4.3 有色金属材料.ppt

§ 有色金属材料
有色金属材料,即指铁、铬、锰三种金属以外的所有金属。有色金属材料是金属材料的一类,主要是铜、铝、铅和镍及其合金等。
有色金属材料
一、有色金属材料的分类
1、有色金属分为重金属、轻金属、贵金属、半金属和稀有金属五类。
2、有色合金按合金系统分:重有色金属合金、轻有色金属合金、贵金属合金、稀有金属合金等;按合金用途则可分:变形(压力加工用合金)、铸造合金、轴承合金、印刷合金、硬质合金、焊料、中间合金、金属粉末等。
3、有色材按化学成份分类:铜和铜合金材、铝和铝合金材、铅和铅合金材、镍和镍合金材、钛和钛合金材。按形状分类时,可分为:板、条、带、箔、管、棒、线、型等品种。
有色金属应用最广泛的是铝、铜及其合金和滑动轴承合金
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1、工业纯铝(%)
纯铝是一种银白色的金属。特性如下:
(1)质轻、密度小, g/cm,是轻金属
(2)铝的导电性仅次于银、铜,虽然它的导电率只有铜的2/3,但密度只有铜的1/3,所以输送同量的电,铝线的质量只有铜线的一半。铝表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力,而且有一定的绝缘性,所以铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。
(3)铝是热的良导体,它的导热能力比铁大3倍
(4)铝有较好的延展性(它的延展性仅次于金和银),在100 ℃~150 ℃ mm的铝箔。这些铝箔广泛用于包装香烟、糖果等,还可制成铝丝、铝条,并能轧制各种铝制品。
(5)耐低温,铝在温度低时,它的强度反而增加而无脆性,因此它是理想的用于低温装置材料,如冷藏库、冷冻库、南极雪上车辆、氧化氢的生产装置。
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2、铝合金
纯铝的密度小(ρ=),大约是铁的 1/3,熔点低(660℃),铝是面心立方结构,故具有很高的塑性,易于加工,可制成各种型材、板材。抗腐蚀性能好;但是纯铝的强度很低,故不宜作结构材料。
加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝,在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度。
广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面,飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造,以减轻自重。
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波音767客机采用的铝合金约占机体结构重量 81%
F-%铝合金
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发射“阿波罗”号飞船的“土星” 5号运载火箭各级的燃料箱、氧化剂箱、箱间段、级间段、尾段和仪器舱都用铝合金制造
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铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金
(1)形变铝合金
形变铝合金按其主要性能和用途又分为防锈铝(LF)、硬铝(LY)、超硬铝(LC)、锻铝(LD)四类。
①防锈铝:主要是Al-Mn系及Al-Mg系合金。这类合金主要性能特点是具有优良的抗蚀性。主要使用在一些防腐性能还有强度要求比较高的行业,比如造船,容器还有地铁高速列车。
②硬铝:铝合金中以Cu为主要合金元素的(—%Cu、—%Mg、—%Mn、少量的硅)。有良好的机械性能,强度大又便于加工,而且密度小,可作轻型结构材料。硬铝的缺点主要有:耐蚀性不良。
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③超硬铝合金为铝、锌、铜、镁系合金。这类合金是室温强度最高的铝合金,经固溶处理和时效后,其强度达680MPa,其比强度已相当于超强度钢,,故名超硬铝。主要用于飞机上受力较大的结构件。如飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落架等。
④锻铝:铝镁硅铜系变形铝合金和铝镁硅系变形铝合金,因主要用作形状复杂的锻件,故名。镁和硅可形成强化相Mg2Si;铜可以改善热加工性能,并形成强化相Cu4Mg5Si4Al;锰可以防止加热时出现过热。可锻造加工成形状复杂的锻件和模锻件。主要用于飞机结构件上。
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(2)铸造铝合金
适