第4章-3有色金属.ppt

1、4.3有色金属，不以铁为主要元素的金属都属于有色金属。工程中常用的有色金属是铝、铜、镁、钛、锌及其合金。铝和铝合金铝和铝合金铝、铝和铝合金是应用非常广泛的金属结构材料。航空主要用于飞机的蒙皮、隔板、长梁、横梁、锻造、铸件等。一架波音747客机需要消耗约18.6吨铝，空间技术主要用于气动加热温度在150以下的运载火箭和宇宙飞船、卫星、航天飞机等其他宇宙飞船结构。4.3.1铝合金的分类，铝合金根据加工方法可分为变形铝合金和铸造铝合金两大类别。变形的铝合金还可以分为不能热处理的强化合金和可以热处理的强化合金。4.3.2变形铝合金、变形铝合金通常采用多种变形加工方法，以多种半成品(如板、杆、管、钢丝、

2、型材和锻造等)生产。根据合金的特性变形的铝合金可以分为以下几类：1.防锈铝合金2。硬铝合金3。硬质铝合金4。锻造铝合金，变形铝合金的编号方法与国际4位数字系统等级的变形铝合金不嫁接，使用4位字符等级。)4位字符等级的第一位、第三位、第四位是阿拉伯数字，第二位是英文大写字母。第一个数字根据合金系列分为2 xxal-Cu系列、3XXXAl-Mn系列、4XXXAl Si系列、5XXXAl Mg系列6 xxal Mg-Si系列、7XXXAl Zn系列、8xxx适合制造需要抗腐蚀、力度不大的零件，例如管道、油箱等。这种合金主要是Al-Mn系和Al-Mg系。2 .硬铝，硬铝是目前航空工业中应用最广泛的变形

3、铝合金。其特点是时效硬化能力强。强度高，耐腐蚀性和焊接性能差。用于制造飞机的各种轴承组件，如蒙皮、壁板、刀片、活塞和火箭上的液体燃料箱。硬铝主要是A1-Cu-Mg和A1-Cu-Mn系。3。硬质铝合金、硬质铝为基础，添加锌，强度高于硬质铝，因此称为硬质铝合金，适用于翼梁、螺旋桨叶、起落架等飞机结构部件。Rim、4。铝合金锻件、铝合金锻件具有良好的热塑性、焊接、防腐、冷加工等性能。基于Al-Mg-Si系列。Extruder，变形铝合金的加工和热处理状态代码，4.3.3铸造铝合金，铸造铝合金的优点是比重小，强度高，耐蚀性和铸造工艺性好。铸造铝合金根据成分可分为以下五类：1.Al-Si基合金2。Al-

4、Cu基合金3。Al-Mg基合金4。Al-Zn基合金5。Al-Re基合金，活塞(裙子为铝合金)，1 .退火可以退火，与变形铝合金或铸造铝合金无关。变形铝合金的退火主要是再结晶退火、应力退火去除和完全退火。2 .淬火和时效，淬火和时效是铝合金的强化热处理。铝合金淬火的目的是将高温固溶体固定在室温下，以获得均匀的过饱和固溶体。铝合金的淬火加热温度通常要高于饱和溶解度曲线，低于熔体温度。淬火铝合金后的性能与淬火后获得的马氏体组织有很大的不同。其塑性显著增加，但强度和硬度没有明显提高，需要时效处理才能提高强度和硬度。时效是淬火铝合金在室温下停留或加热后强度、硬度提高的现象。室温下的时效性成为自然的时效性

5、。加热时执行的时效称为人工时效。时效过程是第二相在饱和固溶体中沉淀的过程。时效是淬火铝合金在室温下停留或加热后强度、硬度提高的现象。室温下的时效性成为自然的时效性。加热时执行的时效称为人工时效。时效过程是第二相在饱和固溶体中沉淀的过程。经过淬火的铝合金时效初期强度变化很小。这个时间段称为孕育期。孕育时间从几十分钟到几小时不等。在生产上，使用受胎器进行冷变形或校准急冷变形部件。合金时效的强化效果与加热温度和保温时间有关。自然时效时35天内达到最大强度。人工时效时温度越高，强度越高，速度越快，但达到的最大值就越低。时效温度过高或时间过长会降低合金的强度和硬度，这种现象称为炫耀效果。温度很低的时候不

6、能进行时效过程。生产商利用此特性淬火大量的板材或铆钉，然后冷冻保管，使用或加工时去除。铆接或成型时，材料塑性好，此后自然时效强度提高。一些铝合金不能自然时效，只能人工时效，如LC4。铝合金时效的强化效果，4.3.5纯钛和钛合金，纯钛熔点1667，比重4.5g/cm3，室温下密排六边形结构，882.5以上是体芯立方体。钛合金可以根据其组织分为类型(TA)、类型(TB)、类型(TC)。波音飞机钛锻，b。c .低温性能好：钛合金的低温韧性很好，在-253中，韧性仍然很好。d .耐腐蚀性好：钛在大气、水、海水、硝酸、稀硫酸等腐蚀介质中的耐腐蚀性优于不锈钢。例如，某凝固管在海水中试验了16年后，没有出现

7、腐蚀现象。钛合金的主要缺点是工艺不好，价格昂贵。钛应用，现有航空航天用钛中应用最广泛的是多功能Ti-6A1-4V合金。用于制造发动机压缩机盘、刀片、蒙皮等。液体燃料火箭的储氢罐也是钛合金制造的，工作温度为-253。氯碱化工及海水用泵、阀门、管道、微型换热器、冷凝器等许多民间领域也广泛采用钛合金，取得了良好的经济效益。4.3.6镁合金、镁合金是常用工程金属材料中密度最低的材料，约为1.8g/mm3、铝合金的三分之一、钛合金的四分之一。镁合金分为变形镁合金(MB)和铸造镁合金(ZM)两大类别，镁合金的特性和应用具有较高的承受冲击载荷的能力，能制造出受到猛烈碰撞的零件。例如，飞机的枢纽。美国近几年为陆军生产的一种“在瘪气下行驶”的轮子。这个车轮的轮胎和轮毂之间装有12.2公斤重的镁合金压铸环，如果轮胎被碎片刺伤，漏气，装载这个车轮的军车可以以48公里/h的速度行驶，而不会损坏车辆。、铜和铜合金的基本特性，1。优秀的理化性能2。优良的加工性能3。部分特殊机器性能4。色米，4.3.7铜和铜合金，纯铜的等级和主要用途，1纯铜(铜)，1.化学成分，2铜的合金化和分类，(1)成分和等级，普通黄铜Cu-Zn合金特殊黄铜Cu-Zn Al，Mn，Si等其他元素，普通黄铜：H铜含量的百分比，例如H68，H62特殊黄铜(1)组态和