有色金属讲义及其合金.
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有色金属及硬质合金课件
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
06
有色金属及硬质合金的 未来展望与挑战
新材料与新工艺的研发
总结词
随着科技的不断进步，有色金属及硬质合金的新材料 和新工艺研发将不断涌现，以满足更广泛的应用需求 。
详细描述
随着新材料和新工艺的研发，有色金属及硬质合金的性 能将得到进一步提升，如高强度、高耐磨性、高耐腐蚀 性等。这些新材料和新工艺的应用将拓展到航空航天、 汽车、能源等领域，为产业发展带来新的机遇和挑战。
详细描述
锌是一种具有良好防腐蚀性能的有色金属，常用于钢铁、铜等金属的表面镀层。锌合金是以锌为主要 元素，加入其他金属元素组成的合金，具有良好的机械性能和加工性能。锌合金在建筑、装饰、汽车 等领域有广泛应用。
镍及镍合金
总结词
具有优良的耐腐蚀性和机械性能，良好 的高温性能和磁性
VS
详细描述
镍是一种具有优良耐腐蚀性和机械性能的 有色金属，常用于制造不锈钢和其他合金 。镍合金是以镍为主要元素，加入其他金 属元素组成的合金，具有良好的高温性能 、磁性和加工性能。镍合金在航空、化工 、电子等领域有广泛应用。
其他有色金属
总结词
各有其独特性质和应用领域
详细描述
除了铜、铝、锌、镍等主要的有色金属外，还有许多其他有色金属，如锡、铅、钴、镁 等。这些金属都具有独特的性质和应用领域，例如锡用于制造焊料和包装材料，铅用于
制造电池和颜料，钴用于制造硬质合金和电池，镁用于制造轻质结构和航空材料等。
REPORT
CATALOG
铝及铝合金
总结词
质轻、耐腐蚀、导电导热性好，加工性能优异
详细描述
《有色金属及其合金 》课件
在电子工业中的应用
总结词
电子工业中大量使用有色金属及其合金，如铜、铝、镍等，用于制造集成电路、连接器 和散热器等。
详细描述
在电子工业中，有色金属及其合金发挥着至关重要的作用。例如，铜及铜合金用于制造 集成电路的引线和连接器等，铝及铝合金用于制造电子元件的散热器和印刷电路板等。 这些合金具有良好的导电性、导热性和可加工性，能够满足电子工业对高性能材料的需
组织
合金中各种相的分布和形态。
3
合金相图与组织的关系
合金的组织取决于其成分和热处理条件，而相图 是研究合金组织和性能的重要工具。
合金化对性能的影响
力学性能
合金化可以改变金属的强度、硬度、韧性等力 学性能，以满足不同应用场景的需求。
物理性能
合金化可以改变金属的导电性、导热性、磁性 等物理性能。
化学性能
合金化概念
合金化
将两种或两种以上的金属元素或非金属元素与一种金 属元素结合，形成具有金属特性的合金的过程。
合金化概念的意义
通过合金化可以改变金属的物理、化学和机械性能， 以满足不同领域的需求。
合金化的应用
在汽车、航空航天、能源、电子等领域得到广泛应用 。
合金相图与组织
1 2
相图
表示合金在不同温度和成分下的相组成和相变规 律的图形。
生产流程
原料准备
包括矿石的破碎、磨细、选矿 等工序，以获得高品位精矿。
冶炼
根据矿石类型和所需金属种类 选择合适的冶炼方法，提取金 属。
加工
将提取出的金属进行铸造、轧 制、锻造或焊接等加工，制成 所需形状和性能的金属制品。
质量检测与控制
对金属制品进行质量检测和控 制，确保产品质量符合要求。
有色金属及其合金
第九章 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 塑 Fe 料 其 它 橡 胶 磁 玻 材 璃 料
汽化 器 (热 交换 管为 LF21)
器、铆钉及承受中等载荷
的零件。
② 硬铝合金
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
CuAl2(θ相) Al2CuMg(S相)
Mg2Si(β相)
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.
