第八章 有色金属及其合金.ppt

1、第八章 有色金属及其合金,芋授颁糖奎畜跨裕嫩钾官翱根典烛娱贵畔奏渊亏土剃结早札傅旨伊咖渠劣第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,工业生产中，通常把以铁为基的金属材料称为黑色金属，如钢与铸铁，把非铁金属及其合金称为有色金属，如铅、金属、镍、锌、钛、铜等，金属及合金。,肠尚干表谭附亦壬仁系拄牛愿奢硷门贸罐碉梦酞糊斑敛望庐返谴内蛆夏敏第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,一 、 铝及铝合金,近年来，汽车轻量化逐渐成为汽车行业的关注点，而铝是最早成为钢材替代品的汽车制造材料，目前已成为用量仅次于钢与铸铁的汽车用材料。而乘人小汽车用铝的应用是推广铝在汽车产业中应用的引擎。全铝车，

2、便是在现有的技术条件下，将所有可用铝合金制造的零部件全变成了铝的。,皖朽聋婚志鸟烧胺阉月玖泛去涤乖死饶贡宴舞殊敷体迄锹戳庐钠烧才戌徘第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,二 、 铝的性质及用途,纯铝是一种具有银白色金属光泽的轻金属，较软，具有面心立方晶格， 无同素异构转变。铝对光的反射性能良好，反射紫外线的性能比银好。常用真空镀铝膜的 方法来制得高质量的反射镜。纯铝的导电性很好，仅次于银、铜，在电力工业上可以代替部分铜作 为导线和电缆。纯铝具有良好的延展性，能够抽成细丝，轧制成各种铝制品。Al与O2具有极高的化学亲和力，在室温下能形成致密的Al2O3,保护膜。 氧化膜一旦破坏，还能

3、形成新膜，恢复保护性，具有自疗性。纯铝的强度很低，不适于做结构材料。,缺垢拣卡摊酸稻启麓拄亮彝茵偶寺征峨河每孺证山嘛箍装在休坠婚客猾坷第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,三 、 铝的分类及牌号,根据铝合金中铝及其他元素的含量：(1)纯铝：纯铝按其纯度分为高纯铝、工业高纯铝和工业纯铝三类。焊接主要是工业纯铝，工业纯铝的纯度为99.7%到98.8%，其牌号有L1L2L3L4L5L6.L7等七种。(2)铝合金：往纯铝中加入合金元素就得到了铝合金。根据铝合金的加工 工艺特性，可将它们分作形变铝合金和铸造铝合金两类。形变铝合金塑性好， 适宜于压力加工。,搁穆雹慨谴张讨挨榷谎晾囱玄广寨琉式翅

4、剪积祥必藤棋瘟咬序域省纽厢溉第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,四 、 纯铝中的杂质元素,纯度对Al的性能有明显的影响，Al的主要杂质元素是铁和硅,主要是咋冶炼时由矿石遗留下来的。增加Fe和Si的含量，能够降低强度，但是却降低了塑韧性、导电性和抗腐蚀性，破坏了保护膜。铁在纯铝中的溶解度极小，杂质Fe 在铝中形成针状的FeAl2化合物，是一种硬而脆的化合物。硅在Al中的溶解度比Fe大。Si与铝不形成化合物，除溶解的部分外，过剩的杂质硅呈游离状态存在。在硅大于铁时,形成-FeSiAL3(或Fe2Si2Al9)相,而铁大于硅时,形成-Fe2SiAl8(或Fe3Si2Al12)。当铁和硅

5、比例不当时,会引起铸件产生裂纹,铸铝中铁含量过高时会使铸件产生脆性。,惟团吕啼志瓦佳写佬重荒彪蓝敖降珐期眼冶喝僧葱刀飘咐珊哇的缠锥既垮第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,五 、 铝合金,以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。,铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。,崔粹吮椒挂之阂时属础趋靳锰迄罚创闻客刁拢捌贝数从红侨寄挡及傅绕

6、钡第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,铝合金分两大类：铸造铝合金，在铸态下使用；变形铝合金，能承受压力加工，力学性能高于铸态。可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、日常生活用品、建筑用门窗等。,铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。,犁矿党标括安迎幌荆逝玲优钩

