4-3_常用金属材料-有色金属及其合金详解
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常见的金属材料
建筑领域
铝合金在建筑领域中用于制作 门窗、幕墙等，具有美观、耐 用、防火等特点。
其他领域
铝合金还广泛应用于电子、化 工、包装等领域，如制造电子
产品外壳、化工设备等。
CHAPTER 04
不锈钢材料
不锈钢材料的定义与分类
定义
不锈钢是一种具有高耐腐蚀性的金属 材料，通常含有10.5%以上的铬，并 添加了其他合金元素以改善其耐腐蚀 性和其他性能。
金属材料的强度和硬度通常较高，具有优良的耐磨性和 抗疲劳性能。
金属材料具有良好的导电性和导热性，可以用于制造电 子元件和热交换器等。
金属材料的应用领域
在建筑领域，金属材料主要用于 结构支撑和装饰装修等方面，如 钢架、铝合金门窗等。
在交通领域，金属材料被用于制 造车辆和船舶等交通工具。
金属材料广泛应用于建筑、制造 、交通、航空航天等领域。
钢铁材料在航空航天领域中也有重要应用 ，如飞机、火箭等飞行器的制造。
CHAPTER 03
铝合金材料
铝合金材料的定义与分类
铝合金定义
铝合金是一种以铝为基体元素，添加其他金属或非金属元素组成的合金。
铝合金分类
根据合金组成和加工特点，铝合金可分为铸造铝合金和变形铝合金两类。
铝合金材料的性质与特点
物理性质
不锈钢材料可以用于建筑装饰、栏杆、门窗等领域，其美观耐 用、易于维护的特点深受用户喜爱。
CHAPTER 05
钛及钛合金材料
钛及钛合金材料的定义与分类
钛及钛合金材料的定义
钛是一种银白色金属，具有重量轻、强度高、耐腐蚀等特点。钛合金是由钛与其 他金属元素组成的合金。
钛及钛合金材料的分类
根据钛合金中添加的元素不同，钛合金可分为二元合金、三元合金和多元合金。
常用金属材料介绍
常用金属材料金属材料来源丰富，并具有优良的使用性能和加工性能，是机械工程中应用最普遍的材料，常用以制造机械设备、工具、模具，并广泛应用于工程结构中。
金属材料大致可分为黑色金属两大类。
黑色金属通常指钢和铸铁；有色金属是指黑色以外的金属及其合金，如铜合金、铝及铝合金等。
1.2.1 钢钢分为碳素钢（简称碳钢）和合金两大类。
碳钢是指含碳量小于2.11%并含有少量硅、锰、硫、磷杂质的铁碳合金。
工业用碳钢的含碳量一般为0.05%～1.35%。
为了提高钢的力学性能、工艺性能或某些特殊性能（如耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等），冶炼中有目的地加入一些合金元素（如Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti等），这种钢称为合金钢。
（一）碳钢1．碳钢的分类碳钢的分类方法有多种，常见的有以下三种。
（1）按钢的含碳量多少分类分为三类：低碳钢，含碳量<0.25%；中碳钢，含碳量为0.25%～0.60%；高碳钢，含碳量>0.60%。
（2）按钢的质量（即按钢含有害元素S、P的多少）分类分为三类：普通碳素钢，钢中S、P含量分别≤0.055%和0.045%；优质碳素钢，钢中S、P含量均≤0.040%；高级碳素钢，钢中S、P含量分别≤0.030%和0.035%。
（3）按钢的用途分类分为两类：碳素结构钢，主要用于制造各种工程构件和机械零件；碳素工具钢，主要用于制造各种工具、量具和模具等。
2．碳钢牌号的表示方法（1）碳素结构钢碳素结构钢的牌号由屈服点“屈”字汉语拼音第一个字母Q、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D）及脱氧方法符号（F、b、Z）等四部分按顺序组成。
其中质量等级按A、B、C、D顺序依次增高，F代表沸腾钢，b代表镇静钢，Z代表镇静钢等。
如Q235-A·F表示屈服强度为235Mpa的A 级沸腾碳素结构钢。
（2）优质碳素结构钢优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示。
这两位数字代表钢中的平均含碳量的万分之几。
例如45钢，表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。
几种常见的有色金属及合金钢
屈服强度定义 当应力超过弹性极限后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形 外，还产生部分塑性变形。当应力达到B点后，塑性应变急剧增 加，曲线出现一个波动的小平台，这种现象称为屈服。这一阶段 的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点 的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或 屈服强度 。
金属材料基本知识讲解
新冶能化机动处----周舒
11
C钢lic、k 铁to材ad料d简T述itle
22 各类钢C铁lic材k 料to牌ad号d的Ti表tle示方法
目
录
23
有Cl色ick金t属o a材d料d T简it介le
14 几C种lic常k见to的a有dd色T金itl属e 及合金
XINJIANG ZHONGTAI CHEMICAL(GROUP)CO.,LTD.
