第八章 有色金属材料.ppt

1《机械工程材料》主讲教师:吴宜勇电话:864124622主要内容绪论第一章材料的内部结构第二章结晶与显微组织第三章工程材料的力学性能第四章工程材料的物理、化学性能第五章工程材料的强化理论第六章钢的热处理与马氏体相变强化第七章钢铁材料第八章有色金属及其合金3第八章有色金属及其合金?有色金属定义:除铁、铬、锰及其合金以外的所有金属材料成有色金属?有色金属分类:?轻金属:铝、镁、钛、铍---低密度、高比强度?贵金属:金、银、铜---导电导热耐腐蚀?其他金属?高熔点合金Ni, W, Ta, Mo?稀土金属、原子能材料等?有色金属应用:航空航天、电子、真空、 铝及铝合金?纯铝的结构特点:FCC结构;无同素异构转变?纯铝的性能特点:?资源丰富,%?物理性能?银白光泽?-3, 熔点660°C?导电导热性好,仅次于Cu, Ag?化学性能:优异的化学稳定性?力学性能?强度较低,室温~50MPa;极好的塑性和韧性, 无冷脆?纯铝应用:合金组元,化工原料,包覆材料,电力电子,电磁屏蔽, ?铝合金结构材料合金化主要目的?改善材料的工艺和使用性能?最高强度可达400 ~ 700 MPa,耐热性达300°C?合金化元素(见相图)?主要元素:Cu, Mg, Si, Mn, Zn, Li?其它元素:Ni, B, Zr, Cr, Ti, RE?力学性能?主要合金化元素:固溶强化作用,同时通过时效强化效应起到第二相强化效果?其它合金化元素第二相强化效应6铝合金相图及合金分类: ?强化方式主要有五种:?固溶强化?时效(沉淀)强化?过剩(第二相)强化?形变强化?细化组织强化问题: 铝及铝合金8?热处理目的:提高综合性能,稳定合金组织?热处理方法:退火、淬火(固溶处理)、时效?退火?低温退火(去应力退火)?再结晶退火?均匀化退火?淬火(固溶处理)?时效?人工时效、自然失效?单级时效、多级时效问题:说明各种热处理方法的温度、 铝及铝合金9铝合金的时效处理与强化?铝无同素异构转变,不能利用马氏体相变强化?时效:冷却方式的影响很重要?缓慢冷却:第二相主要沿基体相的晶界析出,且易于长大粗化—强化效果不好,甚至会脆化?固溶并快速冷却(淬火),获得过饱和固溶体?过饱和固溶体在室温下停留或在较低的温度下保温?时效温度下,过饱和固溶体不稳定,会逐渐在基体内部脱溶析出第二相,且由于析出温度低,第二相极为细小且均匀弥散地分布于基体中,具有显著的强化效果— ?分类:按主要合金元素分为Al-Si, Al-Cu, Al-Mg, Al-Zn ?性能特点及应用?Al-Si系:铝硅明、变质处理、铸造性能好;牌号ZL10X?Al-Cu系:高温性能、耐蚀性差; 牌号ZL20X?Al-Mg系:抗冲击、耐腐蚀,但耐热性差; 牌号ZL30X?Al-Zn系:尺寸稳定、便宜,但力学性能和耐蚀性一般; ; 铝及铝合金