有色金属及其合金课件

1、5.7 有色金属及其合金,Non-ferrous Metals,概 述,定义 : 除黑色金属 ( 钢、铁 ) 以外的所有金属。,例如：Cu、Al、Zn、Ag、Pb等。,分类,重金属(密度3.5) Cu、Ni 等。 轻金属(密度3.5) Al、Mg 等。 贵重金属 Au、Ag、Pt 等。 稀有金属 W、Ti、Ra、Nb 等。 半金属 Si、Te、B 等。,表5-14 常用有色金属与铁的性能比较,力学性能：比强度高（/d），高温强度好； 例如:Al、Ti；用于航空、航天； Ni基合金工作温度800-1000、Mo基1300 物理性能：导电性好：Ag、Cu、Al； 磁性材料：Co； 超导材料；防辐射

2、材料：Pb 化学性能：耐蚀性 Cu、Ti、Al、Zn等； Ti合金耐蚀性非常好；Zn产量一半用于镀Zn防锈,5.7.1 铝及其合金 Aluminium Alloy,1、低密度; 2、导电及导热性能好; 3、抗大气腐蚀性好; 4、高比强度；,1.性能特点：,铝的 主要应用领域,航空航天,交通运输,建筑,军事,2.纯铝,铝无同素异构转变，故纯铝不能通过热处理强化，通过冷塑性变形即加工硬化后强度升高，但塑性降低。,分类,3.铝合金,铝中加入Mn、Mg形成的Al-Mn、Al-Mg合金具有很好的耐蚀性，良好的塑性和较高的强度，称为防锈铝合金，用于制造油箱、容器、管道、铆钉等。 硬铝合金的强度较防锈铝合金

3、高，但防蚀性能有所下降，这类合金有Al-Cu-Mg系和Al-Cu-Mg-Zn系。新近开发的高强度硬铝，强度进一步提高，而密度比普通硬铝减小15%，且能挤压成型，可用作摩托车骨架和圈轮等构件。 Al-Li合金可制作飞机零件和承受载重的高级运动器材。 目前高强度铝合金广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等，可增加它们的载重量以及提高运行速度，并具有抗海水侵蚀，避磁性等特点。,铝合金制造的机翼,图5-11 铝合金相图及分类示意图,4.铝合金的热处理,（1）退火。 （2）淬火（固溶）与时效。 对除了纯铝、防锈铝和简单铝硅合金以外大多数铝合金都可以采用淬火与时效的热处理方法。,5.7.2 铜及铜合金 Co

4、pper Alloy,铜的密度 8.94g/cm，重 金属，熔点1084。 具有极高的热导率与电导率， 其导电性仅次于银而居金属的第二位， 是抗磁材料。较高的塑性和耐蚀性， 高的弹性极限和疲劳强度。铜容易冷热成 型，并具有高的循环再利用性。,纯铜组织,按主加合金元素分类：,纯铜 导电及导热性能好，抗大气腐蚀性好，塑性高，加工性好， 无磁性冲击无火花等。 黄铜（Cu-Zn) 黄铜合金依成分其力学和成形、加工性、铸造性、腐蚀性等各异。 青铜（Cu-Sn）是人类使用历史最久的金属材料,Zn的加入明显地提高了铜的强度，并使其塑性得到改善，抗腐蚀性增强。 白铜（Cu-Ni） 有优异的耐蚀性和高的电阻，故

5、可用作苛刻腐蚀条件下工作的零部件和电阻器的材料。,5.7.3 钛及钛合金 Titanium Alloy,1. 密度小、比强度高; 2. 耐热性好; 3. 耐蚀性能优异; 4. 化学性质十分活泼; 在真空或惰性气体中进行生产. 5. 成本高，价格贵。,性能特点：,自1952年正式作为结构材料使用以来发展极为迅速，在航空工业和化学工业中得到了广泛的应用。,银白色，熔点1668，密度4.5g/cm3,合金元素依对钛合金相图的影响可以分3类：中性元素（锆、锡等）、稳定化元素（铝、氧、氮和碳等）和稳定化元素（同晶型有钒、铌等；共析型有铁、锰、铜等）。,与钢相似，同素异构转变是钛合金的组织、性能多样性的基础。,钛合金退火组织可分为型（TA）、型（TB）和+型（TC）。,钛合金手表,美F-22战机约36%重量的零件用钛合金制造,5.7.4 其他有色金属及合金,1.锌及锌合金,锌是一种蓝白色金属，密度为7.14克/立方厘米，熔点为419.5，化学性质活泼，在常温空气中生成碱式碳酸锌膜。,zinc alloy,1.镁及镁合金,镁密度为1.74g/cm，熔点为650。,其差的耐蚀性和低的抗氧化性使镁作为结构材料的应用比例不高。 近年来作为新一代轻合金结构材料，镁