《金属材料与热处理》项目7非铁金属及其合金

主讲人：金属材料与热处理金属材料的基本性能1金属的晶体结构与结晶2铁碳合金相图3钢的热处理4目录contents钢5铸铁6非铁金属及其合金7非铁金属及其合金07除钢铁材料之外的其他金属材料统称为非铁金属。非铁金属种类繁多，其中应用较广的是铝、铜、镁、钛等金属及其合金，轴承合金，硬质合金等。与钢铁相比，非铁金属具有某些特殊的性能，因此成为现代工艺中必不可少的材料。通过本项目的学习，学生应能在生活和工程实践中正确辨识非铁金属及其合金，并初步具备合理选择非铁金属及其合金的能力。项目导读项目目标【知识目标】掌握铸铝及铝合金的分类和牌号。掌握铜及铜合金的分类和牌号。熟悉镁及镁合金的分类和牌号。熟悉钛及钛合金的分类和牌号。熟悉轴承合金的分类和牌号。熟悉硬质合金的分类和牌号。【技能目标】能正确选用铝及铝合金。能正确选用铜及铜合金。项目目标【素质目标】养成脚踏实地、认真负责、开拓进取的工作作风。弘扬执着专注、精益求精、追求卓越的工匠精神。践行团结协作、顾全大局的团队精神。

项目导航认识铝及铝合金认识铜及铜合金了解其他非铁合金一二三点击添加相关标题文字CLICKONADDRELATEDTITLEWORDS任务一：认识铝及铝合金任务引入铝合金在各类交通车辆的车体结构和车辆部件中都有着很广泛的运用。例如，我国高速动车组的车体基本完全使用铝合金，一些城市轨道交通车辆、重载货车的车体也使用了高强度的铝合金。铝合金的密度较低，在相同条件下，铝合金车体的质量比钢车体的质量减轻了30%～35%。由于质量减轻，使用铝合金车体的车辆可有效降低能耗，提升运力。此外，铝合金表面还可自然生成一层薄薄的氧化物保护膜，因此铝合金具有比钢更好的耐腐蚀性。铝合金的种类繁多，在实际工业生产中，如何根据不同的需求选用不同的铝合金呢？任务引入知识与技能要求任务内容认识铝及铝合金学习程度识记理解应用学习任务纯铝●

铝合金●

实训任务掌握不同铝合金的牌号及应用

●自我勉励

一、纯铝纯铝是一种银白色的金属，熔点为660℃，具有面心立方晶格，无同素异构转变性能，无磁性

导电性与导热性好，仅次于银和铜；塑性好，可加工成各种型材此外，具有良好的抗大气腐蚀性，其表面会形成一层致密的氧化物保护膜，以隔绝大气，防止腐蚀，但纯铝不耐酸、碱、盐等介质的腐蚀

