1、第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金 1 1 铝及其合金铝及其合金 2 2 铜及其合金铜及其合金 3 3 钛及其合金钛及其合金 4 4 轴承合金轴承合金 5 5 其它非铁合金其它非铁合金1第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金绪论除铁之外的其它金属称为非铁金属：除铁之外的其它金属称为非铁金属：轻金属轻金属4.5g/cm4.5g/cm3 3如如AlAl、MgMg、K K、NaNa、CaCa等。等。重金属重金属4.54.5g/cmg/cm3 3如如CuCu、ZnZn、NiNi、SnSn、PbPb、CoCo等。等。贵金属贵金属 AuAu、AgAg、PtPt、RhRh（铑）、（铑）、
2、CdCd（镉）等。（镉）等。稀有金属稀有金属相对稀少或产量较少相对稀少或产量较少TiTi、W W、V V、NbNb、MoMo等。等。放射性金属放射性金属如镭（如镭（RaRa）、铀（）、铀（U U）、钍（）、钍（ThTh）等。）等。半金属半金属介于金属与非金属之间的元素，如硅、锗、硼介于金属与非金属之间的元素，如硅、锗、硼 非铁金属具有许多优良特性非铁金属具有许多优良特性2第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金一、纯铝一、纯铝 具 有 银 白 色 金 属 光 泽，密 度具 有 银 白 色 金 属 光 泽，密 度2.722.72g/cmg/cm3 3，熔点熔点660.4660
3、.4，具有，具有良好良好的导电和导热性的导电和导热性，其导电性仅次于银，其导电性仅次于银和铜。纯铝在空气中易氧化，表面形和铜。纯铝在空气中易氧化，表面形成一层能阻止内层金属继续被氧化的成一层能阻止内层金属继续被氧化的致密的氧化膜，因此具有良好的致密的氧化膜，因此具有良好的抗大抗大气腐蚀性气腐蚀性能。能。一、工业纯铝一、工业纯铝（物理性能）（物理性能）铝合金制造的机翼铝合金制造的机翼3第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金一、工业纯铝一、工业纯铝（工艺性能）（工艺性能）面心立方面心立方结构，结构，无同素异构转变，无磁性。无同素异构转变，无磁性。塑性极好、强度较低塑性极好、强
4、度较低(纯度纯度99.99%99.99%时，时，b b45MPa45MPa，5050%)%)，良好的低温性能良好的低温性能(-235(-235塑塑性和冲击韧度也不降低性和冲击韧度也不降低)，冷变形加工可提高其，冷变形加工可提高其强度，但塑性降低。强度，但塑性降低。铸、压力加工、焊和切削加工性能具佳铸、压力加工、焊和切削加工性能具佳。铁、硅铁、硅杂质杂质，影响导电性、抗蚀性及塑性。，影响导电性、抗蚀性及塑性。4第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金一、工业纯铝一、工业纯铝（分类）（分类）按纯度按纯度高纯铝高纯铝、工业高纯铝工业高纯铝、工业纯铝工业纯铝高纯铝：高纯铝：有有L0
5、5L05L01L01五种，数字越大，纯度越高；五种，数字越大，纯度越高；工业高纯铝：工业高纯铝：有有LG1LG1LG5LG5，数字越大，纯度越高；，数字越大，纯度越高；工业纯铝：工业纯铝：有有L1L1L7L7七种，数字越小，纯度越高。七种，数字越小，纯度越高。用途：用途：工业纯铝主要配制铝合金，高纯铝主要用于科学工业纯铝主要配制铝合金，高纯铝主要用于科学试验和化学工业。纯铝还可用来制造导线、包覆材料、试验和化学工业。纯铝还可用来制造导线、包覆材料、耐蚀和生活器皿等。耐蚀和生活器皿等。5第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金二、铝合金的分类二、铝合金的分类 二、铝合金二、铝
6、合金 铝中加入适量铝中加入适量SiSi、CuCu、MgMg、ZnZn、MnMn等主加等主加元素和元素和CrCr、TiTi、B B、ZrZr、CaCa、NiNi等辅加元素，组等辅加元素，组成铝合金，可提高强度并保持纯铝的特性。成铝合金，可提高强度并保持纯铝的特性。根据成分和生产工艺根据成分和生产工艺分两大类分两大类：1)1)变形铝合金变形铝合金 2)2)铸造铝合金铸造铝合金6第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金二、铝合金的分类二、铝合金的分类变形铝合金变形铝合金:D D点以左点以左的合金，加热至固溶的合金，加热至固溶线线DFDF以上温度得到均匀的单相以上温度得到均匀的单相