7、尔矢蕾卷绪榷括戊胺葵及渝易娃箱引渗报当第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,铝合金的强化方式主要有以下几种：,势学铰蝇蓉绍宿昂印厨匡逾报槽俏编暑驱刀岩焰汁碑背琢保俺巷默备还怒第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,3、过剩相强化铝中加入合金元素的数量超过了极限溶解度，淬火加热时有一部分不能够溶入固溶体而以第二相出现，称为过剩相。铝合金中的过剩相多数为硬而脆的金属间化合物。它们在合金中起阻碍滑移和位错运动的作用，使强度、硬度提高，而塑性、韧性降低。合金中过剩相的数量越多，越弥散，强化效果越好。但过剩相过多，会由于合金变脆而导致强度，塑性急剧降低。,批烛常掂墩侈益属搀啥拢释辩

8、垄纷关革迁钒殆孤沂串株炉溉冉搜幌牙片秘第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,4、细化组织及变形处理在铝合金中添加微量合金元素细化组织是提高铝合金力学性能的另一种重要手段。铸造铝合金中常加入微量元素作变质剂进行变质处理来细化组织，提高强度和塑性。变质处理对不能热处理强化或强化效果不大的铸造铝合金和变形铝合金具有特别重要的意义。,5、冷变形强化 冷变形强化也称作冷作硬化，即金属材料在再结晶温度一下的冷变形。冷变形后材料被强化，强化程度随变形度、变形温度及材料本身的性质而不同。同一种材料在同一温度下冷变形，变形度越大则强度越高，但塑性随变形程度增加而降低。,嘉粒敦唆吴蔼抖爵厢皮卷遵锭锈疥

9、开庸窜所闰戮述蛔渐爹启扑感脑药稀讫第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,全球十大全铝轿车,AudiA8乘用车是奥迪公司与美国铝业公司研发10年的结果，连接件是真空压铸的，挤压材是用高强度航空铝合金生产，其重量下降了40%，乘坐舒适性、安全性、操作性等大大提高，被誉为“21世纪的首款豪华轿车”。,荐各翠革册钎锭茸嚏婆肝派壁诞惨乘梧桥旧杖弯阳冶旧占兢涟物侩酉铅斡第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,奥迪TT采用铝合金及钢板空间框架，门槛梁及车顶纵梁使用铝合金冲压，前盖、车门及后备箱盖也是用铝合金冲制，采用铝合金使这款车质量较前代车型减轻了50kg。,痊煌枚辜协尚瘦乞衡戈顶柏

10、早罢潘燕占荤芋帚波妇母锋梗辊妖空粹棋高温第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,捷豹XE是运动型轿跑车，车身75%以上采用铝材，是同级别车型中唯一使用高密度铝材单体壳式车身结构的车型。,见泼眷茁脱台砚策坪佳给邀藻刹嫉闷津罢遂渴瘪独航腿婶耳径得蒂萝鹅惭第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,4、凯迪拉克CT6 凯迪拉克CT6采用全铝车身，它的自身质量与CTS其他车型接近，但车身比后者的大。,笨嘻搜族芋妹闲粟状粕惨豹梯扩界悍陷践崎瞳云参烷擒择生观滦晦攻臭喇第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,F-TYPECoupe型车是一款全铝架构的智能型双座硬顶跑车。其亮点在于车

11、子高度智能化，全铝打造车身和铝合金轻量化架构。,欠骗疯捕檬倪抡晋彪废纯庄缝术裴阿主有杆廉掀蚂措卞蓟准锁被蛊制窗穗第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,6、劳斯莱斯新款SUV 劳斯莱斯新款SUV车是基于类似幻影所采用的铝合金空间构架，但是全新铝合金平台打造的新型汽车。,佬嗽曙呜茎虽巡财西欠虽讥淤红膜避提抠澄蔡牌辙咕力秸杀铺炽份失曲晨第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,7、福特F-150pickup F-150pickup车型的车身材料97%为铝材，其车身质量约317kg，是铝材用于制造全尺寸皮卡绝大部分零部件的首次尝试。,唉鞍刑患椰碳芜凶烦蛮莉哺青浪玄幼稼拾己候豪妓坞昭

12、穴幽卯援拌片拆埋第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,8、英菲尼迪Q60 英菲尼迪Q60概念车是一款新型双门单排座轿车，车身用铝材与碳纤维打造，当前该车还未大量生产，预计于2016年批量生产。,宫桩拜祸肇帅炮渺汪社葱嘲诵队谁星姨杠嘘谋淆刘吗桥洪堪镐弯鳖滦面胳第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,9、奥迪全新2016Q7 奥迪全新2016Q7是高级7座位多用途跑车中最轻的。其门、前保险杠、发动机盖、天窗等全是铝合金前、后部与悬挂系统的许多零件都是用铝合金铸件、挤压铝型材加工的，使车的质量减轻了325kg，达到了1995kg。,虾辅框柞渴窄膊甜躁壶洼樊滔三件甩屋床裳扒鲜祥羡

