机械工程材料课件8
合集下载
材料工程基础课件-第八章 材料的连接
①材料的焊接性
• 金属的可焊性是金属材料对焊接加工的适 应性。即金属在一定焊接方法、焊接材料、 工艺参数及结构型式条件下，获得优质的 焊接接头的难易程度。它主要包括两个方 面：
a.工艺性能，产生工艺缺陷的倾向。 b.使用性能，即焊接接头在使用中的可靠性。
• 从理论上讲任何材料都有通过焊接加工实 现的可能性，但就人类现在已掌握的技术 来看，大多数材料很难通过焊接加工实现 连接，只有少数金属材料适应焊接加工， 如铁、镍、铝、铜、钛等金属及其合金。 其中，低碳钢、低合金结构钢具有良好的 焊接性。
④焊接安全生产
• 预防弧光照射 • 预防触电 • 预防烫伤 • 防火、防爆 • 预防有害气体、烟尘的中毒
8.4 粘接的分类
三种粘接方法： • 胶粘剂粘接法 • 热熔粘接法 • 溶剂粘接法
胶粘剂粘接法
利用胶粘剂将各种材质、形状、大小、厚 薄、软硬相同或不同的胶接件连接成为连 续牢固稳定的整体的一种工艺方法。 胶接剂是一种靠界面的粘附和物质的内聚 等作用产生的粘合力，将各种材料牢固的 连接在一起的物质，也称为粘合剂、粘接 剂，可简称为胶。
②在可能允许的情况下，尽量增大粘接面积， 提高胶层承载能力；
③对木材和层压材料的粘接应防止层间剥离， 可采取斜接，提高粘接强度。
④粘接时可选与被粘接材料刚度相同或相似 的胶粘剂，最大限度减小应力集中。
⑤承受作用力较大的情况，可采用复接方式。
粘接接头的四种基本形式
对接
角接
T接
平接
对接
• 纯粹对接，粘接面积小，粘接强度低，应 尽量不使用，除非维修无法改变原形状。
• 不加热的压焊过程称为冷压焊 • 加热压焊过程称为热压焊
• 根据加热热源各类不同，热压焊可以分为： • 电阻焊（点焊、缝焊、对焊） • 摩擦焊 • 超声焊 • 爆炸焊 • 真空扩散焊
机械工程材料ppt课件
1,纯铁(重要特性是结晶过程具有同素
目 录 异构转变 );
2, 铁素体 :是碳溶于α-Fe中形成的固
上一页 溶体，常用符号“α”或“F”表示。
下一页
3,奥氏体 :奥氏体是碳溶于γ-Fe中形
成的固溶体，用“γ”或“A”表示。
4,渗碳体:是铁与碳的稳定化合物Fe3C，
退出
其碳的质量分数为6.69％。 渗碳体在高温下可以分解形成石墨态的自
第3章 合金的相结构与二元合金相图
目录
上一页 下一页 退出
• 3.1 合金的相结构 • 3.2 匀晶相图 • 3.3 共晶相图 • 3.4 合金的性能与相图的关系
2020/11/4
7
常见心律失常心电图诊断的误区诺如 病毒感 染的防 控知识 介绍责 任那些 事浅谈 用人单 位承担 的社会 保险法 律责任 和案例 分析现 代农业 示范工 程设施 红地球 葡萄栽 培培训 材料
4.3 铁碳合金的平衡结晶过程及组织
目
录
•
铁碳合金按其碳的质量分数及室温平衡组织 分为三大类，即工业纯铁、钢和铸铁。
• 4.3.1 工业纯铁: (Wc<0．0218％)室温平衡组织
上一页 为铁素体加少量Fe3CⅢ;
下一页 • 4.3.2 共析钢 :室温平衡组织为珠光体 ; • 4.3.3 亚共析钢 :在室温下的组织由先共析铁素
再结晶 • 第3章 合金的相结构与二
元合金相图 • 第4章 铁碳合金 • 第5章 钢的热处理 • 第6章 合金钢 • 第7章 铸铁
• 第8章 有色金属及其合金 • 第9章 非金属材料 • 第10章 纳米材料与功能材料 • 第11章 铸造 • 第12章 金属压力加工 • 第13章 焊接 • 第14章 机械零件的选材及工
8第八章-铸铁ppt课件(全)
QT600-3
蠕墨 蠕 铸铁 虫
状
P
F
RuT + 一组数字
数字表示最低抗拉强度值, MPa。