7、固溶体，塑性好，适于进行锻造、固溶体，塑性好，适于进行锻造、轧制等。轧制等。铸造铝合金铸造铝合金:D D点以右点以右的合金，塑性较差，的合金，塑性较差，不宜压力加工，但流动性好，适不宜压力加工，但流动性好，适宜铸造。宜铸造。7第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金二、铝合金的分类二、铝合金的分类(变形铝合金变形铝合金)变形铝合金中：变形铝合金中：小于小于F F点的合金，固溶体成点的合金，固溶体成分不随温度而变化，不能通过分不随温度而变化，不能通过热处理方法强化，称为热处理方法强化，称为热处理热处理不可不可强化的铝合金强化的铝合金；成分在成分在F-DF-D之间的合金，固之间
8、的合金，固溶体成分随温度变化，可通过溶体成分随温度变化，可通过热处理方法强化，称为热处理方法强化，称为可热处可热处理强化的铝合金理强化的铝合金。8第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金三、铝合金的热处理三、铝合金的热处理(退火、淬火和时效退火、淬火和时效)1 1退火退火(1)(1)再结晶退火再结晶退火加热到再结晶温度以上保温后空冷，加热到再结晶温度以上保温后空冷，以消除加工硬化，改善合金的塑性。完全退火以消除加工硬化，改善合金的塑性。完全退火(2)(2)低温退火低温退火-消除内应力，适当增加塑性，通常消除内应力，适当增加塑性，通常 在在180180300300保温后空冷。
9、不完全退火保温后空冷。不完全退火(3)(3)均匀化退火均匀化退火-消除铸锭或铸件的成分偏析及内应消除铸锭或铸件的成分偏析及内应 力，提高塑性，通常在高温长时间保温后空冷。力，提高塑性，通常在高温长时间保温后空冷。9第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金三、铝合金的热处理三、铝合金的热处理(退火、淬火和时效退火、淬火和时效)2 2淬火（固溶处理）淬火（固溶处理）将铝合金将铝合金加热到固溶线以加热到固溶线以上上保温后快冷，使第二相来保温后快冷，使第二相来不及析出，得到过饱和、不不及析出，得到过饱和、不稳定的单一稳定的单一固溶体。淬火固溶体。淬火后铝合金的强度和硬度不高，后铝合
10、金的强度和硬度不高，具有很好的塑性。具有很好的塑性。加热固溶淬火过饱和时效析出10第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金三、铝合金的热处理三、铝合金的热处理(退火、淬火和时效退火、淬火和时效)3.3.时效时效 时时 效：效：将淬火后的铝合金，在室温或低温加将淬火后的铝合金，在室温或低温加热下保温一段时间，随时间延长其强度、硬度显著升热下保温一段时间，随时间延长其强度、硬度显著升高而塑性降低的现象。高而塑性降低的现象。自然时效：自然时效：室温下合金自发强化的过程；室温下合金自发强化的过程；人工时效：人工时效：在某一加热温度下进行的时效。在某一加热温度下进行的时效。时效实质：
11、时效实质：第二相从过饱和、不稳定的单一第二相从过饱和、不稳定的单一固固溶体中析出和长大，由于第二相与母相（溶体中析出和长大，由于第二相与母相（相）的共相）的共格程度不同，使格程度不同，使母相产生晶格畸变而强化母相产生晶格畸变而强化。11第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金时效强化效果与加热温度和时效强化效果与加热温度和保温时间有关。保温时间有关。温度一定时，随时效时间延长，时温度一定时，随时效时间延长，时效曲线上出现峰效曲线上出现峰值，超过峰值时值，超过峰值时间，析出相聚集长大，强度下降，间，析出相聚集长大，强度下降，为过时效。随时效温度提高，峰值为过时效。随时效温度提高，峰值强度下
12、降，出现峰值的时间提前。强度下降，出现峰值的时间提前。三、铝合金的热处理三、铝合金的热处理(退火、淬火和时效退火、淬火和时效)1 铝及其合金含含4%Cu铝合金的时效曲线铝合金的时效曲线 时效时间时效时间/d12第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金三、铝合金的热处理三、铝合金的热处理(退火、淬火和时效退火、淬火和时效)3.3.时效曲线【时效曲线【Al-4%CuAl-4%Cu合金】合金】自然时效 人工时效13第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金以以Al-4%CuAl-4%Cu合金为例：该合金的时效基本过程可以概括合金为例：该合金的时效基本过程可以概括为：为：合金淬
13、火合金淬火-过饱和过饱和 固溶体固溶体 -形成铜原子富集区形成铜原子富集区(GP(GP区区)-铜原子富集区有序化铜原子富集区有序化(GP(GP区、区、)-形成过渡相形成过渡相-形成稳定的形成稳定的 相相(CuAl2)+(CuAl2)+平衡的平衡的 固溶体。固溶体。v细化组织强化细化组织强化 在铝合金中添加微量元素细化组织提高铝合金力学性在铝合金中添加微量元素细化组织提高铝合金力学性能能(既提高强度又改善塑性既提高强度又改善塑性)。v冷变形强化冷变形强化 对合金进行冷变形，能增加其内部的位错密度，阻碍对合金进行冷变形，能增加其内部的位错密度，阻碍位错运动，提高合金强度。这对不能进行热处理强化的铝
