资源简介

课　　题：　有色金属材料
课　　型：　课堂讲解
目的要求：　掌握的牌号及热处理
了解铜及铜合金的牌号及热处理
教学重点： 铝及铝合金和牌号
教学难点： 铝、铜合金的牌号
教　　具：
教学方式及时间分配： 2课时，教师课堂讲解重点内容
复习与课外作业：　安排学生复习、预习；作业
教学过程：
铝及铝合金
1、纯铝
纯铝的新牌号为1070A、1060、1050A、…8A06（对应的旧牌号为L1、L2、L3、…L6）数字越小，表示杂质的含量少，纯度越高。
2、铝合金
变形铝合金和铸造铝合金。
变形铝合金：1.可热处理强化的变形铝合金
2.不可热处理强化的变形铝合金。
3、变形铝合金
变形铝合金根据其性能特点和用途可分防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金及锻铝合金四种。
（1）防锈铝合 这类合金主要有铝-镁、铝-锰系合金。其特点是抗蚀性好，易于加工成型，焊接性能好。但这类合金不可热处理强化，强度不高。适于制作油箱、油管、铆钉等。
（2）硬铝合金 这类合金是铝-铜-镁和铝-铜-锰系合金。其特点是具有极高的时效硬化效果，强度高。一般用于制作飞机螺旋桨叶片、壁板、蒙皮等。
（3）超硬铝合金 这类合金是铝-铜-镁-锌系合金。由于合金的强化作用和时效强化，使其具有比硬铝合金更高的强度和硬度。主要用于制作飞机的翼桨、桨叶，起落架等。
（4）锻铝合金 这类合金是铝-铜-镁-硅系合金。其特点是具有良好的热塑性，并具有良好的焊接、抗蚀性能。经锻造制造成形状复杂的大型锻件和模锻件，如内燃机活塞、叶片、叶轮等。
4、铸造铝合金
铸造铝合金的特点是密度小，比强度较高，具有良好的抗蚀性和铸造工艺性。根据主加元素不同，铸造铝合金一般分为四大类，即Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系、Al-Zn系，其代号用ZL（“ZL”铸铝的汉字拼音字首）后面跟三位数字，第一位数字表示合金系，后两位数字是合金的顺序号。
（1）铝硅合金 铝-硅系铸造铝合金俗称硅铝明。这类合金具有优良的铸造性能。此类合金加入Cu、Mg、Zn等合金元素，就成为特殊硅铝明。
通过热处理和合金化处理的铝硅合金能明显改善其力学性能。铝硅合金广泛应用于制造各种形状复杂的铝铸件，如仪表、泵的壳体、汽缸体、刹车毂等。铝硅合金占铸铝及其合金总产量的50%左右。
（2）铝铜合金 铝铜合金的特点是有较高的强度，特别是在高温工作条件下仍保持有较好的强度表现，缺点是铸造性能较差，耐蚀性也较差。适合在较高温度下使用。根据这一特点常被用来制作发动机活塞、内燃机气缸头等。
（3）铝镁合金 铝镁合金属于高强度和高耐蚀性合金，适宜机加工，缺点是铸造性能较差，耐热性也不如前二类合金。化工行业和造船工业应用较多。
（4）铝锌合金 铝锌合金铸造性能较好，具有自淬火效应，即铸造成型即可进行时效处理。由于省去了淬火工序，铸件的内应力减小，节约了生产成本。适于制造尺寸稳定性高的铸件，如仪表零件、发动机零件、医疗器械等。
常用铸造铝合金牌号、化学成分、热处理、性能及用途见表10-2 。
二、 铜及铜合金
1、纯铜