F+P “RuT”表示蠕墨铸铁代号
P
QT700-2 RuT260 RuT300 RuT420
第二节 常用铸铁
一、灰铸铁
灰铸铁是指石墨呈片状分布的灰口铸铁。其产量约 占铸铁总产量的80%以上。
1、组织 灰铸铁的组织是由液态铁水缓慢冷却时通过
比(0.2 /b)高, 约为0.7~0.8, 而钢一般只有0.3~0.5。 球墨铸铁
可进行各 种热处理, 如退火、正 火、淬火加 回火、等温 淬火等。
3、用途 承受震动、载荷大的零件，如曲轴、传动齿轮等。
四、蠕墨铸铁 蠕墨铸铁是20世纪60年代发展起来的一种新型铸铁. 蠕墨铸铁是液态铁水经蠕化处理和孕育处理得到的. 蠕化剂为稀土硅铁镁合金、
2、热处理 热处理只改变基体组织，不改变石
墨形态。 灰铸铁强度只有碳钢的30~50%，
热处理强化效果不大。 灰铸铁常用的热处理有： ① 消除内应力退火(又称人工时效) ② 消除白口组织退火 ③ 表面淬火
3、用途 制造承受压力和震动的零件,
如机床床身、各种箱体、壳 体、泵体、缸体。
台车式石墨化退火炉
3、影响石墨化的因素 ⑴ 化学成分的影响 碳和硅是强烈促进石墨化的元素。 碳、硅含量过低，易出现白口组织，力学性能和铸造
性能变差。 ⑵ 冷却速度的影响 铸件冷却缓慢，有利于碳原子的充分扩散，结晶
将按Fe - G相图进行，因而促进石墨化。
快冷时由于过冷度大，结晶将按 Fe-Fe3C相图进 行, 不利于石墨化.
球状石墨是液态铁水经球化处理得到的。
机械基础教学课件配套课件顾淑群第3章机械工程材料
第3章 机械工程材料
3.1金属材料的性能
3.1.3 金属材料的力学性能
1.力学性能:金属材料在外力作用下所表现出来的性能称为力学性能。
： 2.载荷 金属材料在使用及加工中所受外力称为载荷。 ： 3.载荷分类 根据载荷作用性质的不同，可以分为静载荷、冲击载荷及疲劳载荷等三种。 ： 4.力学性能指标 强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。
第3章 机械工程材料
3.2 常用金属材料
3.2.1 碳素钢
碳素钢：含碳质量分数小于2.11%而不含有特意加入合金元素的钢，称为碳素钢。
1.碳素钢的分类
（1）按钢的含碳质量分数分类
低碳钢
含碳质量分数Wc≤0.25%
中碳钢
含碳质量分数Wc=0.25~0.60%
高碳钢
含碳质量分数Wc≥0.6%
（2）按钢的质量分类
第3章 机械工程材料
3.2 常用金属材料
3.2.1 碳素钢
3.碳素工具钢 由于碳素结构钢要求高硬度和高耐磨性，故工具钢含碳质量分数都在0.7%以上，都是优 质钢和高级优质钢。 牌号：以汉语拼音字母“T”后面加阿拉伯数字表示，其数字表示钢中平均含碳质量分数的 千分之几。 例如T8表示含碳质量分数为0.80%的碳素工具钢。若为高级优质碳素工具钢，则在牌号后 面标以字母A，如T12A表示平均含碳质量分数为1.20%的高级优质碳素工具钢 。 用途：主要用于制造刃具、模具、量具以及其他工具
第3章 机械工程材料
3.2 常用金属材料
3.2.2 合金钢
（3）机械制造用钢 ①合金渗碳钢：指用于制造渗碳零件的钢。 合金渗碳钢的含碳质量分数WC=0.10～0.25%，加入合金元素主要有铬（WCr＜2%）、镍 （WNi＜4%）、锰（WMn＜2%）等，经过渗碳后，再进行淬火+低温回火，从而达到表面 高硬度、高耐磨性和心部高强度并有足够韧性。20CrMnTi是应用最广泛的合金渗碳钢。 ②合金调质钢 合金调质钢：一般指经过调质处理（淬火+高温回火）后使用的合金结构钢，合金调质钢的 基本性能是具有良好的综合力学性能。合金调质钢的含碳质量分数一般在0.25~0.50%之间， 主加合金元素有铬、镍、锰、硅等，以增加淬透性，同时还能起固溶强化作用。 用途：用于制造重载作用下同时承受冲击载荷作用的一些重要零件。一般的热处理方法是淬 火后高温回火，如果除要求材料具有良好的综合力学性能外还要求表面层有良好的耐磨性， 对调质处理零件还要进行表面淬火及低温回火处理。
