第九章非铁及其合金 Ch9非铁金属及其合金 s1铝及其合金 §2铜及其合金 §3钛及其合金 §4轴承合金 §5其它非铁合金 2021年2月19日星期五
第九章 非铁及其合金 2021年2月19日星期五 1 Ch9 非铁金属及其合金 §1 铝及其合金 §2 铜及其合金 §3 钛及其合金 §4 轴承合金 §5 其它非铁合金
第九章非铁及其合金 绪论 除铁之外的其它金属称为非铁金属: 轻金属p45g/m3如CZn、Ni、Sn、Pb、Co等。 贵金属A、Ag、Pt、Rh(锘)、Cd(镉)等。 稀有金属相对稀少或产量较少Ti、W、V、Nb、Mo等 放射性金属如镭(Ra)、铀(U)、钍(Th)等。 半金属介于金属与非金属之间的元素,如硅、锗、硼 非铁金属具有许多黑色金属所不及的优良特性,是 现代工业中不可缺少的材料。 2021年2月19日星期五
第九章 非铁及其合金 2021年2月19日星期五 2 绪论 除铁之外的其它金属称为非铁金属： 轻金属ρ＜4.5g/cm3如Al、Mg、K、Na、Ca等。 重金属ρ＞4.5g/cm3如Cu、Zn、Ni、Sn、Pb、Co等。 贵金属 Au、Ag、Pt、Rh（铑）、Cd（镉）等。 稀有金属相对稀少或产量较少Ti、W、V、Nb、Mo等。 放射性金属如镭（Ra）、铀（U）、钍（Th）等。 半金属介于金属与非金属之间的元素，如硅、锗、硼 非铁金属具有许多黑色金属所不及的优良特性，是 现代工业中不可缺少的材料
第九章非铁及其合金 §1铝及其合金 工业纯铝(物理性能) 具有银白色金属光泽,密度2.72g/cm3,熔 点660.4℃,具有良好的导电和导热性,其导电 性仅次于银和铜。纯铝在空气中易氧化,表面 形成一层能阻止内层金属继续被氧化的致密的 氧化膜,因此具有良好的抗大气腐蚀性能 2021年2月19日星期五
第九章 非铁及其合金 2021年2月19日星期五 3 §1 铝及其合金 一、工业纯铝（物理性能） 具有银白色金属光泽，密度2.72g/cm3 ，熔 点660.4℃，具有良好的导电和导热性，其导电 性仅次于银和铜。纯铝在空气中易氧化，表面 形成一层能阻止内层金属继续被氧化的致密的 氧化膜，因此具有良好的抗大气腐蚀性能
第九章非铁及其合金 §1铝及其合金 工业纯铝(工艺性能) 纯铝具有面心立方结构,具有极好的塑性和较低的 强度(纯度9.9%时,45MPa,50%),良好的低温性 能(-235℃塑性和冲击韧度也不降低),冷变形加工可提 高其强度,但塑性降低。 铸、压力加工、焊和切削加工性能具佳。 工业纯铝中含有少量铁、硅等杂质元素,杂质含量增 加,其导电性、抗蚀性及塑性都降低。 2021年2月19日星期五
第九章 非铁及其合金 2021年2月19日星期五 4 §1 铝及其合金 一、工业纯铝（工艺性能） 纯铝具有面心立方结构，具有极好的塑性和较低的 强度(纯度99.99%时，σb 45MPa，δ50%)，良好的低温性 能(-235℃塑性和冲击韧度也不降低)，冷变形加工可提 高其强度，但塑性降低。 铸、压力加工、焊和切削加工性能具佳。 工业纯铝中含有少量铁、硅等杂质元素，杂质含量增 加，其导电性、抗蚀性及塑性都降低
第九章非铁及其合金 §1铝及其合金 工业纯铝(分类) 按纯度:高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝 高纯铝:有L05~01五种,数字越大,纯度越高; 工业高纯铝:有G5~LG1五种,数字越大,纯度越高; 工业纯铝:有L1~L7七种,数字越小,纯度越高。 用途:工业纯铝的主要用途是配制铝合金,高纯铝主要 用于科学试验和化学工业。纯铝还可用来制造导线、包 覆材料、耐蚀和生活器皿等。 2021年2月19日星期五
第九章 非铁及其合金 2021年2月19日星期五 5 §1 铝及其合金 一、工业纯铝（分类） 按纯度：高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝 高纯铝：有L05～L01五种，数字越大，纯度越高； 工业高纯铝：有LG5～LG1五种，数字越大，纯度越高； 工业纯铝：有L1～L7七种，数字越小，纯度越高。 用途：工业纯铝的主要用途是配制铝合金，高纯铝主要 用于科学试验和化学工业。纯铝还可用来制造导线、包 覆材料、耐蚀和生活器皿等