工业纯铜的外观呈玫瑰色，熔点为1083℃，密度为8.9g/cm3。具有面心立方晶格。具有良好的导电性和导热性，塑性很高，但强度较低，不适宜直接用作承载结构材料，主要用于制造导电器材和生活用品等。工业纯铜由于在大气中易与氧反应，在其表层形成外观呈紫红色的氧化膜，因此又通称紫铜。
工业纯铜不能通过热处理强化，但可通过冷变形产生加工硬化，也可通过合金化达到强化效果，铜还具有良好的抗腐蚀能力。
工业纯铜的代号记为T1、T2、T3、T4四个，“T”为“铜”的汉语拼音字首，后的数字越大，铜的纯度越低。
2、铜合金
1）黄铜
黄铜按化学成分可分为普通黄铜和特殊黄铜，按生产方式可分为压力加工黄铜及铸造黄铜。
（1）普通黄铜
普通黄铜的牌号由“H”加数字表示，“H”是“黄”字汉语拼音字首，数字表示铜的质量分数。
普通黄铜根据其性能特点，一般用来制造弹壳、水管、电器用零件等。
（2）特殊黄铜
特殊黄铜的牌号是由“H”+“ 第一合金元素” + “铜的质量分数 ”-“第一合金元素质量分数”组成。如HPb59-1、HMn58-2。
比较常见的是用于船舶、化工、机电制造业中的零配件生产。
（3）铸造黄铜
铸造黄铜含有较多的铜及少量合金元素，如铝、硅、铅等。此类铜合金的熔点比工业纯铜低，铸造性能好，其耐磨性、耐腐蚀性能也较好，适于用作轴套、法兰盘以及其他腐蚀介质中使用的零件。
铸造黄铜的牌号是由“Z”+“铜锌元素符号”+“Zn的质量分数”+“第二合金元素”+“第二合金元素质量分数”组成，“Z”是“铸”字的汉语拼音字首。如ZGuZn40Pb2。
2）青铜
除黄铜和白铜以外，把铜与其它元素所组成的合金均称为青铜。
青铜的牌号是由“Q”+“第一主加合金元素及质量分数”-“其他元素的质量分数”组成，“Q”是“青”字的汉语拼音字首。
（1）锡青铜
锡青铜是以锡为主加元素的铜合金。
工业上使用的锡青铜，含锡量大多在3～15%之间。含锡量小于5%的锡青铜适于冷加工使用，含锡量5～7%的锡青铜适用于压力加工；含锡量大于10%的锡青铜适用于铸造。
锡青铜可用来制作轴套、弹簧、仿古工艺品等，广泛应用于化工、仪表造船等行业。
（2）无锡青铜
无锡青铜种类较多，常见的有铝青铜、铍青铜、硅青铜等。如铝青铜的机械性能，抗腐蚀、耐磨性能均比黄铜和锡青铜好，且价格低廉，多用于制造弹性元件；而铍青铜经时效处理后，具有良好的综合机构性能，还具有优异的导电、导热性能，除可用以制作高级弹性元件外，还可用于制作航海罗盘等重要机件。
（3）白铜
白铜是以镍为主加合金元素的铜合金。
白铜的牌号是由“B”“数字”-“数字”组成，“B”为“白”的汉语拼音字首，第一个数字代表镍的质量分数，后一个数字为第二合金元素的质量分数。
白铜具有较高的强度和塑性，可进行冷、热变形加工，具有很好的耐蚀性，电阻率较高。白铜在固态下为单相固溶体。白铜一般用来制造要求高强度、高耐蚀的医疗器件、化工零件、热电偶丝。
三、轴承合金
滑动轴承因承压面积大，承载能力强，工作平稳无噪声，且检修方便，在动力机械中广泛使用。为减少轴承对轴颈的磨损，确保机器的正常运转，轴承应具有良好的磨合性、抗振性、与轴之间的摩擦系数应尽可能小。
轴承合金也可以采取硬基体上分布软质点的组织，以达到上述目的。这种组织具有较大的承载能力，但磨合能力较差。
最常用的轴承合金是锡基或铅基“巴氏合金”。此外，还有铜基、铝基轴承合金。
作业：
教学小结：

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