机械工程材料课件幻灯片-讲义
还硬的材料。 n 适于测量退火、正火、调质钢,
铸铁及有色金属的硬度。
钢
b(MPa)
材料的b与HB之间的经验关系：
对于低碳钢: b(MPa)≈3.6HB 对于高碳钢：b(MPa)≈3.4HB 对于铸铁： b(MPa)≈1HB或
b(MPa)≈ 0.6(HB-40)
黄铜球墨铸铁
HB
洛氏硬度
n 洛 氏 硬 度 用 符 号 HR 表 示 ， HR=k-(h1h0)/0.002
铸铁
黑色金属 碳钢
金属材料
合金钢
铝合金
有色金属 铜合金
其它有色金属 塑料
高分子材料 橡胶
非金属材料
陶瓷材料 合成纤维
复合材料
第一章 材料的性能
n 使用性能：材料在使用过
程中所表现的性能。包括
船神
舟
力学性能、物理性能和化
一
号
学性能。
飞
n 工艺性能：材锻压、焊接、热处
韧
体心立方金属具有韧脆 转变温度，而大多数面 心立方金属没有。
TITANIC
建造中的 Titanic 号
TITANIC的沉没 与船体材料的质 量直接有关
Titanic 号钢板（左图）和近代船用钢板（右 图）的冲击试验结果
Titanic
近代船用钢板
四、疲劳
n 材料在低于s的重复交变应力作用下发生断裂的现象。
e
即材料承受最大弹性变形时
的应力。
n 刚度：材料受力时抵抗弹性
变形的能力。指标为弹性模 量E。
Etg（MP） a
弹性模量的大小主要取决于材料的本性，除随温度升
高而逐渐降低外，其他强化材料的手段如热处理、冷
热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。可以通过
铸铁及有色金属的硬度。
钢
b(MPa)
材料的b与HB之间的经验关系：
对于低碳钢: b(MPa)≈3.6HB 对于高碳钢：b(MPa)≈3.4HB 对于铸铁： b(MPa)≈1HB或
b(MPa)≈ 0.6(HB-40)
黄铜球墨铸铁
HB
洛氏硬度
n 洛 氏 硬 度 用 符 号 HR 表 示 ， HR=k-(h1h0)/0.002
铸铁
黑色金属 碳钢
金属材料
合金钢
铝合金
有色金属 铜合金
其它有色金属 塑料
高分子材料 橡胶
非金属材料
陶瓷材料 合成纤维
复合材料
第一章 材料的性能
n 使用性能：材料在使用过
程中所表现的性能。包括
船神
舟
力学性能、物理性能和化
一
号
学性能。
飞
n 工艺性能：材锻压、焊接、热处
韧
体心立方金属具有韧脆 转变温度，而大多数面 心立方金属没有。
TITANIC
建造中的 Titanic 号
TITANIC的沉没 与船体材料的质 量直接有关
Titanic 号钢板（左图）和近代船用钢板（右 图）的冲击试验结果
Titanic
近代船用钢板
四、疲劳
n 材料在低于s的重复交变应力作用下发生断裂的现象。
e
即材料承受最大弹性变形时
的应力。
n 刚度：材料受力时抵抗弹性
变形的能力。指标为弹性模 量E。
Etg（MP） a
弹性模量的大小主要取决于材料的本性，除随温度升
高而逐渐降低外，其他强化材料的手段如热处理、冷
热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。可以通过
工程材料及机械制造基础 PPT课件
21
二、物理性能和化学性能
如：比重、熔点、耐腐蚀性等。
22
三、工艺性能