钢、铁材料简述
通常铸铁分类如下 1、灰铸铁 2、孕育铸铁 3、蠕墨铸铁 4、可锻铸铁 5、球墨铸铁 通过在浇筑前往铁水加入一定
量的球化剂（如稀土镁合金）和墨化剂，以促 进碳呈球形结晶而获得铸铁。
二、钢的分类
钢是含碳量小于等于2%的铁碳合金 1、按化学成分分类：可以分为碳素钢和合金钢 碳素钢包括工业纯铁（含碳≤0.04%）、低碳钢（含
三、钢铁材料的分类
3、管材 钢管按形状分为园、扁、方、六角及 异性钢，按生产方式分为无缝钢管和焊接钢管两 大类
4、丝材 丝材是线材的一次冷加工产品，钢丝除 可直接使用外，还可以生产钢丝绳。
各类钢铁材料牌号的表示方法
一、铸铁牌号表示方法
1、灰铸铁 HT250 HT ——表示灰铸铁代号 250——表示抗拉强度（MPa) 2、球墨铸铁 QT400-18 QT——表示球墨铸铁代号 400——表示抗拉强度（MPa) 18—— 表示伸长率%
金属材料基本知识讲解
新冶能化机动处----周舒
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C钢lic、k 铁to材ad料d简T述itle
22 各类钢C铁lic材k 料to牌ad号d的Ti表tle示方法
目
录
23
有Cl色ick金t属o a材d料d T简it介le
14 几C种lic常k见to的a有dd色T金itl属e 及合金
XINJIANG ZHONGTAI CHEMICAL(GROUP)CO.,LTD.
钢、铁材料简述
通常铸铁分类如下 1、灰铸铁 2、孕育铸铁 3、蠕墨铸铁 4、可锻铸铁 5、球墨铸铁 通过在浇筑前往铁水加入一定
量的球化剂（如稀土镁合金）和墨化剂，以促 进碳呈球形结晶而获得铸铁。
二、钢的分类
钢是含碳量小于等于2%的铁碳合金 1、按化学成分分类：可以分为碳素钢和合金钢 碳素钢包括工业纯铁（含碳≤0.04%）、低碳钢（含
三、钢铁材料的分类
3、管材 钢管按形状分为园、扁、方、六角及 异性钢，按生产方式分为无缝钢管和焊接钢管两 大类
4、丝材 丝材是线材的一次冷加工产品，钢丝除 可直接使用外，还可以生产钢丝绳。
各类钢铁材料牌号的表示方法
一、铸铁牌号表示方法
1、灰铸铁 HT250 HT ——表示灰铸铁代号 250——表示抗拉强度（MPa) 2、球墨铸铁 QT400-18 QT——表示球墨铸铁代号 400——表示抗拉强度（MPa) 18—— 表示伸长率%
有色金属及其合金材料
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二、铜合金 （一）黄铜（H） 以锌为主要合金元素的铜基合金 分普通黄铜和特殊黄铜 按生产方式分：压力加工黄铜和铸造黄铜 代号：压力加工普通黄铜：（H+质量分数） 压力加工特殊黄铜：（H+主加元素符号+质量 分数） • 铸造黄铜：Zcu • 例：H62、HPb59-1 • 普通黄铜，按平衡态组织分两种：单相黄铜， 双相黄铜
• • • • • • • • • •
1、不能热处理强化的形变铝合金 防锈铝合金（LF） 2、能热处理强化的形变铝合金 硬铝（LY）、超硬铝（LC）、锻铝（LD） 硬铝分：低强度硬铝（铆钉）、标准硬铝（油管）、 高强度硬铝（螺栓）、耐热硬铝 硬铝缺点：耐腐蚀性差、淬火温度窄 （四）铸造铝合金（ZL） 用于制造铸铝件 1、铝硅合金 ZL101-105 又叫铝硅明（简单铝硅明和复杂铝硅明）飞机仪
