铝合金——超硬铝09四月2026热塑性好，适宜锻造，故称锻铝；力学性能与硬铝相近，耐蚀性较好；主要用作形状复杂、高温工作，承受重载荷的锻件。如发动机活塞、叶轮、框架、支杆等。4.锻铝Al-Cu-Mg-Si系合金Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻铝合金压气机叶片常用变形铝合金——锻铝活塞(裙部为铝硅合金)09四月2026锻铝制品常用变形铝合金——锻铝飞机主起落架-超硬铝09四月2026飞机翼梁(腹板为硬铝合金)

防锈铝

——5A05、3A21等。耐腐蚀，做油箱、油管、建筑门窗

硬铝

——2A01、2A11、2A12等，中等强度结构件：铆钉、骨架

超硬铝

——7A04，做飞机大梁、起落架、加强框。

锻铝——2A50,2A70，做发动机活塞、轮毂等锻件。门窗框-防锈铝汽车轮毂-锻铝09四月2026牌号：Z+基体元素符号+主要合金元素符号+合金元素的百分含量

例：ZAISi7

Mg WMg＜1%不标; Wsi=7%

铸AIZAISi7MgZAISi12ZAICu5MnZAIMg10代号：ZL

×

××

合金顺序号（01、02、03……）

1：AI-Si

合金类别2：AI-Cu

3：AI-Mg

铸铝4：AI-Zn铝合金——铸造铝合金09四月2026应用——质轻、壁薄，形状复杂，强度不高的铸件。

汽车发动机活塞、汽缸体、风扇叶片，飞机零件等。典型——ZL102（ZAISi12）活塞(裙部为铝硅合金)铸造铝合金-

AI-Si合金

铸造铝合金——AI-Si合金

特点——铸造性能最好，密度小、导热

性和耐蚀性好。又称硅铝明09四月2026应用——高温（＜300℃）条件工作的构件。

汽车、摩托车发动机活塞，内燃机汽缸盖、活塞等。典型——ZL201（ZAICu5Mn）Al-Cu合金汽缸头铸造铝合金——AI-Cu合金特点——强度较高，耐热性好。

但铸造性、耐蚀性不如AI-Si合金。09四月2026应用——在腐蚀性介质中工作，形状不太复杂的构件。

氨用泵体、船舰配件等。典型——ZL301（ZAIMg10）鼓风机用密封件(ZL301)特点——比重最小，强度高，耐腐蚀。

但铸造性差、耐热性低。铸造铝合金——AI-Mg合金09四月2026应用——形状复杂的零件。汽车、拖拉机发动机零件，飞机构件、医疗器械等。典型——ZL401大型空压机活塞(ZL401)特点——比重大，强度高，铸造性好，价格便宜。

但耐热、耐腐蚀性差。铸造铝合金——AI-Zn合金AI-Zn合金拉手09四月2026——铸造铝合金制品铸造铝合金09四月2026种类系列代号性能用途变形

铝

合

金防锈铝AI-MgLF5

LF11LF21（1）耐腐蚀

（2）塑性、焊接性耐蚀容器、弯管、灯具、建筑门窗硬铝AI-MnLY1（铆钉）

LY11（标准）

LY12（高强）（1）强度高

（2）耐腐蚀性差（包铝）低强度：铆钉

中强度：螺旋桨叶片

高强度：骨架、筋、梁超硬铝AI-Cu-MgLC4、LC6（1）强度最高

（2）耐腐蚀性差（包铝）重要件：飞机大梁、起落架、加强框锻铝AI-Cu-Mg-ZnLD5、LD7（1）热塑性好

（4）耐腐蚀性好高温、重载：内燃机活塞铸

造

铝

合

金AI-SiZL102ZAISi12（1）轻、耐腐蚀

（2）铸造性好质轻、壁薄、形状复杂件：发动机活塞AI-MgZL201ZAICu5Mn（1）较高的高温强度300℃工作：汽车、摩托车发动机活塞AI-CuZL301ZAIMg10（1）耐腐蚀氨用泵体、船舰配件AI-ZnZL401ZAIZn11Si7（1）强度高

（2）铸造性好形状复杂件：医疗器械、日用品常用铝合金的牌号、性能及用途09四月2026铝合金波纹管铝合金制品铝是可以回收利用的金属卫星天线（LF2）09四月2026美F-117隐身战斗机

(所用材料大部分是铝合金)高比强铝合金机翼——上天用得最多的材料铝合金2026年4月9日铝具有比强度高、耐腐蚀、适合多种成型方法等优点，是汽车工业应用较多的轻量化金属材料。由铝合金制造的零件已经遍及汽车的发动机、底盘、车身等各个部分。