1．纯铝的性能纯铝一、纯铝2．纯铝的牌号纯铝未压力加工产品（铸造纯铝）压力加工产品（变形铝）一、纯铝2．纯铝的牌号根据GB/T8063—2017《铸造有色金属及其合金牌号表示方法》，铸造纯铝的牌号由“Z+Al+数字”表示。例如，ZAl99.5表示铝的名义含量为99.5%的铸造纯铝。“Z”铸造代号Al铝的元素符号数字铝的名义含量一、纯铝2．纯铝的牌号根据GB/T16474—2011《变形铝及铝合金牌号表示方法》，含铝量不低于99.00%的变形铝，其牌号用1×××表示。例如，1A99表示含铝量为99.99%的原始纯铝，1A97表示含铝量为99.97%的原始纯铝。牌号的最后两位为数字表示最低含铝量中小数点后面的两位牌号的第二位为字母表示原始纯铝的改型情况。若第二位字母为A，则表示为原始纯铝；若为其他字母，则表示为原始纯铝的改型，即与原始纯铝相比，其元素含量略有改变一、纯铝2．纯铝的牌号可代替贵重的铜合金制作导线，如母线、电线、电缆等纯铝的用途广泛也可作为配制各种铝合金的原料和铝合金的包覆层还可用来制作质量较小、导热或耐大气腐蚀，但强度不高的器具二、铝合金铝合金是指在纯铝中加入适量Si、Cu、Zn、Mg、Mn等元素形成的二元或多元合金。对纯铝进行合金化可大幅度提高其强度，又可保持纯铝的优良特性。1．铝合金的分类二、铝合金铝合金变形铝合金铸造铝合金根据成分、组织和加工工艺的不同1．铝合金的分类二、铝合金铝合金相图在该相图中，位于D点成分以左的铝合金，加热后能形成单相α固溶体组织，塑性较好，适用于变形加工，这样的合金称为变形铝合金。1．铝合金的分类二、铝合金变形铝合金不能进行热处理强化的铝合金指位于相图中F点以左的合金，其固态组织始终是单相α固溶体，不能进行热处理强化能进行热处理强化的铝合金指位于相图中F和D点之间的合金，其合金元素在铝中的溶解度变化会析出β相，可通过热处理使合金强度提高根据加热和冷却过程中组织的不同1．铝合金的分类二、铝合金铝合金相图位于D点成分以右的铝合金，液态时金属流动性好，能发生共晶转变，适合铸造成形，这样的合金称为铸造铝合金。2．铝合金的热处理二、铝合金1）固溶处理和时效强化铝合金的热处理强化主要是根据高温时合金元素在铝中的溶解度较大，而随着温度的降低其溶解度急剧下降的特点实现的。固溶处理工艺铝合金相图将溶质含量位于D点和F点之间的合金加热到α相区，经保温后迅速冷却，在室温下得到过饱和α固溶体的过程称为固溶处理或淬火。此时，合金的强度和硬度没有提高。2．铝合金的热处理二、铝合金1）固溶处理和时效强化铝合金相图随后在室温下自然放置或加热到某一温度，合金会分解出强化相而达到稳定状态，其强度和硬度明显提高，这个过程称为时效强化。在室温下进行的时效强化称为自然时效，在加热条件下进行的时效强化称为人工时效。2．铝合金的热处理二、铝合金2）回归处理将时效强化后的铝合金重新加热到200～270℃并短暂保温，然后快速冷却至室温，此时合金的强度会下降，合金的性能可恢复到淬火前的状态，这种工艺称为回归处理。回归处理可应用在实际生产中，如对变形的铝合金零件在修复前进行回归处理，以方便操作；已进行过时效强化的铝合金铆钉，可在铆接前对其进行回归处理，以方便铆接。铝合金每经过一次回归处理后，其再次时效强化的效果会下降一些，即强度会下降。因此，回归处理的次数不宜过多，一般不超过4次。提示二、铝合金3．铝合金的牌号1）变形铝合金的牌号根据GB/T16474—2011《变形铝及铝合金牌号表示方法》，变形铝合金的牌号用四位字符体系表示。变形铝合金的牌号和内容简介牌号第一位为数字表示变形铝合金的组别，按主要合金元素Cu、Mn、Si、Mg、Mg_2Si