• • • • • • • • •
价格低，摩擦系数较大。 不能承受大的压力，需内衬 双金属轴承： 2、铜基轴承合金 锡青铜和铅青铜 3、铝基轴承合金 （1）Al-Sb-Mg轴承合金 (2) Al-Sn轴承合金 除以上轴承合金外，珠光体灰铸铁常作 滑动轴承材料。
器零件，泵壳等。
• 2、铝铜合金 ZL201-203
• 具有较高的强度和耐热性，但铸造性能 差，不耐腐蚀。气缸头，活塞等 • 3、铝镁合金ZL301-303 • 力学性能、切削加工性、耐腐蚀性好， 铸造性、耐热性差。泵用零件，船舰零件。 • 4、铝锌合金 ZL401,ZL402 • 具有较高硬度和强度（自动淬火）做汽车发
Байду номын сангаас
• （1）单相黄铜 • 当锌质量分数少于39%时，室温下组织为单相 α固溶体，称为单相黄铜。 • 塑性好，可进行冷、热压力加工，适宜制造冷 轧板材、冷拉线材以及形状复杂的冲压零件。 • （2）双相黄铜 • 当锌的质量分数为39%-45%时，室温下的组织 为α+ β，称为双相黄铜。 • 适用于热加工。一般轧成棒材、板材，再经切 削加工制成各种零件。 • 2、特殊黄铜 • 在铜锌二元合金的基础上加入其它合金元素所 组成的多元合金。
第九章 有色金属及合金
数字－顺序号
特点：合金元素少，热处理强化不起作用，只能用加工硬化的 方法强化。 用途：制造油箱、油管等。
2 、硬铝合金 主要合金元素：Cu － Mg Y－硬 数字－顺序号
常用牌号： LY1、 LY11等。 L－铝
特点：可用热处理时效强化，也可冷变形加工硬化。 用途：制造铆钉、螺旋桨叶片等。 3、超硬铝合金 主要合金元素：Zn－ Mg－ Cu 常用牌号: L－铝 LC4 LC C－超硬 数字－顺序号
第三节 滑动轴承合金
用于制造滑动轴承及其内衬的合金
一、性能要求
1、要求轴承合金必须具有足够的抗压强度和疲劳强度。 2、足够的塑性和韧性。 3、低的摩擦系数 4、良好的导热性和小的膨胀系数。 理想的轴承合金的组织应是软基体上均匀分布着硬质点。 软的基体被磨损下凹，可贮存润滑油并形成连续的油膜；硬质 点则凸起来支撑轴颈，使轴承和轴颈的实际接触面积小，减小 摩擦。如图9-5示：
时效强化：固溶处理的合金 随时间的延续而发生进一步 强化的现象称时效硬化或时 效强化。例如：固溶处理的 合金，如果在室温放置4-5d
图9-7 Al-Cu合金相图
——本章完 本章完—— 本章完
四、工业中常用的轴承合金
工业上称巴氏合金（巴比特合金）（锡基和铅基轴承合 金） 锡锑合金 铅锑合金 ZchSnSb11-6 ZChPbSb16-16-2 (16%Sb, 16%Sn, 2%Cu)
软基体是Sb溶于 Sn形成的固溶体呈暗 黑色； 硬质点是 SnSb,β相呈白方块
图9-6 ZChSnSb11-6轴承合金的显微组织
四、铸造铝合金
合金系：Al－Si Al－Cu Al－Mg Al－Zn
牌号表示方法：字母“ZL”＋三位数字 ZL－铸铝; 第一位数字表示合金类别 1－表示铝硅系， 2－表示铝铜系 3－表示铝镁系， 4－表示铝锌系 第 二、三位数字表示顺序号。 例如：ZL102、 ZL202、LZ302等。