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
铝 锭
§1 铝及铝合金
一、铝及铝合金性能特点
1、纯铝 具有银白色金属光泽，密度小 (2.72g/cm3 )，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。
飞机翼梁(腹板 为硬铝合金)
③ 超硬铝合金
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
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 塑 Fe 料 其 它 橡 胶 磁 玻 材 璃 料
汽化 器 (热 交换 管为 LF21)
器、铆钉及承受中等载荷
的零件。
② 硬铝合金
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
CuAl2(θ相) Al2CuMg(S相)
Mg2Si(β相)
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.
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
铝 锭
§1 铝及铝合金
一、铝及铝合金性能特点
1、纯铝 具有银白色金属光泽，密度小 (2.72g/cm3 )，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。
飞机翼梁(腹板 为硬铝合金)
③ 超硬铝合金
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
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。
第八章有色金属及其合金-PPT精品
第三阶段：
溶质原子Cu继续富集，第二阶段形成的 θ ”相逐渐达到CuAl2的成分，并部分地 与母相α 固溶体的晶格脱离，形成一种 过渡相θ ’，随着θ ’ 的形成，固溶体的 晶格畸变程度减轻，合金趋于软化。
第四阶段：
稳定的θ 相- CuAl2形成，并与母相α 固溶体 完全脱离联系，使α 固溶体的晶格畸变大为 减轻，时效产生的强化效果显著减弱，合金 软化，这种现象称为“过时效”。
含11～13% Si，铸造后几乎全部得到
共晶组织，因而流动性很好，铸造发生热 裂的倾向小，但铸件致密度不高。可采用 压铸，增加致密度。
b、特殊硅铝明
为了增加铝合金强度，向合金加入能 形成强化相 CuAl2（θ相），Mg2Si（β相）， Al2CuMg（S相）的合金元素 Cu、Mg。
2、Al-Cu系铸造铝合金
Al-Cu-Mg系，它有强烈的时效强化作 用，经时效处理后具有很高的硬度、强度， 同时具有优良的加工工艺性能。含Cu、Mg 量低的硬铝合金，强度低而塑性高，Cu、 Mg量高则强度高、塑性低。
硬铝合金淬火+人工时效，有晶间腐蚀倾 向，故多采用淬火+自然时效。
3、超硬铝合金 LC3、LC4、LC5、LC6、LC9
L7
2#工业纯铝
7#工业纯铝
99.5%
98%
二、铝合金的成分、组织和性能特点 1、成分特点
纯铝的机械性能不高，为了提高铝的机
械性能，在铝中加入Cu、Zn、Mg、Si、Mn、
RE等元素制成铝合金。
铝合金仍保持纯铝密度小，抗蚀好等特 点，但机械性能比纯铝高的多。
2、组织特点
合金元素在铝中的溶解度一般都是有 限的，因此铝合金组织中除了形成铝基固 溶体（α ）外，还有第二相（金属间化合 物）出现。
有色金属及其合金综述课件
拉拔
通过拉拔机将金属线材拉制成 各种规格的细线、弹簧丝等。
表面处理
电镀
通过电解的方法在金属 表面镀覆一层金属或合 金，以提高耐腐蚀性和
美观度。
喷涂
通过喷枪或喷粉装置将 涂料喷涂在金属表面，
形成一层保护膜。
氧化处理
通过化学或电化学的方 法使金属表面形成一层 氧化膜，以提高耐腐蚀
性和美观度。
钝化处理
通过化学方法使金属表 面形成一层钝化膜，以
镁及镁合金
镁是一种轻质金属，具有良好的比强度和比刚度。镁合金广泛应用 于汽车、电子和航空航天等领域。
钴及钴合金
钴是一种具有优良耐腐蚀性和高温强度的金属。钴合金广泛应用于 航空航天、能源和化工等领域。
02
CHAPTER
有色金属的应用领域
建筑行业
铝合金
用于制造门窗、幕墙、支架等， 因其轻便、美观、耐腐蚀而受到 广泛应用。
的破坏和污染，特别是减少废水和废气的排放。
促进循环经济
03
回收和再生利用有色金属是循环经济的重要组成部分，有助于
实现经济、社会和环境的可持续发展。
