有色金属有色金属及及合金合金 金属学与热处理金属学与热处理有色金属及合金是钢铁材料以外的各种金属材料，又称非铁材料这些金属及合金具有许多特殊的性能。 如：强度高 导电性好 耐蚀性及耐热性高等有色金属及有色金属及合金合金正因，为这些金属及合金具有这许多特殊的性能 所以，有色金属材料在机电、仪表、特别是在航空、 航天及航海等工业中具有重要的作用。 下面：就让我们一起来学习学习这些神奇的金属 在本章我们学习到的有机械工业中常用的 铝、铜及其合金和轴承合金的成分、组织和性能。 有色金属及有色金属及合金合金纯铝的物理性质及其运用铝合金的分类极其性能特点铝及铝合金的命名小节总结13.1 铝及铝合金 纯纯铝的密度小、比强度铝的密度小、比强度 高高纯铝密度为 2.7g/cm3，为铁的1/3。铝合金密度也很小，强度与低合金高强钢强度相近，比强度比一般高强钢高得多。因此，铝合金是很重要的航空结构材料纯铝的物理性能及其运用纯铝的 熔点低（熔点低（660） 强度低（强度低（80MPa） 塑形高（塑形高（80） 铝铝的导电性的导电性好好 仅次于银、铜和金，在室温时的导电率约为铜的65%。 其导电能力是铜的二倍。 因此，现在我们已经大量用Al取代Cu制作导线。纯铝的物理性质及其运用铝及铝合金有相当好的抗大气腐蚀能力，磁化率极低，接近于非铁磁性材料这是因为铝由于其表面能形成致密的Al2O3保护膜。 2Al+3O2=2 Al2O3且纯度越高，铝的耐蚀性越好！纯铝的物理性质及其运用 加工性能良好加工性能良好 铝具有面心立方结构，且塑性高，强度低， 因此纯铝和许多铝合金可以进行各种冷、热加工,能轧制 成很薄的铝箔和冷拔成极细的丝，焊接性能亦良好。 经冷热变形或热处理可以显著提高纯铝及其合金的强度。 例如：冷变形可使工业纯铝的抗拉性强度提高到 150MPa （原来为80MPa），伸长率降低至.*由于由于上述优点，铝及铝合金在电气工程、航空及宇航工业、上述优点，铝及铝合金在电气工程、航空及宇航工业、一般机械和轻工业中都有广泛的用途。一般机械和轻工业中都有广泛的用途。 纯铝的物理性质及其运用纯铝纯铝 1 1. . 高纯铝高纯铝 纯度纯度 99.9399.9399.99% 99.99% 用于用于科学研究及制作电容器等。科学研究及制作电容器等。 2. 2. 工业高纯铝工业高纯铝 纯度纯度 98.8598.8599.999.9% % 用于用于制作铝箔、包铝、冶炼铝合金的原料。制作铝箔、包铝、冶炼铝合金的原料。 3. 3. 工业纯铝工业纯铝 纯度纯度 98.098.099.0% 99.0% 用于制作电线、电缆、器皿及配制合金。用于制作电线、电缆、器皿及配制合金。 纯铝的物理性质及其运用纯铝的强度和硬度低纯铝的强度和硬度低 不能用来制造承载的机械零件不能用来制造承载的机械零件 * *向铝中加入合金元素制成铝合金可改变其组织结构向铝中加入合金元素制成铝合金可改变其组织结构， 提高提高力学性能。力学性能。 * *铝合金中常用的合金元素有铝合金中常用的合金元素有Si，Mg，Cu，Mn，Zn等。等。这些元素在铝中能形成铝基有限固溶体（这些元素在铝中能形成铝基有限固溶体（），它们大多），它们大多能与铝形成二元或三元共晶类型相图。能与铝形成二元或三元共晶类型相图。纯铝的物理性质及其运用铝合金型材铝合金型材 飞机用座椅轨道及航空飞机用座椅轨道及航空零件零件铝合金运用举例 铝合金散热器铝合金散热器 铝铝合金汽车车身合金汽车车身按合金元素和加工工艺特性按合金元素和加工工艺特性 （1）变形铝合金）变形铝合金 成分低于D 的合金，加热时能形成单相固溶 体组织，塑性较好，适于变形加工，故称为变形铝合金。（2）铸造铝合金）铸造铝合金 成分高于D 的合金， 由于冷却时有共晶 反应发生，流动性 较好，适于铸造生产， 称为铸造铝合金。