有色金属及其合金
其他合金
01
不锈钢
不锈钢是一种具有高度耐腐蚀性的合金，广泛用于建筑、医疗等领域。
02
镍合金
镍合金具有良好的耐腐蚀性和高温性能，常用于制造化学反应器等设备。
03
镁合金
镁合金具有轻质、高强度的特点，广泛应用于汽车、航空等领域。
05
有色金属的冶炼和加工
冶炼方法
火法冶炼
通过高温熔炼将矿石中的有价成分提取出来，主要包括焙烧、熔炼、精炼等工序。
有色金属的应用
航空航天
航空航天领域对材料性能要求极高，有色金属及 其合金因其具有高强度、轻量化、耐高温等特性 而被广泛应用于航空航天器的制造，如飞机机身 、发动机部件等。
钛合金也是一种广泛应用于航空航天领域的有色 金属材料，其具有高强度、耐高温、耐腐蚀等特 性，常用于制造飞机起落架、发动机部件等关键 部位。
过渡金属
铜
具有良好的导电性和导热性，广泛用于电线电缆、管道、散热器 等领域。
铁
用于制造各种钢材，如建筑用钢、汽车用钢等。
镍
具有良好的耐腐蚀性和磁性，用于制造不锈钢和电池等。
稀土金属
镧
01
用于制造荧光粉、陶瓷和玻璃等。
铈
02
用于催化剂、抛光剂和陶瓷等。
钕
03
用于制造磁铁和荧光粉等。
贵金属
01
02
高强度
铜合金具有较高的强度和耐磨性，可用于制造各种管道、 阀门等。
耐腐蚀
铜合金对多种酸、碱等腐蚀介质具有较好的耐受能力。
钛合金
高强度
钛合金具有高强度和低 密度的特点，广泛应用 于航空、航天、医疗等 领域。
良好的耐腐蚀性
钛合金对多种酸、碱等 腐蚀介质具有极好的耐 受能力，不易生锈。
有色金属详解
有色金属详解有色金属是指那些除了铁和钢之外的金属材料，包括铜、铝、镍、锌、铅等。
这些金属在工业和日常生活中起着重要的作用，广泛应用于建筑、交通、电子、能源等领域。
本文将对几种常见的有色金属进行详细介绍和分析。
一、铜铜是一种非常重要的有色金属，具有良好的导电、导热性能，同时还具备较高的塑性和耐腐蚀能力。
由于它的优良特性，铜广泛应用于电子、通信、建筑、汽车制造等行业。
在电子领域，铜是制造印刷电路板的重要材料；在建筑领域，由于铜具有独特的色彩和光泽，常被用于装饰和屋顶材料。
二、铝铝是另一种重要的有色金属，具有低密度、良好的导电性能和高的抗腐蚀能力。
铝广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。
在航空领域，由于铝具有较低的密度，可以减轻飞机的重量，提高燃油效率；在汽车领域，铝合金可以用于减震器和发动机零部件，提高车辆的性能；在建筑领域，铝合金常被用于制作窗户、门等建筑构件。
三、镍镍是一种具有抗腐蚀性能和储氢能力的有色金属。
镍广泛应用于电池、合金制造等领域。
在电池领域，镍广泛应用于镍氢电池和镍镉电池，由于其较高的储氢能力，镍也被用于燃料电池；在合金制造领域，由于镍合金具有较好的耐热、耐腐蚀性能，常被用于航空航天、化工等行业。
四、锌锌是一种重要的有色金属，常被用于镀锌钢板和合金制造。
镀锌钢板是指在钢板表面镀上一层锌，以保护钢板不被氧化。
锌合金具有良好的耐腐蚀性能和可塑性，被广泛应用于汽车、航空、机械制造等领域。
五、铅铅是一种重要的有色金属，常被用于电池、铅酸蓄电池、抗辐射材料等领域。