（材料适应成型加工工艺的能力， 反映对材料成型加工的难易程度） 铸造性能 压力加工性能 焊接性能 切削加工性能 热处理工艺性能
23
思考：
1、金属材料的机械性能中哪个性能最好？ 2、已知某钢材的σS =240 MPa，σb =400
C： C↑——σ、HB↑，δ、ak↓。 当C>0.9%时，σ↓ Si： Si↑——σ、HB↑，δ、ak↓。 但∵Si含量少，故影响不大。 Mn： Mn↑——σ、HB↑，并减少S的危害。也
∵Mn含量少，故影响不大。 S: 生成FeS，FeS与Fe形成晶体（985℃熔点），
易热脆(高温加工时容易产生裂纹)。 P： P↑——σ、HB↑，δ、ak↓↓。易冷脆(钢在低
布氏硬度： 以压痕单位球面积上所承受载荷的大小， 作硬度值。（HB）
洛氏硬度： 以压痕的深度来确定其的硬度值。 （HRC）
19
HBS 压头为淬火钢球，用于测定较软金 属材料（<450HBS）如有色金属、灰 铸铁、退火、正火、调质钢。
HBW 压头为硬质合金球，用于测定较 硬金属材料（>450HBW）。
有色金属：铜、铝、镁、钛等及其合金 陶瓷
——无机非金属材料 玻璃 混凝土 塑料
——有机高分子（高分子聚合物）材料 橡胶 纤维
金属基 ——复合材料
纤维基
5
1、材 料
1.1 材料的分类——按性能分：
——结构材料：利用材料的力学性能，所制备的各 类器件或构件是为了承受各种形式 的载荷，主要起支撑作用。
——功能材料：具有特殊的电、磁、光、热、声、 力、化学性能和理化效应的各种新 材料。 用以对信息和能量的感受、计划、 输运、屏蔽、绝缘、吸收、控制、 记忆、存储、显示、发射、转化和 变换的目的。
二、物理性能和化学性能
如：比重、熔点、耐腐蚀性等。
22
三、工艺性能
（材料适应成型加工工艺的能力， 反映对材料成型加工的难易程度） 铸造性能 压力加工性能 焊接性能 切削加工性能 热处理工艺性能
23
思考：
1、金属材料的机械性能中哪个性能最好？ 2、已知某钢材的σS =240 MPa，σb =400
C： C↑——σ、HB↑，δ、ak↓。 当C>0.9%时，σ↓ Si： Si↑——σ、HB↑，δ、ak↓。 但∵Si含量少，故影响不大。 Mn： Mn↑——σ、HB↑，并减少S的危害。也
∵Mn含量少，故影响不大。 S: 生成FeS，FeS与Fe形成晶体（985℃熔点），
易热脆(高温加工时容易产生裂纹)。 P： P↑——σ、HB↑，δ、ak↓↓。易冷脆(钢在低
布氏硬度： 以压痕单位球面积上所承受载荷的大小， 作硬度值。（HB）
洛氏硬度： 以压痕的深度来确定其的硬度值。 （HRC）
19
HBS 压头为淬火钢球，用于测定较软金 属材料（<450HBS）如有色金属、灰 铸铁、退火、正火、调质钢。
HBW 压头为硬质合金球，用于测定较 硬金属材料（>450HBW）。
有色金属：铜、铝、镁、钛等及其合金 陶瓷
——无机非金属材料 玻璃 混凝土 塑料
——有机高分子（高分子聚合物）材料 橡胶 纤维
金属基 ——复合材料
纤维基
5
1、材 料
1.1 材料的分类——按性能分：
——结构材料：利用材料的力学性能，所制备的各 类器件或构件是为了承受各种形式 的载荷，主要起支撑作用。
——功能材料：具有特殊的电、磁、光、热、声、 力、化学性能和理化效应的各种新 材料。 用以对信息和能量的感受、计划、 输运、屏蔽、绝缘、吸收、控制、 记忆、存储、显示、发射、转化和 变换的目的。
机械工程材料 ppt课件
机械工程材料
ppt课件
1
工程材料的分类
金属材料 按属性分
钢铁材料（黑色金属：铁、锰、铬ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 非铁金属（其余为有色金属）
高分子材料（橡胶、塑料等）
