第三节 非铁金属

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1、铝及其合金铝及其合金铜及其合金铜及其合金钛及钛合金钛及钛合金滑动轴承合金滑动轴承合金硬质合金硬质合金l在工业生产中，通常把在工业生产中，通常把铁及其合金称为铁及其合金称为黑色金黑色金属属，把其他非铁金属及，把其他非铁金属及其合金称为其合金称为有色金属有色金属。 非铁金属是指钢铁材料以外其他的金属n有色金属的产量和用量不如黑色金属多，但由于其具有色金属的产量和用量不如黑色金属多，但由于其具有许多优良的特性有许多优良的特性，如特殊的电、磁、如特殊的电、磁、热性能，耐蚀性能热性能，耐蚀性能及高的比强度及高的比强度(强度强度与密度之比与密度之比)等等，已已成为现代工业中不成为现代工业中不可缺少的金属材

2、料可缺少的金属材料.AlFe各种材料在先进汽车中占的重量百分比各种材料在先进汽车中占的重量百分比n铸造有色金属及其合金牌号铸造有色金属及其合金牌号表示方法统一如下表示方法统一如下:n 铸造有色纯金属的牌号为铸造有色纯金属的牌号为nZ +该金属元素符号该金属元素符号+ 纯度百纯度百分含量数字分含量数字(或用一短横加顺或用一短横加顺序号序号)。n如如ZAl99.5和和ZTi-1。 铝铝锭锭n 铸造有色合金的牌号为铸造有色合金的牌号为nZ+基体元素符号基体元素符号+主要合金元素符号及其名义百分含量数主要合金元素符号及其名义百分含量数字字+其他合金元素符号及其百分含量数字其他合金元素符号及其百分含量数

3、字。n如如ZAlSi7Cu4、ZCuZn31Al2、ZSnSb11Cu6等。等。n混合稀土元素符号用混合稀土元素符号用RE表示。表示。n优质合金在牌号后标注字母优质合金在牌号后标注字母“A”。n一、铝及铝合金性能特点一、铝及铝合金性能特点 n纯铝具有银白色金属光泽，密度小纯铝具有银白色金属光泽，密度小(2.72 )，熔点低熔点低(660.4), 导电、导热性能优良。导电、导热性能优良。n耐大气腐蚀，不耐酸、盐、碱腐蚀耐大气腐蚀，不耐酸、盐、碱腐蚀nb 80100 MPa，50%, 易于加工成易于加工成形形 。n具有面心立方晶格，无同素异构转变，具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性。无磁性。

4、n铝合金既具有高强度又保持纯铝的优良特性铝合金既具有高强度又保持纯铝的优良特性 。n铝合金常加入的元素主要有铝合金常加入的元素主要有Cu、Mn、Si、Mg、Zn等，此外等，此外还有还有Cr、Ni、Ti等辅加元素。等辅加元素。 铝合金型材铝合金型材铝铸件铝铸件n可将铝合金分为可将铝合金分为变形铝合金变形铝合金和和铸造铝合金铸造铝合金两大类。两大类。n变形铝合金又分为变形铝合金又分为可热处理强化可热处理强化和和不可热处理强不可热处理强化化两类两类.l二、铝合金的分类二、铝合金的分类l铝合金一般具有有限固溶型共晶相图。铝合金一般具有有限固溶型共晶相图。三、铝合金的牌号、性能及用途三、铝合金的牌号、性

5、能及用途 n1、变形铝合金、变形铝合金n 变形铝及铝合金牌号表示方法变形铝及铝合金牌号表示方法 n根据国标规定根据国标规定 ，变形铝及铝合金可直接引用国际四位数字，变形铝及铝合金可直接引用国际四位数字体系牌号体系牌号(1070A)或采用国标规定的四位字符牌号或采用国标规定的四位字符牌号(1A85)。全世界铝的用量全世界铝的用量百万吨百万吨一次生产量二次回收量总用量nGB 3190-82中的旧牌号仍可继中的旧牌号仍可继续使用，续使用，: 防锈铝合金：防锈铝合金：LF+序号序号 硬铝合金硬铝合金： LY +序号序号 超硬铝合金超硬铝合金：LC +序号序号 锻铝合金：锻铝合金： LD +序号序号铝合