、Zn和其他元素的顺序来确定合金的组别牌号第二位为字母表示原始合金的改型情况第三、四位为数字表示同一组中不同的铝合金或表示铝的纯度，如3A21、2A12等组别牌号系列以铜为主要合金元素的铝合金2×××以锰为主要合金元素的铝合金3×××以硅为主要合金元素的铝合金4×××以镁为主要合金元素的铝合金5×××6×××以锌为主要合金元素的铝合金7×××以其他元素为主要合金元素的铝合金8×××备用合金组9×××常用变形铝合金的组别（摘自GB/T16474—2011）二、铝合金3．铝合金的牌号二、铝合金3．铝合金的牌号2）铸造铝合金的牌号铸造铝合金的牌号用“Z+Al+主加元素符号及含量+辅加元素符号及含量”表示。当合金元素含量小于1%时，一般不标注含量。例如，ZAlSi7Mg表示含硅量为7%，含镁量为0.3%，含铝量为92.7%的铸造铝合金。此外，优质合金在最后一位数字后需要附加字母“A”。提示二、铝合金4．变形铝合金变形铝合金防锈铝合金硬铝合金超硬铝合金锻造铝合金根据主要性能特点和用途的不同二、铝合金1）防锈铝合金4．变形铝合金防锈铝合金Al-Mn系合金Mn的主要作用是提高耐腐蚀性，还可起到固溶强化的作用Al-Mg系合金Mg的主要作用是降低合金的密度，也可起到固溶强化的作用二、铝合金1）防锈铝合金4．变形铝合金防锈铝合金的时效强化效果不明显，且不宜通过热处理强化，但可进行冷变形加工，主要通过加工硬化来提高合金的强度和硬度。防锈铝合金在锻造、退火后的组织为单相固溶体，具有良好的耐腐蚀性和塑性，主要用于制造油罐、油箱、管道、易拉罐、铆钉，以及承受中等载荷的零件等。二、铝合金4．变形铝合金硬铝合金主要是Al-Cu-Mg系合金。其中，Cu、Mg的主要作用是形成强化相。此外，在铝合金中加入少量的Ti和B，可达到细化晶粒、提高合金强度的目的。这类合金可通过固溶处理和时效强化提高强度和硬度。硬铝合金常用于制造板材、管材等重要构件，或者飞机翼肋、翼架等受力构件。2）硬铝合金二、铝合金4．变形铝合金2）硬铝合金硬铝合金低强度硬铝标准硬铝高强度硬铝根据合金元素含量的不同二、铝合金4．变形铝合金2）硬铝合金低强度硬铝合金中Cu、Mg含量较低，塑性高但强度低这类合金常采用固溶处理和自然时效来提高强度和硬度，但时效速度较慢，主要用于制造铆钉，因此又称铆钉硬铝常用的有2A02、2A10等二、铝合金4．变形铝合金2）硬铝合金标准硬铝合金中Cu、Mg含量适中，塑性和强度也适中这类合金淬火和退火后有较高的塑性，可进行冷弯、卷边、冲压等，主要用于制造轧材、锻材、冲压件等常用的有2A11等二、铝合金4．变形铝合金2）硬铝合金高强度硬铝合金中Cu、Mg含量较高，塑性较差，强度和硬度较高这类合金主要用于制造航空模锻件和重要的销轴等常用的有2A12等二、铝合金4．变形铝合金3）超硬铝合金主要是Al-Zn-Mg-Cu系合金。其中，Zn、Mg、Cu的主要作用是形成复杂的强化相超硬铝合金这类合金时效强化效果好，强度和硬度高于硬铝合金，是目前强度最高的一类铝合金但耐腐蚀性差，疲劳强度低，因此需要包铝保护此外，耐热性也较差。当温度升高时，其强度急剧降低，因此只能在低于120℃的温度下使用二、铝合金4．变形铝合金3）超硬铝合金超硬铝合金常用于制造受力较大的重要构件，如飞机的大梁、接头、起落架等。飞机起落架二、铝合金4．变形铝合金4）锻造铝合金主要是指Al-Cu-Mg-Si系普通锻造铝合金和Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻造铝合金锻造铝合金这类合金的元素种类多但含量少，可通过固溶处理和人工时效提高其力学性能，具有良好的铸造性能和锻造性能常用来制造航空及仪表工业中各种形状复杂、强度中等、塑性较高、耐腐蚀性较强的锻件和模锻件，如压缩机叶轮，飞机上的框架、支架等二、铝合金5．铸造铝合金铸造铝合金Al-Si系Al-Cu系Al-Mg系Al-Zn系根据合金元素的不同二、铝合金5．铸造铝合金类别牌号（主要合金代号）铸造方法力学性能主要用途Al-Si系ZAlSi7Mg（ZL101）砂型铸造和金属型铸造流动性好、铸件热裂倾向小、耐腐蚀性好主要用于制造形状复杂的零件，如仪表壳体、缸体、活塞等Al-Cu系ZAlCu5Mn（ZL201）砂型铸造和低压铸造耐热性好、强度高，但密度和脆性较大，耐腐蚀性和铸造性能较差主要用于制造形状简单、对表面粗糙度要求较低的中等承载零件，如气缸连接头等Al-Mg系ZAlMg10（ZL301）砂型铸造和压力铸造密度小，强度和韧性较高，具有优良的耐腐蚀性、可加工性和抛光性，但铸造性能差、耐热性差主要用于制造在大气或海水中工作的零件，或者承受大振动载荷、工作温度低于150℃的零件，如雷达底座、发动机机闸、船用舷窗等Al-Zn系ZAlZn11Si7（ZL401）压力铸造、砂型铸造和金属型铸造铸造性能好、价格便宜，经时效处理后强度较高，但密度较大、耐腐蚀性较差主要用于制造工作温度不超过200℃、结构复杂的零件，如汽车、飞机零件、模具、某些支架等常用铸造铝合金的牌号、铸造方法、力学性能及主要用途课堂小结认识铝及铝合金纯铝纯铝的性能纯铝的牌号铝合金铝合金的分类铝合金的热处理固溶处理和时效强化回归处理铝合金的牌号变形铝合金的牌号铸造铝合金的牌号变形铝合金防锈铝合金硬铝合金超硬铝合金锻造铝合金铸造铝合金课堂检测1.根据GB/T16474—2011《变形铝及铝合金牌号表示方法》，含铝量不低于99.00%的变形铝，其牌号用什么表示？分别表示什么含义？2.不同铝合金可通过哪些途径达到强化的目的？点击添加相关标题文字CLICKONADDRELATEDTITLEWORDS任务二：认识铜及铜合金任务引入谈到铜，人们肯定会联想到对早期人类文明影响深远的青铜器。我国青铜器时代从夏代末期开始，直至秦、汉，时间跨度约为两千年。如图7-4所示，后母戊鼎、越王勾践剑、四羊青铜方尊等以其独特的器形、精美的纹饰、卓越的性能，向人们揭示了先秦时期的铸造工艺、文化水平和历史源流，因此史学家们称其是“一部活生生的史书”。那么，青铜器中含有的铜合金主要是什么类型呢？在现代，铜合金都有哪些应用呢？（a）后母戊鼎（b）越王勾践剑（c）四羊青铜方尊任务引入知识与技能要求任务内容认识铜及铜合金学习程度识记理解应用学习任务纯铜●