非金属材料 无机非金属材料（S、P）
复合材料（金属陶瓷复合材料）
ppt课件
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
表面洛氏硬度——两种压头（金刚石圆锥、直径
1.5875mm球）、三种试验力 （15kgf、 30kgf 、45kgf）组
合而成六种标尺。适用于薄壁件的硬度测量。
ppt课件
9
洛氏硬度的特点及应用：
优点：洛氏硬度试验的压痕小，宜测量薄件、半成品、成 品件的硬度，操作简单，可直接读出硬度值，选用不同的 标尺，可测量所有材料的硬度，测量范围大。
缺点：效率低，试验技术要求较高，试样表面粗糙度要 求较高，通常只用来测试小型精密零件的硬度、表面硬 化层的硬度和有效硬化层深度以及镀层的表面硬度、薄 片材料和细线材的硬度、刀刃附近的硬度等。
硬度试验是材料试验中最简单的一种，硬度与其他力
学性能有一定的关系，可根据硬度估计出零件和材料的
其他力学性能。
ppt课件
正四棱锥体金刚石压头用一定的试验力压入试样表面，
保持规定时间后，卸除试验力，测量试样表面压痕对角
线长度，以压痕单位面积上承受的平均压力大小表示材
料的硬度。（与布氏硬度有相似之处）
ppt课件
10
维氏硬度的特点及其应用：
优点：硬度值与试验力的大小无关，只要是硬度均匀的 材料，可以任意选择试验力，其硬度值不变，使维氏硬 度在一个很宽广的硬度范围内具有一个统一的标尺。目 前工业上所用到的几乎全部金属材料，维氏硬度试验都 可以测量，从很软的材料（几个维氏硬度单位）到很硬 的材料（3000个维氏硬度单位）。维氏硬度试验的试验 力可以很小，压痕非常小，特别适合测试薄小材料。
ppt课件
1
工程材料的分类
金属材料 按属性分
钢铁材料（黑色金属：铁、锰、铬ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 非铁金属（其余为有色金属）
高分子材料（橡胶、塑料等）
非金属材料 无机非金属材料（S、P）
复合材料（金属陶瓷复合材料）
ppt课件
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
表面洛氏硬度——两种压头（金刚石圆锥、直径
1.5875mm球）、三种试验力 （15kgf、 30kgf 、45kgf）组
合而成六种标尺。适用于薄壁件的硬度测量。
ppt课件
9
洛氏硬度的特点及应用：
优点：洛氏硬度试验的压痕小，宜测量薄件、半成品、成 品件的硬度，操作简单，可直接读出硬度值，选用不同的 标尺，可测量所有材料的硬度，测量范围大。
缺点：效率低，试验技术要求较高，试样表面粗糙度要 求较高，通常只用来测试小型精密零件的硬度、表面硬 化层的硬度和有效硬化层深度以及镀层的表面硬度、薄 片材料和细线材的硬度、刀刃附近的硬度等。
硬度试验是材料试验中最简单的一种，硬度与其他力
学性能有一定的关系，可根据硬度估计出零件和材料的
其他力学性能。
ppt课件
正四棱锥体金刚石压头用一定的试验力压入试样表面，
保持规定时间后，卸除试验力，测量试样表面压痕对角
线长度，以压痕单位面积上承受的平均压力大小表示材
料的硬度。（与布氏硬度有相似之处）
ppt课件
10
维氏硬度的特点及其应用：
优点：硬度值与试验力的大小无关，只要是硬度均匀的 材料，可以任意选择试验力，其硬度值不变，使维氏硬 度在一个很宽广的硬度范围内具有一个统一的标尺。目 前工业上所用到的几乎全部金属材料，维氏硬度试验都 可以测量，从很软的材料（几个维氏硬度单位）到很硬 的材料（3000个维氏硬度单位）。维氏硬度试验的试验 力可以很小，压痕非常小，特别适合测试薄小材料。
工程材料及机械制造基础 第八章铸铁
第二阶段 石墨化