14、位错运动，提高合金强度。这对不能进行热处理强化的铝合金提供了强化的途径和方法。合金提供了强化的途径和方法。三、铝合金的热处理三、铝合金的热处理(退火、淬火和时效退火、淬火和时效)1 铝及其合金14第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金四、变形铝合金四、变形铝合金 变形铝及铝合金牌号表示方法变形铝及铝合金牌号表示方法 根据根据GB/T3190-2008变形铝及铝合金化学成分变形铝及铝合金化学成分可直接引用国际四位数字体系牌号或采用国标规定的可直接引用国际四位数字体系牌号或采用国标规定的四位字符牌号四位字符牌号。全世界铝的用量全世界铝的用量百万吨百万吨一次生产量二次回收量总用
15、量15第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金 防锈铝合金防锈铝合金-LF+-LF+序号序号 硬铝合金硬铝合金-LY-LY+序号序号 超硬铝合金超硬铝合金-LC+-LC+序号序号 锻造铝合金锻造铝合金-LD+-LD+序号序号 LFLF为不可热处理强化铝合金，为不可热处理强化铝合金，其它为可热处理强化铝合金。其它为可热处理强化铝合金。1 铝及其合金 四、变形铝合金四、变形铝合金铝合金制品铝合金制品16第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金四、变形铝合金四、变形铝合金(防锈铝合金防锈铝合金LF)系列：系列：Al-Al-MnMn系、系、Al-MgAl-Mg系系性能：性能：
16、具有很高的塑性、较具有很高的塑性、较低或中等的强度、优良的低或中等的强度、优良的耐蚀性能和良好的焊接性能。耐蚀性能和良好的焊接性能。使用：使用：防锈铝只能用冷变形来强化，一般在退火防锈铝只能用冷变形来强化，一般在退火态或冷作硬化态使用。态或冷作硬化态使用。卫星天线卫星天线（LF2）17第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金四、变形铝合金四、变形铝合金(防锈铝合金防锈铝合金LF)常用常用Al-Al-MnMn系：系：LF21LF21（3A213A21），抗腐蚀性较好，常用来制造需弯曲、），抗腐蚀性较好，常用来制造需弯曲、冷拉或冲压的零件，如管道、容器、油箱等。冷拉或冲压的零件
17、，如管道、容器、油箱等。常用常用Al-MgAl-Mg系：系：LF2LF2（5A02)5A02)、LF3(5A03)LF3(5A03)、LF5(5A05)LF5(5A05)、LF6(5A06)LF6(5A06)等，等，有较高的疲劳性能和抗振性，强度高于有较高的疲劳性能和抗振性，强度高于Al-Al-MnMn系合金，系合金，但耐热性较差，广泛用于航空航天工业中，如制造油箱、但耐热性较差，广泛用于航空航天工业中，如制造油箱、管道、铆钉、飞机行李架等。管道、铆钉、飞机行李架等。18第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金四、变形铝合金四、变形铝合金(硬铝合金硬铝合金LY)硬铝硬铝 ：
18、“杜拉铝明杜拉铝明”Al-Cu-Mg Al-Cu-Mg系和系和Al-Cu-Al-Cu-MnMn系两类系两类 常用常用Al-Cu-MgAl-Cu-Mg系分为：系分为：低强度硬铝低强度硬铝(铆钉硬铝铆钉硬铝)，如，如LY1(2A01)LY1(2A01)、LY3LY3、LY10(2A10)LY10(2A10)等，强度较低，但有很高的塑性；等，强度较低，但有很高的塑性；中强度硬铝中强度硬铝（标准硬铝），如（标准硬铝），如LY11(2A11)LY11(2A11)；高强度硬铝高强度硬铝，如，如LY12(2A12)LY12(2A12)。19第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金四、变形
19、铝合金四、变形铝合金(硬铝合金硬铝合金LY)Al-Cu-MgAl-Cu-Mg系硬铝的性能：系硬铝的性能：焊接性和耐蚀性较差，对于板材可包覆一层焊接性和耐蚀性较差，对于板材可包覆一层高纯铝，通常还要进行阳极氧化处理和表面涂装，高纯铝，通常还要进行阳极氧化处理和表面涂装，为提高其耐蚀性一般采用自然时效。部分为提高其耐蚀性一般采用自然时效。部分Al-Cu-Al-Cu-MgMg系硬铝具有较高的耐热性，如系硬铝具有较高的耐热性，如LY11(2A11)LY11(2A11)、LY12(2A12)LY12(2A12)，可在较高温度使用。可在较高温度使用。20第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝
20、及其合金四、变形铝合金四、变形铝合金(硬铝合金硬铝合金LY)Al-Cu-MnAl-Cu-Mn系硬铝：系硬铝：为超耐热硬铝合金，具有较好的塑性和工为超耐热硬铝合金，具有较好的塑性和工艺性能，常用代号有艺性能，常用代号有LY16(2A16)LY16(2A16)、LY17(2A17)LY17(2A17)。硬铝合金的用途：硬铝合金的用途：常制成板材和管材，主要用于飞机构件、常制成板材和管材，主要用于飞机构件、蒙皮、螺旋桨、叶片等。蒙皮、螺旋桨、叶片等。飞机翼梁飞机翼梁(腹板腹板为硬铝合金为硬铝合金)21第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金四、变形铝合金四、变形铝合金(超硬铝合金
21、超硬铝合金LC)Al-Al-CuCu-Mg-Zn-Mg-Zn系合金：系合金：强 度 最 高强 度 最 高，常 用，常 用 L C 4(7 A 0 4)L C 4(7 A 0 4)、LC9(7A09)LC9(7A09)等；具有等；具有良好的热塑性良好的热塑性，但疲，但疲劳性能较差，耐热性和耐蚀性也不高；劳性能较差，耐热性和耐蚀性也不高；表面通常包覆表面通常包覆w wZnZn=1%=1%的铝锌合金，零构的铝锌合金，零构件也要进行阳极化防腐蚀处理；一般采件也要进行阳极化防腐蚀处理；一般采用淬火加人工时效的热处理强化工艺；用淬火加人工时效的热处理强化工艺；用于工作温度较低、受力较大的结构件，用于工作温
22、度较低、受力较大的结构件，如飞机蒙皮、壁板、大梁、起落架部件如飞机蒙皮、壁板、大梁、起落架部件等。等。飞机主起落架飞机主起落架22第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金四、变形铝合金四、变形铝合金(锻造铝合金锻造铝合金LD)分类：分类：Al-Mg-SiAl-Mg-Si-Cu-Cu系和系和Al-Cu-Mg-Fe-NiAl-Cu-Mg-Fe-Ni系两类；系两类；Al-Cu-Mg-SiAl-Cu-Mg-Si系：系：热塑性好，可用锻压方法来制造形状较复杂的热塑性好，可用锻压方法来制造形状较复杂的零件；一般在淬火加人工时效后使用；常用零件；一般在淬火加人工时效后使用；常用LD2(6
23、A02)LD2(6A02)、LD5(2A50)LD5(2A50)、LD6(2B50)LD6(2B50)、LD10(2A14)LD10(2A14)等；主要制造要求中等强度、高塑性和耐热性的等；主要制造要求中等强度、高塑性和耐热性的锻件、模锻件，如各种叶轮、导风轮、接头、框锻件、模锻件，如各种叶轮、导风轮、接头、框架等。架等。23第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金四、变形铝合金四、变形铝合金(锻铝合金锻铝合金LD)Al-Cu-Mg-Fe-NiAl-Cu-Mg-Fe-Ni系：系：常用代号有常用代号有LD7(2A70)LD7(2A70)、LD8(2A80)LD8(2A80)、
24、LD9(2A90)LD9(2A90)等，等，此类合金耐热性较好，主此类合金耐热性较好，主要用于要用于250250温度下工作温度下工作的零件，如叶片、超音速的零件，如叶片、超音速飞机蒙皮等。飞机蒙皮等。24第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金四、变形铝合金四、变形铝合金(牌号牌号)25第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金四、变形铝合金四、变形铝合金(牌号牌号)26第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金五、铸造铝合金五、铸造铝合金铸造铝合金：铸造铝合金：Al-Al-SiSi系、系、Al-CuAl-Cu系、系、Al-MgAl-Mg
25、系、系、Al-ZnAl-Zn系、系、Al-REAl-RE系系代代 号：号：ZL1ZL1、ZL2ZL2、ZL3ZL3、ZL4ZL4、ZL5ZL5加两位数字的顺序号表示；若为铸锭，则在加两位数字的顺序号表示；若为铸锭，则在ZLZL后加后加D D；若为优质，则在代号后加若为优质，则在代号后加A A；需表示状态时，在合金代需表示状态时，在合金代号后用短横线连接状态代号；铸造方法代号不写入合金号后用短横线连接状态代号；铸造方法代号不写入合金代号中。代号中。27第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金五、铸造铝合金五、铸造铝合金(1.Al-Si系系)Al-Si(11-13%)Al-Si