铅酸蓄电池广泛应用于汽车、 UPS 电源、太阳能电池等领域，由于其较高的密度和储电能力。
同时，铅还被用于核科学领域，用于生产抗辐射材料。
综上所述，有色金属在现代社会中起着重要的作用。
铜、铝、镍、锌和铅等金属的性能各有特点，在不同的领域有着广泛的应用。
了解和熟悉这些有色金属的特性对于科学合理地选择和使用金属材料具有重要的意义。
有色金属及其合金
纯铜呈紫红色，主要用于制作电导体及配制合金.
二、铜合金
纯铜的强度低，不适于制作结构件，因此，在纯铜 中加入合金元素后，可获得较高的强度，同时保持纯 铜的某些优良性能.
3.某些特殊机械性能
优良的减摩性和耐磨性（如青铜及部分黄铜），高 的弹性极限和 疲劳极限(如铁青铜等).
4.色泽美观
铜及铜合金在电气工业，仪表工业，造船工业及机械制造工业部 门中获得了广泛的应用,但铜的储量较小，价格较贵，属于应节约 使用的材料，只有在特殊需要的情况下，例如要求特殊的磁性、 耐蚀性、加工性能、机械性能以及特殊的外观等条件下才考虑使 用.
的铸造性能(熔点低、流动性好、收缩小).
在一般情况下，ZL102的共晶体由粗针状硅晶体和α固溶体 构成,强度和塑性都较差.
浇铸前向合金液中加入占合金重量2%~3%的变质剂(常用 钠盐混合物: 2/3NaF+1/3NaCl)以细化合金组织, 显著提高 合金的强度及塑性,这种处理方法即是变质处理.
经变质处理后的组织是细小均匀的共晶体(α+Si)+初生α固溶 体（如图）,获得亚共晶组织是由于加入钠盐后，铸造冷却较 快时共晶点右移的缘故. ZL102铸造性能很好，焊接性能也好，密度小，并有相当好 的抗蚀性和耐热性，但不能时效强化，强度较低，经变质处 理后, σb最高不超过180MPa. 仅适于制造形状复杂但强度要求不高的铸件，例如仪表、水 泵壳体以及一些承受低载荷的零件.
具有良好的铸造性,经变质处理和时效处理后,强度高 ,但耐蚀性差。
大型空压机活塞(ZL401)
Al-Zn合金(ZL401、ZL402)价格便宜，铸造件能优
良，经变质处理和时效处理后强度较高，但抗蚀
性差，热裂倾向大，常用于制造拖拉机的发动机
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ZL102的铸态组织
未变质处理 经变质处理
加入其他合金元素的铝硅铸造 合金称复杂(或特殊)硅铝明。 Al-Si系铸造铝合金的铸造性能 好，具有优良的耐蚀性、耐热 性和焊接性能。
活塞(裙部为铝硅合金)
用于制造飞机、仪
表、电动机壳体、
汽缸体、风机叶片、
发动机活塞等。
② Al-Cu系铸造铝合金 这类合金的耐热性好，强度较高；但密度大，铸造 性能、耐蚀性能差，强度低于Al-Si系合金。 常用代号有ZL201
还有Cr、Ni、Ti、Zr 等辅加元素。
铝合金型材
铝铸件
1、纯铝 分类
高纯铝 L01～04 工业高纯铝 L0、L00
工业纯铝 L1～5
牌号： 铝锭：Al——顺序号 顺序号越大，铝的纯度越低，性能越差
如：Al——2
铝材：L顺序号 顺序号越大，铝的纯度越低，性能越差 如：L1，L2
纯铝应用
导线
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)
模锻件和铆接件，如
螺旋桨、梁、铆钉等.