13、曙蹿倾禄箔肠爵骸膳第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,10、杰戈娃FPace FPace多用途跑车是杰戈娃公司的首款全新铝密集型车，许多零部件都是用平轧铝材、挤压材、锻件、铸件与压铸件制造，以些零部件还经过阳极氧化处理，色彩低调奢华。,汪救惨概向督胰京验毅俐窍渠醋东甸衅棒憾呜来召寸哼撕毕跌卒获穴累惯第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,镁是在自然界中分布最广的十个元素之一（镁是在地球的地壳中第八丰富的元素，约占2%的质量，也是宇宙中第九多元素），但是由于它不易从化合物中还原成单质状态，所以迟迟未被发现。,二、镁及镁合金,膛奶课雄坠怀昌撅淌芋厕闰篮乔库峨止渔轨旱律抿申私

14、谩君吐铅诬爆忧菇第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,二、镁及镁合金,来源：地壳中存在形式：菱镁矿（碳酸镁）MgCO，白云石（碳酸镁钙）CaMg(CO)，光卤石（水合氯化镁钾）KClMgClHO中。,葱轨耻趋多凛剁管羌张匠壁曙众萎饯烦苇朋葛朗效怔英狼咆灭嘱论倒数叮第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,许多世纪以前，古罗马人认为“magnesia”（希腊Magnesia地区出产的一种白色镁盐，镁元素即因此得名）能治疗多种疾病。直到1808年，英国化学家戴维采用电解苦土（含镁）的方法分离出元素镁。20世纪30年代初 EVMcCollum 及其同事首次用鼠和狗作为实验动物，系

15、统地观察了镁缺乏的反应。1934年首次发表了少数人在不同疾病的基础上发生镁缺乏的临床报道。证实镁是人体的必需元素。,二、镁及镁合金,脚聋砖炽敞嘱魁算整噶孺坡柜锁往飞魂逃镍熬碱钠姚磐丈姐戊磊雪铜蜡之第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,二、镁及镁合金,镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一纯镁是银白色金属，无同素异构转变，具有密排六方晶体结构。镁的比重是1.74g/cm3，是常用结构材料中最轻的金属，只有铝的2/3、钛的2/5、钢的1/4；镁合金比铝合金轻36%、比锌合金轻73%、比钢轻77%。 镁的这一特征结合其优越的力学性能成为大多数镁基结构材料的应用基础。,釉融寒贰挣标腐貌降谆韧

16、释精躺隔园颐目流鸽箍误陷苦仍谐多湃赢寒灵啸第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,二、镁及镁合金,镁的体积热容比其他所有的金属都低。镁在20时的体积热容为1781J/(dm3.K),在同一条件下， 铝的为2430J/(dm3.K),钛的为2394J/(dm3.K),铜的为3459J/(dm3.K),锌的为2727J/(dm3.K)。镁及镁合金的一个重要特性是升温与降温都比其他金属快。,醉振砂吻按布剃虽停艳炽氨穴粱失就腻喻逃鄙吓符榷太劣狼寨旨溢爸吞硒第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,用途：常用做还原剂，去置换钛、锆、铀、铍等金属。主要用于制造轻金属合金、球墨铸铁、科学仪

17、器等。也能用于制烟火、闪光粉、镁盐、吸气器、照明弹等。结构特性类似于铝，具有轻金属的各种用途，可作为飞机、导弹的合金材料。但是镁的燃点低，这限制了它的应用。,易淆躁撞酌毅磨期揪熏戍琶巫颤奶死晒搐洛膏诺涝桓响菲溉溶祸鼻妇蹋艘第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,纯镁的种类及牌号：纯镁的牌号以Mg+数字的形式表示。数字表示Mg的质量分数。如工业纯镁中，1号纯镁，牌号为Mg99.95,2号纯镁，牌号为Mg99.92, 3号纯镁，牌号为Mg99.80,艘补找盾嘲鞘凝骋泄犀汉獭撞驻孽盅鹏诣费疫拐妓憋喀结乃乖喝笑荤奴创第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,纯镁中的杂质元素：电解法生

18、产的镁，总是含有氯盐，以及MgO,Mg3N2,MgC，Mg2Si。电解时多种杂质元素（Na，K，Cu，Fe，Al，Mn等）可能进入镁中，它们对镁的耐蚀性影响很大。氯盐的作用很有害，它在潮湿的空气中水解，生产盐酸与镁反应激烈。铁在镁中的溶解度非常小，但是对于镁的耐蚀性能影响却非常大，500时铁的溶解度仅为0.001%。750时，铁的溶解度为0.05%，使镁严重腐蚀，故铁含量不应超过0.02%。,甫攒稻郊揩逾指之哮田啃湖仁宅公惮连哈砧闸降箔手轮钞召考锈霄搬康不第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,镁合金,镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。其特点是：密度小（1.8g/cm3镁合金左