6、金制品铝合金制品n 常用变形铝合金常用变形铝合金n 防锈铝合金防锈铝合金n主要是主要是Al-Mn和和Al-Mg系合金系合金。卫星天线卫星天线（LF2） Mn和和Mg主要作用是主要作用是提高抗蚀能力和塑性，并起固溶强化作用。提高抗蚀能力和塑性，并起固溶强化作用。l防锈铝合金锻造退火后组织为单相固溶体，抗蚀性、焊接性防锈铝合金锻造退火后组织为单相固溶体，抗蚀性、焊接性能好，易于变形加工，但切削性能差。能好，易于变形加工，但切削性能差。l不能进行热处理强化，常利用加工硬化提高其强度。不能进行热处理强化，常利用加工硬化提高其强度。 n常用的常用的Al-Mn系合金有系合金有 LF21（ 3A21 ），其

7、抗蚀性和强度），其抗蚀性和强度高于纯铝，用于制造油罐、油箱、管道、铆钉等需要弯曲、高于纯铝，用于制造油罐、油箱、管道、铆钉等需要弯曲、冲压加工的零件。冲压加工的零件。n常用的常用的Al-Mg系合金有系合金有 LF5（ 5A05 ），其密度比纯），其密度比纯铝铝小，强度比小，强度比Al-Mn合金高，合金高，在航空工业中得到广泛应用，在航空工业中得到广泛应用，如制造管道、容器、铆钉及如制造管道、容器、铆钉及承受中等载荷的零件。承受中等载荷的零件。n 硬铝合金硬铝合金n主要是主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量系合金，并含少量Mn。n可进行时效强化，也可进行变形强化。可进行时效强化，也可进行变形强

8、化。n强度、硬度高，加工性能好，耐蚀性低于防锈铝。强度、硬度高，加工性能好，耐蚀性低于防锈铝。n合金中的合金中的Cu、Mg可形成强化相可形成强化相 及及s 相相; Mn主要提高抗蚀主要提高抗蚀性性, 并起一定固溶强化作用并起一定固溶强化作用, 因其析出倾向小因其析出倾向小, 不参与时效过不参与时效过程程; 少量钛或硼可细化晶粒少量钛或硼可细化晶粒, 提高合金强度。提高合金强度。 低合金硬铝低合金硬铝 LY1LY1、LY10LY10等, Mg、Cu含量较低, 塑性好, 强度低采用固溶处理和自然时效提高强度和硬度，时效速度较慢。主要用于制作铆钉，常称铆钉硬铝。 标准硬铝标准硬铝 LY11LY11等

9、，合金元素含量中等，强度和塑性属中等水平。退火后变形加工性能良好，时效后切削加工性能也较好。主要用于轧材、锻材、冲压件和螺旋浆叶片及大型铆钉等重要零件。高合金硬铝高合金硬铝 LY12LY12、LY6LY6等，合金元素含量较多，强度和硬度较高，塑性及变形加工性能较差。用于制作航空模锻件和重要的销、轴等零件。 n 超硬铝合金超硬铝合金n属属Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少系合金，并含有少量量Cr和和Mn。n时效强化效果超过硬铝合金时效强化效果超过硬铝合金.n热态塑性好，但耐蚀性差热态塑性好，但耐蚀性差, 耐热性耐热性低。常用合金有低。常用合金有 LC4 (7A04 )、LC9 (7A09 )

10、等，主要用于工作温等，主要用于工作温度较低、受力较大的结构件度较低、受力较大的结构件, 如飞如飞机大梁、起落架等机大梁、起落架等.飞机主起落架飞机主起落架n 锻铝合金锻铝合金nAl-Cu-Mg-Si系合金系合金 可锻性好，可锻性好，力学性能高，用于形状复杂的力学性能高，用于形状复杂的锻件和模锻件，如喷气发动机锻件和模锻件，如喷气发动机压气机叶轮、导风轮等压气机叶轮、导风轮等.lAl-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻铝合金系耐热锻铝合金 常用牌号有常用牌号有LD7 (2A70)、LD8(2A80)、LD9(2A90)等等 。用于制造。用于制造150 225下工作的下工作的零件，如压气机叶片、超音速

11、飞机蒙皮等。零件，如压气机叶片、超音速飞机蒙皮等。美美F-117隐身战斗机隐身战斗机(所用材料大部分是铝合金所用材料大部分是铝合金)高比强铝合金机翼高比强铝合金机翼n2、铸造铝合金、铸造铝合金nAl- Si系：系： 代号为代号为ZL1+两位数字顺序号两位数字顺序号nAl-Cu系：系：代号为代号为ZL2+两位数字顺序号两位数字顺序号nAl-Mg系：系：代号为代号为ZL3+两位数字顺序号两位数字顺序号nAl-Zn系：系： 代号为代号为ZL4+两位数字顺序号两位数字顺序号l Al-Si系铸造铝合金系铸造铝合金l又称又称硅铝明硅铝明。其中。其中ZL102(ZAlSi12)是含是含12%Si的铝硅二元合