26、(11-13%)系系铸造铝合金铸造铝合金俗称硅铝明俗称硅铝明：性能：性能：铸造性能好，密度小，具有优良的耐蚀性、铸造性能好，密度小，具有优良的耐蚀性、耐热性和焊接性；耐热性和焊接性；用途：用途：制造形状复杂但强度要求不高的铸件，如制造形状复杂但强度要求不高的铸件，如飞机、仪表壳体等；制造低、中强度的形状复杂飞机、仪表壳体等；制造低、中强度的形状复杂的铸件，如电机壳体、气缸体、风机叶片、发动的铸件，如电机壳体、气缸体、风机叶片、发动机活塞等。机活塞等。28第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金五、铸造铝合金五、铸造铝合金(1.Al-Si系相图系相图)29第九章第九章 非铁金
27、属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金五、铸造铝合金五、铸造铝合金(1.Al-Si系系)ZL102ZL102变质前：变质前：b b 140 140 MPaMPa 3 3 后：后：s s 180 180 MPaMPa 8 8未变质处理未变质处理 经变质处理经变质处理 ZL102的铸态组织的铸态组织30第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金五、铸造铝合金五、铸造铝合金(2.Al-Cu系系)Al-CuAl-Cu系铸造铝合金：系铸造铝合金：性能：性能：有较高的强度、耐热性，有较高的强度、耐热性，但密度大、耐蚀性差，铸造但密度大、耐蚀性差，铸造性能不好，常用代号有性能不好，常用代
28、号有ZL201ZL201、ZL202ZL202、ZL203ZL203等，主要用于制造较高温度下工等，主要用于制造较高温度下工作、要求高强度的零件，如内燃机气缸头、增作、要求高强度的零件，如内燃机气缸头、增压器导风叶轮等。压器导风叶轮等。汽缸头汽缸头31第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金五、铸造铝合金五、铸造铝合金(3.Al-Mg系系)Al-Mg Al-Mg系铸造铝合金：系铸造铝合金：耐蚀性好，强度高，密度耐蚀性好，强度高，密度小，但铸造性能差，耐热小，但铸造性能差，耐热性低。常用代号有性低。常用代号有ZL301ZL301、ZL303ZL303等，主要用于制造在等，主要
29、用于制造在腐蚀介质下工作的承受一腐蚀介质下工作的承受一定冲击载荷的形状较为简定冲击载荷的形状较为简单的零件，如舰船配件、单的零件，如舰船配件、氨用泵体等。氨用泵体等。鼓风机密封件等鼓风机密封件等(ZL102、301)32第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金五、铸造铝合金五、铸造铝合金(4.Al-Zn系系)Al-Zn Al-Zn系铸造铝合金：系铸造铝合金：Al-ZnAl-Zn系系铸造铝合金铸造性能铸造铝合金铸造性能好，强度较高，但密度大，好，强度较高，但密度大，耐蚀耐蚀性较差。常用代号有性较差。常用代号有ZL401ZL401、ZL402ZL402等，主要用于制造受力较等，
30、主要用于制造受力较小、形状复杂的汽车、飞机、仪小、形状复杂的汽车、飞机、仪器零件。器零件。33第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金1 铝及其合金五、铸造铝合金五、铸造铝合金(牌号牌号)34第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金一、纯铜（一、纯铜（1 1）纯铜又称紫铜、电解铜纯铜又称紫铜、电解铜，密度为密度为8.968.96g/cmg/cm3 3，熔点为熔点为10831083，具有优良的导电性和，具有优良的导电性和导热性，其导电性仅次于银。导热性，其导电性仅次于银。纯铜在大气、淡水中具有良好纯铜在大气、淡水中具有良好的耐蚀性，但在海水中较差。的耐蚀性，但在海水中较
31、差。纯铜具有面心立方结构，无同纯铜具有面心立方结构，无同素异构转变，无磁性。素异构转变，无磁性。热轧铜合金热轧铜合金35第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金一、纯铜（一、纯铜（2 2）b b=200=200250MPa250MPa，HB:40HB:405050HBSHBS，塑性塑性45%45%5050%；冷变形后，其强度可达冷变形后，其强度可达400400500MPa500MPa，硬度提高到硬度提高到100100200200HBSHBS，但伸长率下降到但伸长率下降到5%5%以下；以下；退火处理可消除铜的加工硬化；纯铜还具有优良的退火处理可消除铜的加工硬化；纯铜还具有优良