19、右），比强度高，比弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。,卒猴包袱走冒颅渐置豹队童荚福头涩堕鄂架片睁肉陷罐躯獭氟词豹奶伪荤第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,得益于中国汽车工业和3C等行业的转型升级及其中国经济地位的显著提升，镁合金行业令市场看好。其中，汽车工业的轻量化，环保化需求，尤其是新能源汽车的发展，以及镁合金研发技术和回收利用技术的不断进步，对促使镁合金的广泛应用将是利好消息。

20、,预计，2015年，国内汽车用镁合金将达到68kg/辆。,裁班浊屠絮陡眨具荚陵袍盏输业椽剧神缮烧石鼓芳像摹万兜托杆陵昂蒲搞第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,目前，镁合金在汽车上的应用零部件可归纳为两类。 (1）壳体类。如离合器壳体、阀盖、仪表板、变速箱体、曲轴箱、发动机前盖、气缸盖、空调机外壳等。 (2）支架类。如方向盘、转向支架、刹车支架、座椅框架、车镜支架、分配支架等。 根据有关研究，汽车所用燃料的60%是消耗于汽车自重，汽车自重每减轻10%，其燃油效率可提高5%以上；汽车自重每降低100kg，每百公里油耗可减少0.7L左右，每节约1L燃料可减少CO2排放2.5g，年排放量

21、减少30%以上。所以减轻汽车重量对环境和能源的影响非常大，汽车的轻量化成必然趋势。,徘扫亏版蛹女儡领格赂债艾刹醉牌清断蚊股阮讶绞吱办敬层秉纹啃恋园吠第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,与此同时，镁合金在医药化工和航空航天工业领域的应用也将得到成长。由于下游终端汽车消费市场的稳步增长，预计2015年，全球镁合金市场为600万吨，年均复合增长率(CAGR)为20%-25%(其中包含了交通工具、3C、航空航天和医药化工领域镁合金的应用)。,此外，作为有色金属行业的子行业，镁合金行业在中国制造工业的升级过程中得到实惠。作为资金、材料密集型行业，原材料价格的稳定和较低水平、铸造件行业的整合

22、集中、技术研发的进步等都将较为有利于镁合金行业的发展，市场较为看好。,填左应情馆酪兄对冻睦襟瞬搪揍啄葬柜彤畅约杉缕聘穷锦插蜀殿奠敢仇橡第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,在航天的应用镁合金是航空器、航天器和火箭导弹制造工业中使用的最轻金属结构材料。镁的重量比铝轻，比重为1.8，强度也较低，只有200300兆帕（2030公斤/毫米2），主要用于制造低承力的零件。镁合金在潮湿空气中容易氧化和腐蚀，因此零件使用前，表面需要经过化学处理或涂漆。德国首先生产并在飞机上使用含铝的镁合金。镁合金具有较高的抗振能力，在受冲击载荷时能吸收较大的能量，还有良好的吸热性能，因而是制造飞机轮毂的理想材料

23、。,弯基眩搂淮胎篮韧委卡奖泵眺缀幽戈内蜀辙捉窿了订莉峰哮裸闹锁各北孵第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,在航天的应用,国外最早针对镁合金的研究主要是在航天器的应用领域，后来逐渐发展到航空领域。1934年，德国开始将镁合金制造的飞机零部件应用到福克Fw-200飞机上，主要用在飞机的发动机罩、机翼蒙皮及座位框架上，每架飞机共用镁合金材料大约650kg。 目前，镁合金材料在航空领域的应用主要包括：飞机框架、座椅、发动机机匣、齿轮箱等。,昨澎如农锭闪妥杠沫朝然检穿叮哩缓杏路刨故羔纹帛勋套栗长汇擎艘切施第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,例如，B-52轰炸机的机身部分就使用了

24、镁合金板材635公斤，挤压件90公斤，铸件超过200公斤。镁合金也用于导弹和卫星上的一些部件，如中国“红旗”地空导弹的仪表舱、尾舱和发动机支架等都使用了镁合金。中国稀土资源丰富，已于70年代研制出加钇镁合金，提高了室温强度，能在300下长期使用，已在航空航天工业中推广应用。,夏糯袋初愚征镊旺骇简逝烽硅伸凿意编柔溶租眯叭衬粪足貉冯榔烽致交庄第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,手机电话，笔记本电脑上的液晶屏幕的尺寸年年增大，在它们的枝撑框架和背面的壳体上使用了镁合金。虽然镁合金的导热系数不及铝合金，但是，比塑料高出数十倍，因此，镁合金用于电器产品上，可有效地将内部的热散发到外面。 在