③ 超硬铝合金
属Al-Zn-Mg-Cu系合金，并
含有少量Cr和Mn。
室温强度最高的铝合金 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
④ 锻铝合金 Al-Cu-Mg-Si系合金 可 锻性好，力学性能高， 用于形状复杂的锻件和 模锻件，如喷气发动机
压气机叶轮、导风轮等.
压气机叶片
Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻铝合金 常用牌号有LD7
(2A70)、LD8(2A80)、LD9(2A90)等 。用于制造150
电器仪表零件
装饰件
2、铝合金 铝合金一般具有有限固溶型共晶相图。
可将铝合金分
为形变铝合金
和铸造铝合金 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.
形变铝合钢
牌号表示方法 GB 3190-82表示方法为: LY +顺序号 LD +顺序号
铝是可以回收利用的金属
防锈铝合金：LF +顺序号 硬铝合金： 锻铝合金：
~225℃下工作的零件，如压气机叶片、超音速飞机
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
铸造铝合钢
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
超硬铝合金：LC +顺序号
常用变形铝合金
① 防锈铝合金 主要是Al-Mn和Al-Mg 系合金。 Mn和Mg主要作用是
卫星天线 （LF2）
提高抗蚀能力和塑性，并起固溶强化作用。
防锈铝合金锻造退火后组织为单相固溶体，抗蚀性、 焊接性能好，易于变形加工，但切削性能差。 不能进行热处理强化，常利用加工硬化提高其强度。
① Al-Si系铸造铝合金
又称硅铝明。其中ZL102(ZAlSi12)是含12%Si的
铝硅二元合金，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。
§4-3 有色金属及其合金
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
Al 塑 Fe 料 其 它 橡 胶 磁 玻 材 璃 料
聚 碳 酸 酯
Ti
碳 纤 维
可缺少的金属材料.
材料
各种材料在先进汽车中占的重量百分比
(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
③ 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、源自01) 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。
汽化 器 (热 交换 管为 LF21)
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、
飞机翼梁(腹板 为硬铝合金)
常用的Al-Mn系合金有 LF21（ 3A21 ），其抗蚀性和强度高
于纯铝，焊接性和塑性良好，但切削加工性较差。
用于制造油罐、油箱、管道、铆钉等需要弯曲、冲压加工的 零件。
常用的Al-Mg系合金有 LF5（ 5A05 ），其密度比纯 铝小，强度比 Al-Mn 合金高， 在航空工业中得到广泛应用， 如制造管道、容器、铆钉及 承受中等载荷的零件。
铝及铝合金性能特点
纯铝具有银白色金属光泽，密度小
(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 。
铝合金制造的机翼
具有面心立方晶格，无同素异构转变，
无磁性。
塑性高;强度低
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
1.定义 : 除黑色金属 ( 钢、铁 ) 以外的所有 金属。 2.性能特点:具有独特的性能。 重金属(密度＞3.5): Cu、Ni 等。 轻金属(密度＜3.5): Al、Mg 等。 贵重金属: Au、Ag、Pt 等。 稀有金属: W、Ti、Ra、Nb 等。 半金属: Si、Te、B 等。
3.分类
（一） 铝及铝合金
未变质处理 经变质处理
加入其他合金元素的铝硅铸造 合金称复杂(或特殊)硅铝明。 Al-Si系铸造铝合金的铸造性能 好，具有优良的耐蚀性、耐热 性和焊接性能。
活塞(裙部为铝硅合金)
用于制造飞机、仪
表、电动机壳体、
汽缸体、风机叶片、
发动机活塞等。
② Al-Cu系铸造铝合金 这类合金的耐热性好，强度较高；但密度大，铸造 性能、耐蚀性能差，强度低于Al-Si系合金。 常用代号有ZL201
还有Cr、Ni、Ti、Zr 等辅加元素。
铝合金型材
铝铸件
1、纯铝 分类
高纯铝 L01～04 工业高纯铝 L0、L00
工业纯铝 L1～5
牌号： 铝锭：Al——顺序号 顺序号越大，铝的纯度越低，性能越差
如：Al——2
铝材：L顺序号 顺序号越大，铝的纯度越低，性能越差 如：L1，L2
纯铝应用
导线
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)
模锻件和铆接件，如
螺旋桨、梁、铆钉等.