32、的焊接性能；焊接性能；工业纯铜产品的代号为工业纯铜产品的代号为 T1(99.95T1(99.95%)%)、T2(99.9T2(99.9%)%)、T3(99.7T3(99.7%)%)，主要用于配制铜合金，制作导电、导主要用于配制铜合金，制作导电、导热材热材料及耐蚀器件等。料及耐蚀器件等。36第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金二、黄铜（二、黄铜（1.1.普通黄铜）普通黄铜）普通黄铜：普通黄铜：Cu-ZnCu-Zn合金，代号合金，代号H HCuCu，如如H68H68表示含表示含 Cu68%Cu68%的铜锌合金。的铜锌合金。单相黄铜：单相黄铜：w wZnZn39%39%，强度
33、低、塑性好，冷塑性加工成，强度低、塑性好，冷塑性加工成 板材、线材、管材等，常用板材、线材、管材等，常用H68H68、H70H70、H80 H80，主要用作弹壳和冷凝器管等；主要用作弹壳和冷凝器管等；两相黄铜：两相黄铜：w wZnZn39394545%，热塑性好，强度高。一般热轧，热塑性好，强度高。一般热轧 棒材、板材，常用棒材、板材，常用H59H59、H62H62等，主要用作水等，主要用作水 管、油管、散热器、螺钉。管、油管、散热器、螺钉。37第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金二、黄铜（二、黄铜（1.普通黄铜）普通黄铜）2 铜及其合金铜管铜管铜与铜与黄铜带黄铜带38第九章第九章
34、非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金二、黄铜（二、黄铜（2.2.特殊黄铜特殊黄铜 ）特殊黄铜：特殊黄铜：普通黄铜中加入普通黄铜中加入AlAl、SiSi、PbPb、SnSn、MnMn、FeFe、NiNi等，称为等，称为铝黄铜、硅黄铜、铅黄铜铝黄铜、硅黄铜、铅黄铜等。等。合金元素：合金元素：能提高合金的强度，能提高合金的强度，AlAl、SnSn、MnMn、NiNi能提高能提高耐蚀性和耐磨性，耐蚀性和耐磨性，MnMn提高耐热性，提高耐热性，SiSi改善铸造性能，改善铸造性能，PbPb改善切削性能。改善切削性能。表示方法：表示方法：H H主加元素符号主加元素符号(Zn(Zn除外）铜及各合金元
35、除外）铜及各合金元素的含量素的含量，如如HPb59-1HPb59-1表示含表示含w wCuCu59%59%、w wPbPb1%1%铅黄铜。常铅黄铜。常用代号有用代号有HPb59-1HPb59-1、HSn90-1HSn90-1等。等。主要用途：主要用途：冷凝管、齿轮、螺旋桨、钟表零件等。冷凝管、齿轮、螺旋桨、钟表零件等。39第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金二、黄铜（二、黄铜（3.3.铸造黄铜铸造黄铜 ）牌号表示：牌号表示：Z Z铜主加元素及平均质量分数（铜主加元素及平均质量分数（w w100100）其它其它元素及平均质量分数（元素及平均质量分数（w w100100）例
36、如：例如：ZCuZn38ZCuZn38表示表示w wZnZn38%38%、余量为铜的铸造普通黄铜。余量为铜的铸造普通黄铜。黄铜棒黄铜棒40第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金二、黄铜（相图含二、黄铜（相图含ZnZn量与力学性能的关系）量与力学性能的关系）力学性能力学性能冷凝器管冷凝器管汽车机油泵衬套汽车机油泵衬套41第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金二、黄铜（牌号二、黄铜（牌号 ）42第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金三、青铜三、青铜青铜：青铜：除除ZnZn、NiNi以外，所有以外，所有CuCu合金的合金的总称。总称。
37、分类：分类：根据所加主要合金元素根据所加主要合金元素SnSn、AlAl、BeBe、SiSi、PbPb等，等，锡青铜锡青铜、铝铝青铜青铜、铍青铜铍青铜、硅青铜硅青铜、铅青铜铅青铜等。等。代号：代号：Q Q第一个主加元素及含量第一个主加元素及含量其其它元素含量它元素含量 例如：例如：QSn4-3QSn4-3表示含表示含w wSnSn4%4%、w wZnZn3 3%的的 锡青铜。锡青铜。青铜制品青铜制品43第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金三、青铜（三、青铜（1.1.锡青铜锡青铜）锡青铜的性能受锡含量的显著影响：锡青铜的性能受锡含量的显著影响：w wSnSn55%的锡青的锡
38、青铜塑性好，适于进行冷变形加工铜塑性好，适于进行冷变形加工(压力加工锡青铜压力加工锡青铜)；w wSnSn=5%=5%7%7%的锡青铜热塑性好，适于进行热加工；的锡青铜热塑性好，适于进行热加工；w wSnSn=10%=10%14%14%的锡青铜塑性较低，适于作铸造合金。的锡青铜塑性较低，适于作铸造合金。特点：特点：锡青铜的铸造流动性差，易形成分散缩孔，铸件锡青铜的铸造流动性差，易形成分散缩孔，铸件致密度低，但合金体积收缩率小，适于铸造外形及尺寸致密度低，但合金体积收缩率小，适于铸造外形及尺寸要求精确的铸件。要求精确的铸件。44第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金三、青铜