第九章非铁及其合金 §1铝及其合金 、铝合金的分类 铝中加入适量Si、Cu、Mg、Zn、M等主加元素和Cr Ti、Zr、B、Ni等辅加元素,组成铝合金,可提高强度 并保持纯铝的特性。 根据成分和生产工艺特点可将铝合金分为两大类: 1)形变铝合金 2)铸造铝合金 2021年2月19日星期五 6
第九章 非铁及其合金 2021年2月19日星期五 6 §1 铝及其合金 二、铝合金的分类 铝中加入适量Si、Cu、Mg、Zn、Mn等主加元素和Cr、 Ti、Zr、B、Ni等辅加元素，组成铝合金，可提高强度 并保持纯铝的特性。 根据成分和生产工艺特点可将铝合金分为两大类： 1) 形变铝合金 2) 铸造铝合金
第九章非铁及其合金 §1铝及其合金 二、铝合金的分类 形变铝合金:成分在D点以左的合 金,加热至固溶线DF以上温度 得到均匀的单相α固溶体,塑性 L+a 好,适于进行锻造、轧制等。 铸造铝合金:成分在D点以右的数 合金,存在共晶组织,塑性较差 不宜压力加工,但流动性好,适 宜铸造。 M(米)一 2021年2月19日星期五 7
第九章 非铁及其合金 2021年2月19日星期五 7 §1 铝及其合金 二、铝合金的分类 形变铝合金:成分在D点以左的合 金，加热至固溶线DF以上温度 得到均匀的单相α固溶体，塑性 好，适于进行锻造、轧制等。 铸造铝合金:成分在D点以右的 合金，存在共晶组织，塑性较差， 不宜压力加工，但流动性好，适 宜铸造
第九章非铁及其合金 §1铝及其合金 、铝合金的分类形变铝合金) 形变铝合金中,小于F点的合 金,固溶体成分不随温度而变 化,不能通过热处理方法强化, L+a 称为不可热处理强化的铝合金;0 成分在FD之间的合金,固溶 体成分随温度变化,可通过热Wb 处理方法强化,称为可热处理 强化的铝合金。 M()一 2021年2月19日星期五
第九章 非铁及其合金 2021年2月19日星期五 8 §1 铝及其合金 二、铝合金的分类(形变铝合金) 形变铝合金中，小于F点的合 金，固溶体成分不随温度而变 化，不能通过热处理方法强化， 称为不可热处理强化的铝合金； 成分在F-D之间的合金，固溶 体成分随温度变化，可通过热 处理方法强化，称为可热处理 强化的铝合金
第九章非铁及其合金 §1铝及其合金 三、铝合金的热处理(退火、淬火和时效) 1.退火 (1)再结晶退火再结晶温度以上保温一段时间后空冷, 用于消除变形工件的加工硬化,提高塑性,以便继续 进行成形加工 (2)低温退火消除内应力,适当增加塑性,通常在 180~300℃保温后空冷。 (3)均匀化退火消除铸锭或铸件的成分偏析及内应力, 提高塑性,通常在高温长时间保温后空冷 2021年2月19日星期五
第九章 非铁及其合金 2021年2月19日星期五 9 §1 铝及其合金 三、铝合金的热处理(退火、淬火和时效) 1．退火 (1) 再结晶退火再结晶温度以上保温一段时间后空冷， 用于消除变形工件的加工硬化，提高塑性，以便继续 进行成形加工。 (2) 低温退火消除内应力，适当增加塑性，通常在 180～300℃保温后空冷。 (3) 均匀化退火消除铸锭或铸件的成分偏析及内应力， 提高塑性，通常在高温长时间保温后空冷
第九章非铁及其合金 §1铝及其合金 三、铝合金的热处理(退火、淬火和时效) 2.淬火(固溶处理) 将铝合金加热到固溶线以上保温后快 冷,使第二相来不及析出,得到过饱和 不稳定的单一a固溶体。淬火后铝合金的 强度和硬度不高,具有很好的塑性。 2021年2月19日星期五
第九章 非铁及其合金 2021年2月19日星期五 10 §1 铝及其合金 三、铝合金的热处理(退火、淬火和时效) 2．淬火（固溶处理） 将铝合金加热到固溶线以上保温后快 冷，使第二相来不及析出，得到过饱和、 不稳定的单一α固溶体。淬火后铝合金的 强度和硬度不高，具有很好的塑性