③ 超硬铝合金
属Al-Zn-Mg-Cu系合金，并
含有少量Cr和Mn。
室温强度最高的铝合金 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
④ 锻铝合金 Al-Cu-Mg-Si系合金 可 锻性好，力学性能高， 用于形状复杂的锻件和 模锻件，如喷气发动机
压气机叶轮、导风轮等.
压气机叶片
Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻铝合金 常用牌号有LD7
(2A70)、LD8(2A80)、LD9(2A90)等 。用于制造150
电器仪表零件
装饰件
2、铝合金 铝合金一般具有有限固溶型共晶相图。
可将铝合金分
为形变铝合金
和铸造铝合金 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.
形变铝合钢
牌号表示方法 GB 3190-82表示方法为: LY +顺序号 LD +顺序号
铝是可以回收利用的金属
防锈铝合金：LF +顺序号 硬铝合金： 锻铝合金：
~225℃下工作的零件，如压气机叶片、超音速飞机
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
铸造铝合钢
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
超硬铝合金：LC +顺序号
常用变形铝合金
① 防锈铝合金 主要是Al-Mn和Al-Mg 系合金。 Mn和Mg主要作用是
卫星天线 （LF2）
提高抗蚀能力和塑性，并起固溶强化作用。
防锈铝合金锻造退火后组织为单相固溶体，抗蚀性、 焊接性能好，易于变形加工，但切削性能差。 不能进行热处理强化，常利用加工硬化提高其强度。
① Al-Si系铸造铝合金
又称硅铝明。其中ZL102(ZAlSi12)是含12%Si的
铝硅二元合金，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。
§4-3 有色金属及其合金
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
Al 塑 Fe 料 其 它 橡 胶 磁 玻 材 璃 料
聚 碳 酸 酯
Ti
碳 纤 维
可缺少的金属材料.
材料
各种材料在先进汽车中占的重量百分比
(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
③ 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、源自01) 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。
汽化 器 (热 交换 管为 LF21)
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、
飞机翼梁(腹板 为硬铝合金)
常用的Al-Mn系合金有 LF21（ 3A21 ），其抗蚀性和强度高
于纯铝，焊接性和塑性良好，但切削加工性较差。
用于制造油罐、油箱、管道、铆钉等需要弯曲、冲压加工的 零件。
常用的Al-Mg系合金有 LF5（ 5A05 ），其密度比纯 铝小，强度比 Al-Mn 合金高， 在航空工业中得到广泛应用， 如制造管道、容器、铆钉及 承受中等载荷的零件。
铝及铝合金性能特点
纯铝具有银白色金属光泽，密度小
(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 。
铝合金制造的机翼
具有面心立方晶格，无同素异构转变，
无磁性。
塑性高;强度低
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
1.定义 : 除黑色金属 ( 钢、铁 ) 以外的所有 金属。 2.性能特点:具有独特的性能。 重金属(密度＞3.5): Cu、Ni 等。 轻金属(密度＜3.5): Al、Mg 等。 贵重金属: Au、Ag、Pt 等。 稀有金属: W、Ti、Ra、Nb 等。 半金属: Si、Te、B 等。
3.分类
（一） 铝及铝合金