铜合金●

实训任务掌握不同铜合金的牌号及应用

●自我勉励

一、纯铜纯铜是一种玫瑰红色金属，表面形成氧化膜后呈紫色，故纯铜也称红铜或紫铜

具有良好的导电性和导热性，仅次于银，在金属中居第二位无磁性、无打击火花，可用于制造不允许受磁性干扰的磁学仪器，如罗盘、航空仪表等此外，具有良好的抗大气腐蚀和抗海水腐蚀性能1．纯铜的性能一、纯铜1．纯铜的性能

纯铜2．纯铜的牌号纯铜工业纯铜无氧铜一、纯铜一、纯铝2．纯铜的牌号工业纯铜的牌号用“T+顺序号”表示。“T”“铜”字汉语拼音首字母顺序号有1、2、3三种，即T1、T2、T3。顺序号数字越大，其纯度越低类别类别牌号化学成分用途工业纯铜一号铜T10.0010.003主要用于导电材料或配制高纯度合金等二号铜T20.0010.005主要用于导电材料，如电线、电缆等三号铜T30.0020.010主要用于一般铜材，如电气开关、铆钉等工业纯铜的牌号、化学成分和用途一、纯铝2．纯铜的牌号二、铜合金纯铜的强度不高，为了满足结构材料的要求，必须对其进行合金化。铜合金具有较高的强度和硬度，同时还具有纯铜的某些优良性能，常作为工程结构材料使用。1．铜合金的分类铜合金加工铜合金铸造铜合金根据加工工艺的不同二、铜合金1．铜合金的分类二、铜合金铜合金黄铜青铜白铜根据合金化学成分的不同应用最广泛二、铜合金1）黄铜1．铜合金的分类黄铜是指以铜为基体金属，以锌为主加元素的铜合金。黄铜具有良好的耐腐蚀性及变形加工和铸造性能。黄铜加工黄铜铸造黄铜根据加工工艺的不同二、铜合金1）黄铜1．铜合金的分类黄铜普通黄铜特殊黄铜根据合金化学成分的不同二、铜合金1）黄铜1．铜合金的分类（1）普通黄铜普通黄铜是由铜与锌组成的合金，其组织和性能与含锌量有很大关系。含锌量对普通黄铜组织和性能的影响二、铜合金1）黄铜1．铜合金的分类（1）普通黄铜含锌量对普通黄铜组织和性能的影响当含锌量小于32%时，铜合金的组织为单相α固溶体，其强度和塑性随着含锌量的增大而提高，且当含锌量为30%～32%时塑性最高。二、铜合金1）黄铜1．铜合金的分类（1）普通黄铜含锌量对普通黄铜组织和性能的影响当含锌量为32%～45%时，铜合金的塑性随着含锌量的增大而下降，强度则依旧随着含锌量的增大而提高，且当含锌量为40%～45%时强度最高。二、铜合金1）黄铜1．铜合金的分类（1）普通黄铜含锌量对普通黄铜组织和性能的影响当含锌量大于45%时，铜合金的塑性和强度均急剧下降。因此，工业中普通黄铜的含锌量一般不超过45%。二、铜合金1）黄铜1．铜合金的分类（1）普通黄铜普通黄铜的塑性较好，可进行冷、热变形加工。这类铜合金主要用于制造冷轧板材、冷拉线材、管材及形状复杂的深冲零件，还可用于制造螺栓、螺母、弹簧，以及机器中的轴套等。二、铜合金1）黄铜1．铜合金的分类（2）特殊黄铜特殊黄铜是在普通黄铜的基础上加入某些合金元素得到的，常加入的合金元素有Al、Sn、Pb、Si、Mn、Ni等。特殊黄铜的强度、耐腐蚀性比普通黄铜好，铸造性能也得到了改善。这类铜合金主要用于制造船舶及化工零件，如冷凝管、齿轮、螺旋桨、轴承、衬套、阀体等。Al、Sn、Si、Mn、Ni提高黄铜的耐腐蚀性，并降低其自裂倾向Si、Pb提高黄铜的耐磨性，并改善黄铜的铸造性能和可加工性二、铜合金2）青铜1．