铸铁的显微组织
铸铁类型
完全进行 F+C 部分进行 F+P+C 未进行 P+C 灰口铸铁
部分进行 未进行
ILMTAM
未进行 未进行
Ld’+P+C Ld’
麻口铸铁 白口铸铁
14 14
华东交通大学 先进材料激光制造技术研究所 Institute of Laser Manufacture Technology for Advanced Materials, ECJTU
碳、硅含量对铸铁石墨化的影 响
麻口 铸 铁
C 白口铸铁
灰口铸铁
Si
华东交通大学 先进材料激光制造技术研究所 Institute of Laser Manufacture Technology for Advanced Materials, ECJTU
15 15
碳、硅量控制范围：2.5~4.0%C，1.0~3.0%Si。 Al、Cu、Ni、Co等元素对石墨化有促进作用。
P’
ILMTAM
华东交通大学 先进材料激光制造技术研究所 Institute of Laser Manufacture Technology for Advanced Materials, ECJTU
13 13
铸铁的石墨化程度与其组织之间的关系
（以共晶铸铁为例）
石墨化进行程度
第一阶段 石墨化
完全进行
二次结晶（1154℃→738℃）
共析石墨化
台车式石墨化退火炉
三次结晶（ 738 ℃→室温）
ILMTAM
华东交通大学 先进材料激光制造技术研究所 Institute of Laser Manufacture Technology for Advanced Materials, ECJTU
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、铜及铜合金性能特点
纯铜呈紫红色，故又称紫铜，
热轧铜合金
具有面心立方晶格，无同素异
构转变，无磁性。
纯铜具有优良的导电性和导热
性，在大气、淡水和冷凝水中
有良好的耐蚀性。塑性好。
铜合金常加元素为Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、
Ti、Zr、Cr等，既提高了强度，又保持了纯铜特性. 铜合金分为黄铜、青铜、白铜三大类。
热到固溶线以上，保温
淬火过饱和
并淬火后获得过饱和的单相固溶体组织的处理。
时效是指将过饱和的固溶体加热到固溶线以下某温 度保温，以析出弥散强化相的热处理。
在室温下进行的时效称自然时效；在加热条件下进 行的时效称人工时效。 时效强化效果与加热温度和保温时间有关。 温度一定时，随时效时间延长，时效曲线上出现峰 值，超过峰值时间， 析出相聚集长大，强
又称硅铝明。其中
ZL102(ZAlSi12)是含
12%Si的铝硅二元合
12.7% 577℃
金，称为简单硅铝明.
在普通铸造条件下， ZL102组织几乎全部为共晶体，
由粗针状的硅晶体和固溶体组成，强度和塑性都较 差。生产上通常用钠盐变质剂进行变质处理，得到细 小均匀的共晶体加一次固溶体组织，以提高性能。
三、青铜
除黄铜和白铜外的其他铜合金
青铜制品
统称为青铜。
加工青铜的牌号为：Q +主加 元素符号及其平均百分含量+ 其他元素平均百分含量 如QSn4-3(含4%Sn、3%Zn). 常用青铜有锡青铜、铝青铜、 铍青铜、硅青铜、铅青铜等。
1、锡青铜
是以锡为主加元素的铜合金， 锡含量一般为3~14%。 锡青铜铸造流动性差，铸件密 度低，易渗漏，但体积收缩率 在有色金属中最小 。 锡青铜耐蚀性良好，在大气、
铝合金型材
铝铸件般具有有限固溶型共晶相图。 可将铝合金分 为变形铝合金 和铸造铝合金
铝合金分类示意图
两大类。
变形铝合金又
分为可热处理
强化和不可热
处理强化两类.