发动机——活塞、汽缸体、汽缸盖、连杆等；

底盘——离合器壳、转向器壳、变速器拔叉

轮毂、方向盘、车身、车架等铝和铝合金在汽车上的应用09四月2026铝具有比强度高、耐腐蚀、适合多种成型方法等优点，是汽车工业应用较多的轻量化金属材料。由铝合金制造的零件已经遍及汽车的发动机、底盘、车身等各个部分。

发动机——活塞、汽缸体、汽缸盖、连杆等；底盘——轮毂、离合器壳、转向器壳、变速器拔叉车身、车架等铝及铝合金在汽车上的应用常见铝合金制造的汽车零件

09四月2026任务3.2铜及铜合金铜是人类历史上应用最早的金属。

因其导电、导热性能好、耐腐蚀，具有一定的力学性能和良好的加工性能，被广泛应用在电气、仪表、汽车、船舶及机械制造工业中。

据统计，一辆载货汽车需用20kg左右的铜。汽车上使用的铜主要是纯铜、黄铜和青铜。09四月20261.纯铜的特性及应用特性——工业纯铜的含铜量≥99.95%，呈玫瑰红色。表面生成氧化铜后，呈紫色，故称紫铜。

密度大，导电、导热性好，化学稳定性高，但强度、硬度不高应用——汽车上用于制作电线、电缆和电气接头等电气元件及散热器等导热元件。此外，还可用于汽缸垫、进排气管垫、轴承衬垫和油管等。2.牌号——用“T+顺序号”表示如T1、T2、T3、T4等牌号，数字越大则纯度越低。任务3.2铜及铜合金——纯铜（紫铜）

09四月2026纯铜制品09四月2026……紫铜黄铜青铜白铜任务3.2铜及铜合金铜合金的分类——铜合金

09四月20261.黄铜——即Cu-Zn合金。分普通黄铜和特殊黄铜。

普通黄铜——是Cu-Zn二元合金。性能——强度、塑性较纯铜高，耐腐蚀性和压力加工性能较好。当WZn＜32%时，随着WZn的增加，强度、塑性都升高；当WZn＞32%时，随着WZn的增加，强度↑、塑性↓；当WZn＞45%时，随着WZn的增加，强度↓↓、塑性↓↓，无实用价值。牌号——用“H+数字”表示。

H为“黄”拼音字首，数字表示铜的质量分数。

例如：H68表示平均WCu=68%。其余为Zn（32%）3.2.2铜合金——黄铜

09四月2026H80——含铜量高的黄铜，具有良好的耐蚀性，

可用作装饰品、电镀、散热器管等。H70、H68——塑性好，适于形状复杂、耐腐蚀的冲压件，如子弹壳、散热器外壳、导管等。H62、H59——强度较高，热加工性能好，适合热变形加工，

可制造一般机器零件，如铆钉、垫圈、螺钉、螺帽等。

3.2.2铜合金——普通黄铜

09四月2026法兰阀闸阀常用的黄铜应用金奖黄铜---H90-镀层及装饰弹壳黄铜---H70(H68)日用黄铜---H62(H59)冷凝器管汽车机油泵衬套——普通黄铜

3.2.2铜合金09四月2026普通黄铜制品——普通黄铜

3.2.2铜合金09四月2026黄铜铸件——黄铜

3.2.2铜合金铜管铜与黄铜带黄铜棒09四月2026①性能——力学性能、耐腐蚀性和某些工艺性都得到了改善。如：加AI提高黄铜的强度、硬度和耐磨性；加Si提高黄铜的强度、硬度和铸造性能；加Mn提高黄铜的力学性能和耐腐蚀性；加Pb改善黄铜的切削加工性能等。②牌号——用“H+主加合金元素符号+铜的平均质量分数+

合金元素平均质量分数”表示。例如：HPb59-1表示平均WCu=59%、WPb=1%，

其余为锌的铅黄铜。在普通黄铜（Cu-Zn）基础上再加入其它元素的铜合金。——特殊黄铜

3.2.2铜合金09四月2026特殊黄铜制品——特殊黄铜

3.2.2铜合金09四月2026——特殊黄铜

3.2.2铜合金特殊黄铜制品09四月2026牌号——用“Z+铜和合金元素符号+合金元素平均质量百分数”表示。例如：ZCuZn38表示WZn=38%的铸造黄铜；

ZCuZn16Si4表示WZn=16%、WSi=4%的铸造硅黄铜。

※常用黄铜的牌号、化学成分、力学性能及用途见表5-3——铸造黄铜

3.2.2铜合金09四月2026组别牌号化学成分（%）力学性能主要用途Cu其他Rm（Mpa）A(%)普通黄铜H9088.0-91.0Zn245/39535/3

双金属片、供水和排水管、证章、艺术品H6867.0-70.0Zn294/39240/13

冷凝管、散热器及导电零件、轴套等H6260.5-63.5Zn294/41240/10机械、电气零件，铆钉、螺冒、垫圈、散热器及焊接件、冲压件特殊黄铜HSn62-161.0-63.00.7-1.1Sn余量Zn249/39235/5