铜合金的分类青铜价格便宜，还具有某些特殊的性能，应用较广泛，也是人类历史上使用最早的金属。青铜锡青铜铝青铜铍青铜根据合金化学成分的不同二、铜合金2）青铜1．铜合金的分类青铜加工青铜铸造青铜根据加工工艺的不同二、铜合金1．铜合金的分类（1）锡青铜以锡为主加元素的铜基合金称为锡青铜，又称传统青铜，是最常用的非铁金属之一。锡青铜的组织和性能与含锡量有很大关系。2）青铜含锡量对锡青铜组织和性能的影响二、铜合金1．铜合金的分类（1）锡青铜2）青铜含锡量对锡青铜组织和性能的影响当含锡量小于7%时，锡溶于铜中形成α固溶体，此时合金的强度和塑性随着含锡量的增大而提高二、铜合金1．铜合金的分类（1）锡青铜2）青铜含锡量对锡青铜组织和性能的影响当含锡量大于7%时，合金组织中出现硬而脆的δ相，其强度继续升高，但塑性急剧下降；二、铜合金1．铜合金的分类（1）锡青铜2）青铜含锡量对锡青铜组织和性能的影响当含锡量大于20%时，由于δ相过多，合金变脆，强度急剧下降，已无实用价值。二、铜合金1．铜合金的分类（1）锡青铜2）青铜含锡量对锡青铜组织和性能的影响因此，工业锡青铜的含锡量一般为3%～14%。含锡量小于5%的锡青铜适合冷加工含锡量为5%～7%的锡青铜适合热加工含锡量大于10%的锡青铜适合铸造。二、铜合金1．铜合金的分类（1）锡青铜2）青铜锡青铜具有良好的耐腐蚀性，在大气、海水及无机盐溶液中的耐腐蚀性比纯铜和黄铜好，但在硫酸、盐酸和氨水溶液中的耐腐蚀性较差。锡青铜的发展锡青铜主要用于制造弹性零件、滑动轴承及抗磁零件，也可用于制造形状复杂、对外形尺寸要求严格的耐磨、耐腐蚀零件，如轴瓦、蜗轮、蒸汽管等。二、铜合金1．铜合金的分类（2）铝青铜以铝为主加元素的铜基合金称为铝青铜，其含铝量为5%～11%。铝青铜的强度、硬度、耐磨性、耐热性及耐腐蚀性均高于黄铜和锡青铜，且具有良好的铸造性能。但铝青铜的焊接性能差，体积收缩性比锡青铜大，铸件内部容易产生难熔的氧化铝。2）青铜铝青铜主要用于制造船舶、飞机及仪器等设备中的耐磨、耐腐蚀件，如齿轮、轴承、蜗轮、轴套、螺旋桨等。二、铜合金1．铜合金的分类（3）铍青铜以铍为主加元素的铜基合金称为铍青铜，其含铍量为1.7%～2.5%。铍青铜经过淬火和人工时效后，抗拉强度高达1250～1500MPa，硬度可达350～400HBW。铍青铜具有很高的强度，良好的耐磨性、耐腐蚀性，良好的导电性、导热性，以及良好的冷热加工和铸造性能，但价格昂贵，在使用上受到了限制。2）青铜铍青铜常用于制造重要的弹性件、耐磨件，如精密弹簧、膜片、高速高压轴承、防爆工具、航海罗盘等。二、铜合金3）白铜1．铜合金的分类白铜呈银白色，有金属光泽，具有良好的塑性、耐腐蚀性和较高的硬度。白铜加工白铜铸造白铜根据加工工艺的不同二、铜合金3）白铜1．铜合金的分类白铜普通白铜特殊白铜根据合金化学成分的不同二、铜合金1．铜合金的分类（1）普通白铜以镍为主加元素的铜基合金称为普通白铜。由于铜和镍的晶格类型相同，在固态时能无限互溶，因此普通白铜具有良好的塑性、耐腐蚀性和耐热性。普通白铜常用于制造钱币、精密机械零件及电器元件等。3）白铜二、铜合金1．铜合金的分类（2）特殊白铜特殊白铜是在普通白铜的基础上加入合金元素得到的，常加入的合金元素有Al、Fe、Mn等。