05
CHAPTER
有色金属的未来发展趋势
新材料研发
01
02
03
高性能轻质材料
研发具有高强度、轻量化 的有色金属合金，用于航 空航天、汽车等领域，替 代传统材料。
铜及铜合金
用于管道、供暖系统、水龙头等 ，因其良好的导热性和耐腐蚀性 而受到青睐。
汽车行业
镁合金
用于汽车零部件，如发动机罩、气瓶 架等，以减轻重量并提高燃油经济性 。
铝合金
用于汽车车身、底盘和悬挂系统等， 以提高汽车的结构强度和轻量化。
电子行业
3金属材料有色金属及其合金课堂PPT
铸造青铜 —— 如Sn青铜 ， ZCuSn10Zn2 。
24
（3）白铜 —— Cu-Ni 系合金 ➢以镍为主要合金元素，B（白）+镍质量分数，例B19 ➢铜、镍无限固溶，单相α， ➢可冷、热变形，较好的强度和优良的塑性。它的抗蚀性 很好，电阻率较高。 ➢用于制造船舶仪器零件、化工机械零件及医疗器械等。
一切能时效硬化的合金都有 回归现象。
自然时效后的铝合金在反复 回归处理和再时效时强度有 所降低。
时效后的铝合金可在回归处 理后的软化状态进行各种冷 变形。利用这种现象，可随 时进行飞机的铆接和修理 等。
8
2、变形铝合金
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
（2）时效强化（第二相强化） 在室温下放置或低温加热时，强 度和硬度会明显升高。这种现象 称为时效或时效硬化。
时效的条件： 合金能在高温形成均匀的固溶体，并且固溶体中 溶质的溶解度必须随温度的降低而显著降低。
6
CuAl2
Al-Cu合金相图
含4%Cu的Al-Cu合金的自然时效曲线
时效规律
① 时效温度越高, 强度峰值 越低, 强化效果越小;
30
(3) (a + β)钛合金
钛中加入a 和β 稳定化元素所得到的(a + β)钛合金，
塑性很好，容易锻造、压延和冲压，并可通过淬火和 时效进行强化。热处理后强度可提高50%～100%
典型牌号：TC4，成分：Ti-6Al-4V 强度高，塑性好，在400℃时组织稳 定，蠕变强度较高，低温韧性好，抗海 水应力腐蚀及抗热盐应力腐蚀
有色金属及其合金
28
第八章 有色金属及其合金
第四节 轴承合金简介
二、常用轴承合金
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青铜是除黄铜和白铜以外的其 他铜合金。
锡青铜—是以锡为主要 添加元素的铜基合金 无锡青铜—是含铝、被、 硅、铝、锰等合金元素 的铜基合金。
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青铜的牌号依次由“Q”(“青”字 汉语拼音字首)、主加元素符号及其含 量百分数其他元素的含量百分数组成， 如 QSn4-3。 铸造青铜牌号表示方法同铸造铝合 金。
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第八章 有色金属及其合金
第四节 轴承合金简介
2．组织特点 软基体上分布硬质点（如锡基、铅基轴承合金） 硬基体上分布软质点（如铜基、铝基轴承合金）
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第八章 有色金属及其合金
第四节 轴承合金简介
二、常用轴承合金 轴承合金牌号由“Z”(“铸”字汉语拼音字首)、基体 金属元素、主要合金元素符号和各主要合金元素平均（名义） 含量的百分数组成。
四、铸造铝合金
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第二节
铜及其铜合金
一、工业纯铜 纯铜呈紫红色，又称紫铜。铜的密度为 8.96 g／cm3， 熔点为1083℃，具有面心立方晶格，无同素异晶转变。它有 良好的电导性、热导性、耐蚀性和塑性。 工业纯铜的纯度为 99.90％～99.50％，其代号用“T” （“铜”字汉语拼音字首）加顺序号表示，共有T1、T2、T3、 T4四个代号。序号越大，纯度越低。
6
三、变形铝合金的分类与牌号 （1）防锈铝 主要加入的合金元素是镁或锰属Al-Mg或Al-Si系合金。 （2）硬铝 主要加入的合金元素是铜和镁属Al-Cu-Mg系合金。 固溶处理 自然时效 时效 人工时效
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三、变形铝合金的分类与牌号 （3）超硬铝 主要加人的合金元素是铜、镁和锌属Al-Cu-Mg-Zn系合 金。 （4）锻铝 主要加人的合金元素是铜、镁和硅属Al-Cu-Mg-Si系合 金。