与海水和汽油接触的船舶零件HMn58-257.0-60.01.0-2.0Mn余量Zn382/58830/3船舶零件及轴承等耐磨零件HPb59-157.0-60.00.8-1.9Pb余量Zn343/44125/5

热冲压及切削加工零件，如销、螺钉、轴套等铸造黄铜ZCuZn3860.0-63.0余量Zn295/29530/30

一般结构件,如螺杆、螺母、法兰、阀座、日用五金等。ZCuZn31Al260.0-68.02.0-3.0Al余量Zn295/39012/15压力铸造件，如电机、仪表等以及造船和机械制造中的耐蚀零件ZCuZn40Mn257.0-60.01.0-2.0Mn余量Zn345/39020/25在空气、淡水、海水、蒸汽（＜300℃）和各种液体、燃料中工作的零件表5-3常用黄铜的牌号、化学成分、力学性能及用途09四月2026牌号性能特点主要用途普通黄铜H70塑性好、强度较高，冷成形性能好、易焊接，耐蚀性好弹壳、热交换器、造纸用管、机械和电气用零件H63强度较高、热塑性良好，切削性能好、易焊接，耐蚀性好销钉、铆钉、螺帽、垫圈、导管、夹线板、散热器、环形件H59有足够好的力学性能，承受热压力加工性能良好，耐蚀性一般机械、电器用零件，焊接件及热冲压件特殊黄铜HPb63-3切削性能良好钟表零件HAl60-1-1力学性能高，耐蚀性能良好齿轮、蜗轮、衬套、轴、耐蚀零件HSi65-1.5-3力学性能高，焊接及切削性能好，减磨性能好。耐磨锡青铜的代用品——黄铜

3.2.2铜合金09四月2026分类：锡青铜、铝青铜、硅青铜、铍青铜等。牌号：1.加工青铜：用Q+主加元素符号及平均含量+其它元素的平均含量表示。例如：QSn4-3表示含WSn＝4％、WZn＝3％的锡青铜。2.铸造青铜：与铸造黄铜相同例如：ZCuSn5Zn5Pb5

表示含WSn＝5％、WZn＝5％、Wpb＝5％。——青铜

（除黄铜和白铜以外的铜合金）3.2.2铜合金09四月2026性能——耐蚀、耐磨、强度高、弹性好、铸造性能好，特别适合于铸造形状复杂的铸件。如：青铜器——锡青铜（Cu-Sn）合金3.2.2铜合金司母戊大方鼎越王勾践青铜剑09四月2026应用——常用锡青铜QSn4-3、ZCuSnl0P1等，主要用于弹性元件、耐磨及耐蚀零件。汽车上——用于发动机摇臂衬套、活塞销衬套等耐磨件。——锡青铜（Cu-Sn）合金活塞销衬套摇臂衬套3.2.2铜合金09四月2026锡青铜管船用青铜软管快速接头阀(锡青铜阀体、阀盖)青铜——锡青铜锡青铜制品09四月2026性能——强度、硬度、耐磨性、耐热性、耐蚀性都高于黄铜和锡青铜，但其铸造性能、焊接性能较差，不适宜作形状复杂的零件。应用——常用铝青铜QAI7、QAI9-2等，主要用于汽车上的轴套、齿轮、蜗轮、管路配件等在复杂条件下工作的高强度抗磨零件以及弹簧等耐腐蚀的弹性零件。青铜——铝青铜（Cu-AI）合金09四月2026性能——减磨性好，疲劳强度高并有良好的热传导性，是一种重要的高速重载滑动轴承合金。应用——常用铅青铜ZCuPb30、ZCuPb10Sn10、

ZCuPb15Sn8等主要用作高压、高速条件下工作的耐磨零件。青铜——铅青铜（Cu-Pb）合金09四月2026①性能——很高的强度、硬度、疲劳强度和弹性极限，且耐蚀、耐磨，导电、导热性好，铸造性能好。但铍青铜价格较贵，所以应用受到限制。②应用——常用的铍青铜有QBe2、QBe1.5等。用于高精密的弹性元件：如弹簧、导电弹簧片等；特殊要求的耐磨零件：如钟表的齿轮和发条。青铜——铍青铜（Cu-Be）合金09四月2026铍青铜制品青铜——铍青铜09四月2026（1）普通白铜——是Cu-Ni二元合金。①性能——具有较高的耐腐蚀性和抗腐蚀疲劳性能及优良的冷热加工性能。②牌号——用“B+镍的平均百分含量”表示。如B5，表示含Ni量为5％的普通白铜。③应用