这些合金元素改善了白铜的力学性能、工艺性能和电热性能。特殊白铜常用于制造耐腐蚀的高强度零件、冷凝器及弹簧等。3）白铜2．铜合金的牌号二、铜合金1）黄铜的牌号普通黄铜的牌号用“H+数字”表示。“H”“黄”字汉语拼音首字母数字表示含铜量例如，H62表示含铜量为62%、含锌量为38%的普通黄铜。2．铜合金的牌号二、铜合金1）黄铜的牌号特殊黄铜的牌号用“H+主加元素符号（锌除外）+数字-数字”表示。例如，HMn58-2表示含铜量为58%、含锰量为2%的特殊黄铜。“H”“黄”字汉语拼音首字母主加元素符号后的第一个数字表示含铜量第二个数字表示主加元素的含量2．铜合金的牌号二、铜合金1）黄铜的牌号铸造黄铜的牌号用“ZCu+主加元素符号+数字+其他加入元素符号+数字”表示。例如，ZCuZn40Mn2表示含锌量为40%、含锰量为2%、含铜量为58%的铸造黄铜。主加元素符号后的数字表示主加元素含量其他加入元素符号后的数字表示其他加入元素的含量2．铜合金的牌号二、铜合金2）青铜的牌号青铜的牌号用“Q+主加元素符号+数字-数字”表示。例如，QSn4-3表示含锡量为4%、含锌量为3%、含铜量为93%的锡青铜；QAl7表示含铝量为7%、含铜量为93%的铝青铜。“Q”表示“青”字汉语拼音首字母主加元素符号后的第一个数字表示含锡量第二个数字表示其他加入元素的含量2．铜合金的牌号二、铜合金1）青铜的牌号铸造青铜牌号用“ZCu+主加元素符号+数字+其他加入元素符号+数字”表示。例如，ZCuSn5Pb5Zn5表示含锡量为5%、含铅量为5%、含锌量为5%、含铜量为85%的铸造青铜。主加元素符号后的数字表示主加元素含量其他加入元素符号后的数字表示其他加入元素的含量2．铜合金的牌号二、铜合金3）白铜的牌号普通白铜的牌号用“B+数字”表示。例如，B19表示含镍量为19%、含铜量为81%的普通白铜。“B”表示“白”字汉语拼音首字母主加元素符号后的第一个数字表示含镍量2．铜合金的牌号二、铜合金3）白铜的牌号特殊白铜的牌号用“B+主加元素符号+数字-数字”表示。例如，BMn3-12表示含镍量为3%、含锰量为12%、含铜量为85%的特殊白铜。“B”表示“白”字汉语拼音首字母主加元素符号后的第一个数字表示含镍量第二个数字表示主加元素含量课堂小结认识铜及铜合金纯铜纯铜的性能纯铜的牌号铜合金铜合金的分类黄铜青铜白铜铜合金的牌号黄铜的牌号青铜的牌号白铜的牌号课堂检测1.根据合金化学成分的不同，铜合金可分为哪几种？2.黄铜中主加元素锌的含量对黄铜力学性能有何影响？点击添加相关标题文字CLICKONADDRELATEDTITLEWORDS任务三：了解其他非铁合金任务引入非铁合金材料除了常用的铜合金、铝合金之外，还包含镁合金、钛合金等。随着我国新型工业化进程的快速推进，非铁合金材料已成为国民经济发展的基础材料和国防工业的重要战略物资。例如，汽车、机械制造、电力、通信、建筑等绝大部分行业都以非铁合金材料为生产基础，飞机、导弹、火箭、核潜艇等尖端武器的构件或部件大都是由非铁合金材料制成的。请根据本任务相关知识，为如图所示的零件选择合适的非铁合金材料。（a）轴瓦（b）飞机机身（c）车刀（d）汽车轮毂任务引入知识与技能要求任务内容了解其他非铁合金学习程度识记理解应用学习任务镁及镁合金●