39、（三、青铜（1.1.锡青铜性能锡青铜性能）锡青铜的性能：锡青铜的性能：良好的耐蚀性、减磨性、抗磁性良好的耐蚀性、减磨性、抗磁性和低温韧性，在大气、海水、蒸气、淡水及无机和低温韧性，在大气、海水、蒸气、淡水及无机盐溶液中的耐蚀性比纯铜和黄铜好，但在亚硫酸盐溶液中的耐蚀性比纯铜和黄铜好，但在亚硫酸钠、酸和氨水中的耐蚀性较差。钠、酸和氨水中的耐蚀性较差。常用锡青铜：常用锡青铜：QSn4-3QSn4-3、QSn6.5-0.4QSn6.5-0.4、ZCuSn10Pb1ZCuSn10Pb1用途：用途：制造弹性元件、耐磨零件、抗磁及耐蚀零制造弹性元件、耐磨零件、抗磁及耐蚀零件，如弹簧、轴承、齿轮、蜗轮、垫圈
40、等。件，如弹簧、轴承、齿轮、蜗轮、垫圈等。45第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金三、青铜（三、青铜（Cu-Cu-SnSn合金相图）合金相图）力学性能的关系力学性能的关系锡青铜锭锡青铜锭Cu-Sn相图相图46第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金锡青铜锡青铜管管船用青铜船用青铜软管快速软管快速接头阀接头阀(锡锡青铜阀体、青铜阀体、阀盖阀盖)主要用于耐蚀承载件主要用于耐蚀承载件,如弹簧、轴承、齿轮轴、如弹簧、轴承、齿轮轴、蜗轮、垫圈等。蜗轮、垫圈等。三、青铜（三、青铜（Cu-Sn合金相图）合金相图）2 铜及其合金47第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2
41、 铜及其合金三、青铜（三、青铜（2.2.铝青铜铝青铜）铝青铜的性能：铝青铜的性能：强度、硬度、耐磨性、耐热性、耐蚀性高于黄铜和强度、硬度、耐磨性、耐热性、耐蚀性高于黄铜和锡青铜，无锡青铜中应用最广。锡青铜，无锡青铜中应用最广。常用铝青铜：常用铝青铜：低铝和高铝两种。低铝和高铝两种。低铝青铜低铝青铜如如QAl5QAl5、QAl7QAl7等，具有一定的强度，较高等，具有一定的强度，较高的塑性和耐蚀性，一般在压力加工状态使用，制造高耐的塑性和耐蚀性，一般在压力加工状态使用，制造高耐蚀弹性元件；蚀弹性元件；高铝青铜高铝青铜如如QAl9-4QAl9-4、QAl10-4-4QAl10-4-4等，具有较高的
42、强度、等，具有较高的强度、耐磨性、耐蚀性，制造齿轮、轴承、摩擦片、蜗轮、螺耐磨性、耐蚀性，制造齿轮、轴承、摩擦片、蜗轮、螺旋桨等。旋桨等。48第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金三、青铜（三、青铜（2.2.铝青铜相图铝青铜相图）力学性能的影响力学性能的影响大型水力发电设备中大型水力发电设备中的抗磨环的抗磨环49第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金三、青铜（三、青铜（3.3.鈹青铜）鈹青铜）性能最好性能最好的铜合金，唯一可固溶的铜合金，唯一可固溶强化铜合金；强化铜合金；性性能：能：具有很高的强度、弹性、耐磨性、具有很高的强度、弹性、耐磨性、耐蚀性及
43、耐低温性，良好的导电、导耐蚀性及耐低温性，良好的导电、导热性，无磁性、受冲击时不产生火花，热性，无磁性、受冲击时不产生火花，还具有良好的冷、热加工和铸造性能；还具有良好的冷、热加工和铸造性能；常用代号常用代号QBe2QBe2、QBe1.9QBe1.9等；等；用用途：途：重要的精密弹簧、膜片等弹性元重要的精密弹簧、膜片等弹性元件，高速、高温、高压下工作的轴承件，高速、高温、高压下工作的轴承等耐磨零件，防爆工具等。等耐磨零件，防爆工具等。铍青铜制品铍青铜制品50第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金2 铜及其合金三、青铜（牌号）三、青铜（牌号）51第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其
44、合金3 钛及其合金一、纯钛（性能一、纯钛（性能）物理性能：物理性能：4.507 g/cm4.507 g/cm3 3，TmTm：16881688。具有同素异构转变，具有同素异构转变，882.5882.5为密排为密排六方结构的六方结构的相，相，882.5882.5体心立方体心立方结构的结构的相。相。力学性能：力学性能：强度低，但比强度高，塑强度低，但比强度高，塑性好，低温韧性好，耐蚀性很高。性好，低温韧性好，耐蚀性很高。工艺性能：工艺性能：具有良好的压力加工性，具有良好的压力加工性，切削性较差。切削性较差。其它性能：其它性能：在氮气中加热可发生燃烧，在氮气中加热可发生燃烧，因此钛在加热和焊接时应采