这两类合金理论分界线是这两类合金理论分界线是共晶共晶温度下饱和固熔体的极限溶解温度下饱和固熔体的极限溶解 度度。铝合金的分类变形铝合金又可分为 可热处理强化铝合金可热处理强化铝合金 不可热处理不可热处理强化强化铝合金铝合金这两类铝合金的理论分界线为这两类铝合金的理论分界线为室温室温下饱和下饱和固熔体的极限固熔体的极限溶解度。溶解度。变形变形铝合金按性能特点和用途又铝合金按性能特点和用途又可可分为分为 防锈铝（属于不可热处理强化铝合金） 硬铝 超硬铝（其他都属于可热处理强化铝合金） 锻铝铝合金的分类变形铝及铝合金可直接引用国际四位数字体系牌号未命名为国际四位数字体系牌号的变形铝及铝合金。应采用四位字符牌号命名。这这两种编号方法的第一位为数字，表示铝及铝合金两种编号方法的第一位为数字，表示铝及铝合金的组别的组别 1表示铝含量Al不小于99.00%的纯铝 2表示以铜为主要合金元素的铝合金 3表示以锰为主要合金元素的铝合金 4表示以硅为主要合金元素的铝合金变形铝及铝合金的命名 5表示以镁为主要合金元素的铝合金 6表示以锰镁和硅为主要合金元素并以Mg2Si相为强化相的铝合金 7表示以锌为主要合金元素的铝合金这两种编号方法的第二位表示原始合金的改型情况。其中国际四位数字体系牌号的第二位为阿拉伯数字。其中国际四位数字体系牌号的第二位为阿拉伯数字。 0表示原始合金。表示原始合金。其中四位字符牌号其中四位字符牌号的第二位为英文大写字母。的第二位为英文大写字母。A表示表示原始合金。原始合金。变形铝及铝合金的命名两种编号方法的最后两位为阿拉伯数字，无特殊意义，仅用以区别同一组中的不同铝合金。例如: 5A06 表示6号AlMg系变形铝合金 2A14 表示14号AlCu系变形铝合金高纯高纯铝：铝：牌号 L01、L02、L03、L04，编号越大，纯度越高编号越大，纯度越高。工业工业纯纯铝：铝： 纯度 牌号 L1、L2、L3、L4、L5，编号越编号越大，纯度越低。大，纯度越低。重点提示：铝及铝合金的命名为本节重点知识！重点提示：铝及铝合金的命名为本节重点知识！变形铝及铝合金的命名铸造铝合金按加入主要合金元素不同，可分为以下系列：AlSi系 （ZL1）AlCu系 （ZL2）AlMg系（ZL3）AlZn系 （ZL4）其中括号内的为其代号。（分别为“铸”“铝”拼音首字母。）如：ZL101 表示号铝硅系铸造合金ZL202 表示号铝铜系铸造铝合金铸造铝合金的命名分类分类合金名称合金名称合金系合金系性能特点性能特点标号举例标号举例铸造铝合金简单铝硅合金lSi铸造性能好，不能热处理强化，力学性能较低ZL102特殊铝硅合金AlSiMg铸造性能良好能热处理强化力学性能良好Zl101Al-Si-CuZl107Al-Si-Mg-CuZl105，Zl110Ai-Si-Mg-Cu-NiZl109铝铜铸造合金Al-Cu耐热性好，铸造性能与耐蚀性差Zl201铝镁铸造合金Al-Mg力学性能高，耐蚀性好Zl301铝锌铸造合金Al-Zn能自动淬火，宜于压铸Zl401铝合金的分类及性能特点 分类分类合金合金名称名称合金系合金系 性能特点性能特点编号举例编号举例变形铝金属不可热处理强化铝合金防锈铝Al-Mn耐蚀性、压力加工性与焊接性能好，但强度较低3A21Al-Mg5A05可热处理强化铝合金硬铝Al-Cu-Mg力学性能高2A11，2A12超硬铝AlCuMg-Zn室温强度最高7A04锻铝lMg-Si-Cu锻造性能好2A50，2A14Ai-Fe-Mg-Cu-Ni耐热性能好2A80，2A70铝合金的分类及性能特点本节小结纯铝的物理性质极其运用纯铝的物理性质极其运用 纯铝的密度，熔点，强度，塑性，纯度，导电性， 导热性，耐蚀性等。铝合金的物理性能极其运用铝合金的物理性能极其运用铝合金的分类及性能特点铝合金的分类及性能特点 变形铝合金 铸造铝合金* 铝及铝合金的命名铝及铝合金的命名