钛及钛合金●轴承合金●硬质合金●

实训任务熟悉其他非铁合金的牌号及应用

●自我勉励一、镁及镁合金纯镁

化学性质活泼，耐腐蚀性较差，在潮湿大气、海水、无机酸及盐类中均会发生强烈的腐蚀强度和硬度较低，室温下塑性较差，易发生脆性断裂1．纯镁1）纯镁的性能一、镁及镁合金1．纯镁1）纯镁的性能因此，纯镁一般不单独用作结构材料，常用于制造照明弹、烟火、脱氧剂和镁合金原料等。纯镁此外，镁具有良好的减振性，用于壳体可降低噪声，用于座椅和轮圈可减少振动。一、镁及镁合金1．纯镁2）纯镁的牌号纯镁的牌号用“Mg+数字”表示。数字表示含镁量例如，Mg99.50表示含镁量为99.50%的纯镁。一、镁及镁合金2．镁合金镁合金是指在纯镁中加入适量的Al、Zn、Mn、Zr等元素形成的二元或多元合金。镁合金是最轻的工程结构材料，其强度、硬度和耐腐蚀性较高。因此，镁合金主要用于制造各种飞行器中的零件。一、镁及镁合金2．镁合金1）镁合金的分类镁合金变形镁合金铸造镁合金根据加工工艺的不同一、镁及镁合金2．镁合金1）镁合金的分类（1）变形镁合金常用的变形镁合金Mg-Al-Zn系变形镁合金属于中等强度材料，具有较高的强度、良好的塑性和耐腐蚀性，能进行热处理强化，生产成本较低，是发展最早、应用最广泛的一类镁合金Mg-Zn-Zr系变形镁合金属于高强度材料，其变形能力不如Mg-Al-Zn系合金，但其强度较高、耐腐蚀性较好、切削加工性能优良，能进行热处理强化变形镁合金常用于制造形状复杂的大型构件，如飞机上的机翼长桁、翼肋等。一、镁及镁合金2．镁合金1）镁合金的分类（2）铸造镁合金铸造镁合金中的合金元素含量高于变形镁合金，因此铸造镁合金具有较高的常温强度和良好的铸造性能，但其耐热性较差，长期使用温度应不高于150℃。铸造镁合金常用于飞机、汽车、摩托车、电器构件等的制造。一、镁及镁合金2．镁合金2）镁合金的牌号（1）变形镁合金的牌号常用的变形镁合金牌号为AZ41M、ZK61M等。前两个字母分别是合金中含量最高和次高的两种合金元素的代号，如A、Z、M、K、E分别表示Al、Zn、Mn、Zr、稀土后面的两位数字分别表示这两种合金元素的含量最后的字母标识字母，用来标识各具体组成元素相异或元素含量有微小差别的不同合金变形镁合金的牌号用“字母+字母+两位数字+字母”表示。一、镁及镁合金2．镁合金2）镁合金的牌号（2）铸造镁合金的牌号常用的铸造镁合金牌号有ZMgZn5Zr、ZMgZn4RE1Zr、ZMgAl8Zn等。铸造镁合金的牌号用“Z+Mg+主加元素符号及含量+辅加元素符号及含量”表示。当合金元素含量小于1%时，一般不标注含量。提示一、镁及镁合金2．镁合金2）镁合金的牌号（2）铸造镁合金的牌号镁合金易于切削加工，对环境无污染，可回收再利用，是一种环保型材料。其废料回收利用率高达85%以上，且回收再利用的费用仅为相应材料价格的4%左右，被称为“21世纪的绿色工程材料”。除此之外，镁合金比钢轻75%，比铝轻33%，铸造性能优异，可代替铝合金材料，被称为“轻量化首选材料”。知识链接二、钛及钛合金1．纯钛1）纯钛的性能纯钛