三、铝合金的热处理
可热处理强化变形铝合 金的热处理方法：固溶 处理 + 时效。
加热固溶
时效析出
固溶处理是指将合金加
第一节 铝及铝合金
一、铝及铝合金性能特点
纯铝具有银白色金属光泽，密
铝合金制造的机翼
度小(2.72 )，熔点低(660.4℃),
导电、导热性能优良。
耐大气腐蚀，易于加工成形 。
具有面心立方晶格，无同素异
构转变，无磁性。
铝合金既具有高强度又保持纯铝的优良特性 。
铝合金常加入的元素主要有Cu、Mn、Si、Mg、Zn 等，此外还有Cr、Ni、Ti、Zr 等辅加元素。
飞机翼梁(腹板 为硬铝合金)
③ 超硬铝合金
属Al-Zn-Mg-Cu系合金，并
含有少量Cr和Mn。
时效强化效果超过硬铝合金. 热态塑性好，但耐蚀性差。 常用合金有 LC4 (7A04 )、 LC9 (7A09 )等，主要用于工 作温度较低、受力较大的结 构件, 如飞机大梁、起落架等.
飞 机 主 起 落 架
⑷ Al-Zn系铸造铝合金
这类合金的铸造性能好，强度较高，可自然时效强
化；但密度大，耐蚀性较差。
常用代号为 ZL401(ZAlZn11Si7)、 ZL402(ZAlZn6Mg)等. 主要用于制造形状复 杂受力较小的汽车、 飞机、仪器零件。
大型空压机活塞(ZL401)
第二节 铜及铜合金
黄铜棒
H(黄)+主加元素符号(Zn除
外)+铜平均百分含量+主加元
素平均百分含量, 如HPb59-1.
黄 铜 制 品
特殊黄铜强度、耐蚀性比普
通黄铜好，铸造性能改善。
常用牌号有HPb63-3、HAl60-1-1、HSn62-1、 HFe59-1-1、ZCuZn38Mn2Pb2、ZCuZn16Si4等。 主要用于船舶及化工零件，如冷凝管、齿轮、螺旋 桨、轴承、衬套及阀体等。
2、铝青铜 以铝为主加元素 的铜合金，铝含 量为5~11%。 强度、硬度、耐 能好，但焊接性能差。
大型水力发电设备中的抗磨环
磨性、耐热性及耐蚀性高于黄铜和锡青铜，铸造性 常用牌号有QAl5、QAl7、ZCuAl8Mn13Fe3Ni2等。
主要用于制造船舶、飞机及仪器中的高强、耐磨、
耐蚀件，如齿轮、轴承、蜗轮、轴套、螺旋桨等。
聚 碳 酸 酯
Ti
碳 纤 维
材料
各种材料在先进汽车中占的重量百分比
变形有色金属及其合金的牌号表示方法还不统一。
铸造有色金属及其合金 牌号表示方法统一如下: ① 铸造有色纯金属的牌 号为 Z +该金属元素符号+ 纯 度百分含量数字(或用一 短横加顺序号)。 如ZAl99.5和ZTi-1。
铝 锭
第八章 有色金属 及其合金
在工业生产中，通
常把铁及其合金称
为黑色金属，把其
他非铁金属及其合 金称为有色金属。
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，如特殊的电、
磁、热性能，耐 蚀性能及高的比 强度(强度与密度 之比)等，已成为 现代工业中不可 缺少的金属材料.
