《工程材料学》第3章 金属材料——有色金属及其合金

第3章金属材料b 3.1碳钢 3.2合金钢 33铸钢与铸铁 3.4有色金属及其合金

3.1 碳钢 3.2 合金钢 3.3 铸钢与铸铁 3.4 有色金属及其合金 第3章 金属材料 b

34有色金属及其合金 34.1铝及铝合金 342铜及铜合金 343钛及钛合金 344轴承合金

3.4.1 铝及铝合金 3.4.2 铜及铜合金 3.4.3 钛及钛合金 3.4.4 轴 承 合 金 3.4 有色金属及其合金

3.4.1铝及铝合金 1.纯铝 铝合金

3.4.1 铝及铝合金 1．纯铝 2．铝合金

A及A合金的特点 熔点660℃,密度27gcm3,比强度高。 导电导热性好,耐大气腐蚀。 切削性好,塑性好、可冷成型 铸A合金的铸造性能好

熔点660℃，密度2.7g/cm3，比强度高。 导电导热性好，耐大气腐蚀。 切削性好，塑性好、可冷成型。 铸Al合金的铸造性能好。 Al及Al合金的特点

1.纯铝 工业纯铝—L1~L5,做散热器、器皿等 力学性能 0=80-100 MPa 6=30~50%

工业纯铝—— L1 ～ L5，做散热器、器皿等。 力学性能 σb = 80~100 MPa δ= 30~50 % 1．纯铝

2.铝合金 (1)分类和强化 分类—变形铝合金、铸造铝合金 温 强化方法 度 LD + a 形变 固溶、冷变形、时效强化, ℃铝合金 变质处理。 铸造铝合金 不能热处理 强化的铝合金 能热处理强化的铝合金 AlF (合金)/%

2．铝合金 （1）分类和强化 分类 —— 变形铝合金、铸造铝合金 强化方法 固溶、冷变形、时效强化， 变质处理

时效强化—淬火后合金强硬度随时间延长而显著升高 时效工艺 固溶处理(水冷淬火)→过饱和固溶体 时效过程—过饱和固溶体分解,析出强化相。 自然时效—在室温长时间停留,如,数天 人工时效—加热至100~200℃,保温一定时间 8 度 5004/565 33.2 52.5 400 a+日-CuAl2 300 Al 30 5055 (Cu)/%

-CuAl2 时效强化—— 淬火后合金强硬度随时间延长而显著升高 时效工艺 固溶处理（水冷淬火）→ 过饱和固溶体 时效过程—— 过饱和固溶体分解，析出强化相。 自然时效—— 在室温长时间停留，如，数天。 人工时效—— 加热至100~200℃，保温一定时间

时效效果—时效温度高,则速度快,但强化效果小

时效效果—— 时效温度高，则速度快，但强化效果小

(2)变形铝合金 合金 主要化学成分,% 机械性能 代号 热处理 类别铝LF不可热理强化做油箱其庙管、铆钉 HB MPa% 销一1},做螺旋片支神6 2702370 镅硬 F11 做机V00202退火2702370 LE2I 做锻件、模10-16 1302330 70 3100 131 150 190 105 120 LD103.9~4.80.4~0.80.4~1.0Si0.5-12 48010135

合金 类别 代号 主 要 化 学 成 分, % 热处理 机械性能 Cu Mg Mn 其它 σb MPa  % HB 防锈 铝 LF5 4.5~5.5 0.3~0.6 退火 270 23 70 LF11 4.8~5.5 0.3~0.6 V 0.02~0.2 270 23 70 LF21 1.0~1.6 130 23 30 硬铝 LY1 2.2~3.0 0.2~0.5 固溶处理 + 自然时效 300 24 70 LY11 3.8~4.8 0.4~0.8 0.4~0.8 420 18 100 LY12 3.8~4.9 1.2~1.8 0.3~0.9 480 11 131 超硬 铝 LC4 1.4~2.0 1.8~2.8 0.2~0.6 Zn 5.0~7.0 固溶处理 + 人工时效 600 12 150 LC6 2.2~2.8 2.5~3.2 0.2~.5 Zn 7.6~8.6 680 7 190 锻铝 LD5 1.8~2.6 0.4~0.8 0.4~0.8 Si 0.7~1.2 420 13 105 LD7 1.9~2.5 1.4~1.8 Ni 1~1.5 Fe 1.0~1.5 440 13 120 LD10 3.9~4.8 0.4~0..8 0.4~1.0 Si 0.5~1.2 480 10 135 （２）变形铝合金 防锈铝—— LF，不可热处理强化，做油箱、油管、铆钉。 硬铝 —— LY，做螺旋桨叶片、支柱。 超硬铝—— LC，做飞机大梁、起落架。 锻铝 —— LD，做锻件、模锻件

(3)铸造铝合金 ASi合捡(硅铝明庄要铸造性好泶熔点低、流动性好机能。 变贪处理号显落提商力学性能 1500 组织 状Si+a基体+初晶Si 1414℃C 晶体(细点状S130[体 2 2“铸造铝合金的应用 页火造 火+自然 日 020406080100 (Si)(% Si

合金 代号 主 要 化 学 成 分, % 机 械 性 能 Si Cu Mg 铸造 方法 热处 理 b MPa  % HB 铝硅 ZL101 6.0~8.0 0.2~0.4 SB T6 230 1 70 ZL102 10~13 SB J T2 T2 143 153 4 2 50 50 ZL110 4.0~6.0 5.0~8.0 0.2~0.5 J T1 170 － 90 铝铜 ZL203 4.0~5.0 J T4 210 6 60 铝镁 ZL301 9.5~11.5 S T4 280 9 20 铝锌 ZL402 6.0~8.0 Zn5~7 0.4~0.7 J T1 240 4 70 铸造方法：SB——砂型变质； J——金属砂； S——砂型 热处理： T1——不淬火，人工时效； T2——退火； T4——淬火+自然时效； T6——淬火+人工时效 （3）铸造铝合金 Al-Si 合金（硅铝明）——铸造性好（熔点低、流动性好、收缩小）。 变质后，共晶体（细点状Si + α基体 ）+ 初晶α 变质处理—— 显著提高力学性能。 组织 —— 变质前，共晶体（粗针状Si + α基体 ）+ 初晶Si 变质处理后，×100 ZL102的铸态组织，未变质，×500 铸造铝合金的应用