有同素异构转变性能，有两种同素异构体，在882.5℃以下为密排六方晶格，用α-Ti表示；在882.5℃以上为体心六方晶格，用β-Ti表示密度小、强度低、塑性好，容易加工变形，可加工成细丝或薄片耐热性和耐腐蚀性较好，在-253～-196℃的低温下仍能保持较好的塑性和韧性二、钛及钛合金1．纯钛1）纯钛的性能因此，纯钛可用于制造低温容器、储箱等设备。纯钛纯钛的牌号用“TA+顺序号”表示，如TA1、TA2、TA3、TA4等。随着顺序号数字的增大，杂质含量增大，纯钛的强度会增大、塑性会降低。纯钛常用于制造工作温度在350℃以下、对强度要求不高的零件和冲压件，如石油化工用反应器、海水净化装置、船舶用零件等。二、钛及钛合金1．纯钛2）纯钛的牌号2．钛合金钛合金是指在纯钛中加入适量的Al、Mn、Mo、V、Cr、Fe、Sn等元素形成的二元或多元合金。钛合金强度高、耐腐蚀性好、耐热性高，主要用于航空、航天、造船、医疗等行业。二、钛及钛合金2．钛合金二、钛及钛合金1）钛合金的分类钛合金α钛合金β钛合金（α+β）钛合金根据室温组织的不同2．钛合金二、钛及钛合金1）钛合金的分类（1）α钛合金在钛中加入Al、B等α稳定化元素可获得α钛合金，其组织全部为α固溶体。α钛合金高温强度高，组织稳定，抗氧化性、抗蠕变性及焊接性能好，但室温强度比β钛合金和（α+β）钛合金的都低，塑性变形能力也较差。α钛合金不能进行淬火强化，主要依靠固溶强化。可用于制造在500℃以下工作的零件，如飞机蒙皮、导弹燃料罐、压气机壳体及叶片等。2．钛合金二、钛及钛合金1）钛合金的分类（2）β钛合金在钛中加入Mo、Cr、V等β稳定化元素可获得β钛合金，其组织全部为β固溶体。β钛合金有较高的强度及优良的冲击性能。β钛合金可进行热处理强化和时效强化。主要用于制造在350℃以下工作的零件，如压气机叶片、轴、轮盘等重载旋转件。2．钛合金二、钛及钛合金1）钛合金的分类（3）（α+β）钛合金在钛中加入α稳定化元素和β稳定化元素可获得（α+β）钛合金。（α+β）钛合金具有α和β两类钛合金的优点，其耐热性、耐腐蚀性、塑性较高，加工工艺比较简单，应用比较广泛。（α+β）钛合金可进行热处理强化和时效强化。主要用于制造在400℃以下工作的板材、冲压和焊接零件，如各种锻件、各种容器、低温部件、坦克履带等。钛合金的牌号用“T+合金类别代号+顺序号”表示。“T”“钛”字汉语拼音首字母合金类别代号有A、B、C三种，分别表示α钛合金、β钛合金、（α+β）钛合金例如，TA6表示6号α钛合金；TB3表示3号β钛合金；TC4表示4号（α+β）钛合金。二、钛及钛合金2．钛合金2）钛合金的牌号轴承合金是用来制造滑动轴承中的轴瓦及其内衬的合金。1．轴承合金的性能为了保证机器正常、平稳、无声地运行，轴承合金应满足一系列性能要求：三、轴承合金①在工作温度下具有足够的强度、硬度和疲劳强度，以承受较大压力②具有足够的塑性和韧性，保证与轴良好配合，以抵抗周期性载荷、冲击和振动③具有较高的耐磨性、良好的磨合性和较小的摩擦系数④具有良好的耐腐蚀性、导热性和减摩性，以减轻磨损⑤具有良好的工艺性能和铸造性能2．轴承合金的分类三、轴承合金轴承合金锡基轴承合金铅基轴承合金铝基轴承合金等根据化学成分的不同锡基轴承合金是以锡为基体，并加入少量锑、铜等元素的轴承合金，又称锡基巴氏合金。锡基轴承合金的熔点较低，是软基体硬质点组织类型的轴承合金。锡基轴承合金具有良好的塑性、导热性、耐腐蚀性和耐磨性，但强度较低、价格昂贵。2．轴承合金的分类1）锡基轴承合金三、轴承合金因此，锡基轴承合金常用于制造在高速、重载条件下工作的轴承，如汽车发动机、汽轮机的高速轴承等。铅基轴承合金是以铅为基体，并加入少量锑、锡、铜等元素的轴承合金，又称铅基巴氏合金。铅基轴承合金的强度、塑性、导热性和耐腐蚀性都不如锡基轴承合金，但价格较低、有自润滑性。2．轴承合金的分类2）铅基轴承合金三、轴承合金因此，铅基轴承合金常用于制造在低速、低载条件下工作的轴承，如汽车、拖拉机等的曲轴轴承等。铅基轴承合金轴瓦铝基轴承合金是以铝为基体，并加入少量锑、锡等元素的轴承合金。铝基轴承合金的密度较小，导热性、耐腐蚀性较好，疲劳强度较高，原料丰富，价格便宜。2．轴承合金的分类3）铝基轴承合金三、轴承合金因此，铝基轴承合金常用于制造在高速和重载条件下工作的载货汽车、拖拉机的轮毂轴承等。常用的铝基轴承合金有铝锑镁轴承合金和铝锡轴承合金。3．轴承合金的牌号三、轴承合金铸造轴承合金牌号用“Z+基体金属元素符号+主加元素符号及含量+辅加元素符号及含量”表示。例如，ZSnSb11Cu6表示含锑量为11%、含铜量为6%、含锡量为83%的铸造锡基轴承合金。四、硬质合金硬质合金是指难溶金属碳化物的粉末和金属黏结剂通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。其中，难溶金属碳化物主要是高硬度的WC、TiC、TaC、NbC等；金属黏结剂