Al Fe 塑 料 其 它 橡 胶 磁 玻 材 璃 料
全世界铝的用量
一次生产量
二次回收量
总用量
GB 3190-82中的旧牌号仍 可继续使用，表示方法为:
防锈铝合金：LF+序号 硬铝合金： LY +序号 超硬铝合金：LC +序号 锻铝合金： LD +序号
铝 合 金 制 品
铝合金波纹管
铝是可以回收利用的金属
⑵ 常用变形铝合金
① 防锈铝合金 主要是Al-Mn和Al-Mg 系合金。
普通黄铜的显微组织
单相黄铜
两相黄铜
单相黄铜塑性好。
常用牌号有H80、H70、 H 68。
冷凝器管
适于制造冷变形零件，如 弹壳、冷凝器管等。 两相黄铜热塑性好, 强度高. 常用牌号有H59、H62。 适于制造受力件，如垫圈、 弹簧、导管、散热器等。
汽车机油泵衬套
2、特殊黄铜 在普通黄铜的基础上加入Al、 Fe、Si、Mn、Pb、 Sn、Ni 等元素形成特殊黄铜。 加工特殊黄铜的牌号为：
Cu-Sn相图
海水及无机盐溶液中的耐蚀性
比纯铜和黄铜好，但在硫酸、
盐酸和氨水中的耐蚀性较差。
锡青铜锭
常用牌号有QSn4-3、
QSn6.5-0.4、
船用青铜软 管快速接头 阀(锡青铜阀 体、阀盖)
ZCuSn10Pb1等。
主要用于耐蚀承载件,
如弹簧、轴承、齿轮 轴、蜗轮、垫圈等。
锡青铜管
特殊白铜是在普通白铜基础上添加Zn、Mn、Al等元
素形成的，分别称锌白铜、锰白铜、铝白铜等。 其耐蚀性、强度和塑性高，成本低。 常用牌号如BMn40-1.5(康铜)、BMn43-0.5(考铜)。 用于制造精密机械、仪表零件及 医疗器械等。
康铜热偶
白铜型材
第三节 钛及钛合金
一、工业纯钛
汽化 器(热 交换 管为 LF21)
制造管道、容器、铆
钉及承受中等载荷的
零件。
② 硬铝合金
主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量Mn。 可进行时效强化，也可进行变形强化。 强度、硬度高，加工性能好，耐蚀性低于防锈铝。
常用硬铝合金如LY11
(2A11)、 LY12 (2A12) 等，用于制造冲压件、 模锻件和铆接件，如 螺旋桨、梁、铆钉等.
蒙皮等。
美F-117隐身战斗机
(所用材料大部分是铝合金)
高比强铝合金机翼
2、铸造铝合金
包括：
Al- Si系： 代号为ZL1+两位数字顺序号 Al-Cu系：代号为ZL2+两位数字顺序号
Al-Mg系：代号为ZL3+两位数字顺序号
Al-Zn系： 代号为ZL4+两位数字顺序号
⑴ Al-Si系铸造铝合金
② 铸造有色合金的牌号为 Z+基体元素符号+主要合金元素符号及其名义百分
含量数字+其他合金元素符号及其百分含量数字。
如ZAlSi7Cu4、ZCuZn31Al2、ZSnSb11Cu6等。
混合稀土元素符号用RE表示。
优质合金在牌号后标注字母“A”。 有色金属种类很多，本章仅对机 械、仪表等工业中广泛使用的铝、 铜、钛及轴承合金作简要介绍。
(ZAlCu5Mn)、ZL203
(ZAlCu4)等。主要用于 制造在较高温度下工作 的高强零件，如内燃机 汽缸头、汽车活塞等。
汽缸头
⑶ Al-Mg系铸造铝
合金 这类合金的耐蚀性 好，强度高，密度 小；但铸造性能差, 耐热性低。
鼓风机密封件等 (ZL102、301)
常用代号为ZL301(ZAlMg10)、 ZL303(ZAlMg5Si1)等. 主要用于制造外形简单、承受冲击载荷、在腐蚀性介 质下工作的零件，如舰船配件、氨用泵体等。
纯钛密度小，熔点高。
882.5℃发生同素异构转