45、用氩气保因此钛在加热和焊接时应采用氩气保护。护。美美F-22战机约战机约36%重量的零重量的零件用钛合金制造件用钛合金制造52第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金3 钛及其合金一、纯钛（分类用途一、纯钛（分类用途）根据根据杂质含量杂质含量 高纯钛高纯钛（纯度（纯度99.9%99.9%）、）、工业纯钛工业纯钛（纯度（纯度99.5%99.5%）。）。工业纯钛：工业纯钛：用用TATA顺序号数字顺序号数字1 1、2 2、3 3表示，数字表示，数字越大，纯度越低。杂质含量对钛的性能影响很大，少越大，纯度越低。杂质含量对钛的性能影响很大，少量杂质可显著提高钛的强度，故工业纯钛强度较高，量杂质可显
46、著提高钛的强度，故工业纯钛强度较高，接近高强铝合金的水平，接近高强铝合金的水平，53第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金3 钛及其合金一、纯钛（分类用途一、纯钛（分类用途）钛钢复合反应釜钛钢复合反应釜钛管换热器钛管换热器钛制蒸馏塔钛制蒸馏塔纯钛主要用于纯钛主要用于 350以下工作、以下工作、强度要求不高的零件，如石油强度要求不高的零件，如石油化工用热交换器、反应器、海化工用热交换器、反应器、海水净化装置及舰船零部件水净化装置及舰船零部件。54第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金3 钛及其合金一、纯钛（杂质对性能的影响一、纯钛（杂质对性能的影响）55第九章第九章 非铁金属及其
47、合金非铁金属及其合金3 钛及其合金二、钛合金二、钛合金 钛合金：纯钛中加入钛合金：纯钛中加入AlAl、MoMo、CrCr、SnSn、MnMn、V V等，按退火组织可分为：等，按退火组织可分为：型型 型型 ()型型钛合金钛合金 分别用分别用TATA、TBTB、TCTC加顺序号表示。工业纯钛加顺序号表示。工业纯钛的室温组织为的室温组织为相，因此牌号划入相，因此牌号划入型钛合金型钛合金的的TATA序列。序列。钛合金钛合金泵泵56第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金3 钛及其合金二、钛合金（二、钛合金（1.1.型钛合金型钛合金 ）性能：性能：室温强度低，高温强度高；具有良好的抗室温强度低，高
48、温强度高；具有良好的抗氧化性、焊接性和耐蚀性，不可热处理强化，退氧化性、焊接性和耐蚀性，不可热处理强化，退火态使用；火态使用；牌号：牌号：TA4TA4、TA5TA5、TA6TA6、TA7TA7、TA8TA8等，常用的有等，常用的有TA5TA5、TA7TA7等，以等，以TA7TA7最常用。最常用。TA7TA7还具有优良的低还具有优良的低温性能；温性能；57第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金3 钛及其合金二、钛合金（二、钛合金（1.1.型钛合金型钛合金 ）用途：用途：500500以下工作的火以下工作的火箭、飞船的低温高压容器，箭、飞船的低温高压容器，航空发动机压气机叶片和管航空发动机压
49、气机叶片和管道、导弹燃料缸等。道、导弹燃料缸等。TA5TA5主主要用于制造船舰零件。要用于制造船舰零件。钛合金氢泵钛合金氢泵诱导轮诱导轮钛合金氢泵壳体钛合金氢泵壳体58第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金3 钛及其合金二、钛合金（二、钛合金（1.1.型钛合金型钛合金 ）钛合金卫星框架钛合金卫星框架钛合金液下泵钛合金液下泵-Ti合金组织合金组织常用牌号常用牌号有有TA5、TA7等等 v 主要用于制造主要用于制造500以下工作的零件，以下工作的零件，如飞机压气机叶片、导弹的燃料罐、超如飞机压气机叶片、导弹的燃料罐、超音速飞机的蜗轮机匣及飞船上的高压低音速飞机的蜗轮机匣及飞船上的高压低温容
50、器等温容器等。59第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金3 钛及其合金二、钛合金（二、钛合金（2.2.型钛合金型钛合金 ）牌号：牌号：有有TB21TB21、TB2TB2两个，两个，可热处理强化，实际应用可热处理强化，实际应用的为的为TB2TB2。性能：性能：合金的强度高、焊合金的强度高、焊接性好。热稳定性差。接性好。热稳定性差。用途：用途：350350以下工作的飞以下工作的飞机压气机叶片、弹簧、紧机压气机叶片、弹簧、紧固件等。固件等。钛合金管钛合金管钛合金管应用钛合金管应用60第九章第九章 非铁金属及其合金非铁金属及其合金3 钛及其合金二、钛合金【二、钛合金【3.3.()型钛合金】型钛