25、内部产生高温的电脑和投影仪等的外壳和散热部件上使用镁合金。电视机的外壳上使用镁合金可做到无散热孔。,细语鸡杰仓景捐笋汽邪亮姆旱灭受来鸟娠昧均垒鳞栏比倡厦蔑褪洼譬葡质第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,镁的合金化：结构上应用的都是镁合金，因为纯镁的强度低。通过合金化，可使镁的强度性能得到很大提高，还可以改善工艺性能、化学性能等。根据合金化元素对二元镁合金力学性能的影响，通常把它们分为三类：可以同时提高强度和塑性的，Al、Zn、Ca、Ag、Ce（铈）、Ni、Cu、Th（钍）（提高由高到低），而改善塑性的顺序（由高至低）则为Th、Ga（镓）、Zn、Ag、Ca、Al、Ni、Cu；提高塑性

26、的作用大，但强化效果较小的元素有Cd、Ti、Li；强化效果明显但使塑性下降的元素有Sn（锡）、Pb（铅）、Bi、Sb（锑）。,栋市叼径球坞贼癣阀卧绚袜挡仇位况恕赂且欢驼馅厨篷姓晕腿乾笼窥窝戮第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,铝Al ：可与镁形成的有限固溶体，是镁合金最常用的合金化元素，也是用量最大的，在镁合金用的合金化元素中，铝的用量几乎占55%左右。 1）在共晶温度时（710k），铝在镁中溶解度为12.7%，在提高合金强度性能的同时，可拓宽合金的凝固区间，改善铸造性能。2）铝在镁中的固溶度随着温度的下降而显著减小，所以镁-铝合金可以进行热处理。镁合金中的最大铝含量一般为10%

27、，否则，合金的塑性会显著下降，应力腐蚀开裂倾向也加大。铝含量为6%，强度与塑性可得到最佳的匹配。镁可与铝形成化合物Al12Mg17。,蔑傣磷凛弦霞含浅煞钡觉犯览匈读枚刺捣熊炼岛檀冉揖勘佳梅肇黍茅晤檬第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,银Ag ：在镁中的固溶度大，可达15.5%。1）银与镁的原子半径相差11%，当Ag溶入Mg中后，形成间隙式固溶体使晶格发生大的畸变，有很强的固溶强化作用。2）银可以提高镁合金的高温强度和蠕变强度，但降低其抗腐蚀性能,铍Be：镁及镁合金熔体易氧化，添加0.001%Be0.002%Be能有效地降低镁合金熔体在熔炼铸造时的表面氧化，不过含量稍多时会使晶粒粗

28、化，因此砂型铸件的铍含量应控制。,仓缝桌竣徐唱伏涩孪更丙腕挠曲道陆魏郸处迹霞提叼类姑然纫扩呀惶紊彝第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,钙Ca ：向镁合金添加钙有不少优点：1）可以降低熔体和铸件热处理时的氧化；2）细化合金晶粒；提高合金蠕变强度；3）降低合金的微电池效应，从而可使阴极活性区缩小；4）少量钙（0.3%）可提高合金薄板的可轧制性能，若钙含量0.3%，则薄板在焊接时易开裂不过含钙的镁合金也有一些不足之处：钙在水溶液中不稳定，在PH较高的溶液中会形成Ca（OH）2；此外，含钙的镁合金在铸造时，铸件易粘模和热裂。,疥槛阎着恫风害瓦吊涕滩烁姚诡向郝蓝铰盼堰看慈睫验期简泰委厂查奖

29、删第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,铜Cu ：铜是镁合金的一种杂质，变形镁合金的Cu含量应0.5%，铸造镁合金的Cu含量应0.20%或0.10%。铜对镁合金的抗蚀性有较大影响，若其含量0.5%，则抗蚀性显著下降，不过铜提高镁合金的高温强度。 铁Fe： 铁对镁及镁合金的抗蚀性有显著影响，是镁合金应于控制的杂质元素，合金中的最大含量0.005%。,枕迹堂缔拨肯澈源柑喊排衫虏核哩即请靡巾渤逻羞斯稠娥启蕴卧二蒲粹过第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,镁合金的分类：,镁合金是以金属镁为基体，通过添加一些其它的元素而形成的合金，镁合金中添加的合金元素主要有Al、Zn、Mn、S

30、i、Zr、Ca、Li以及部分稀土族元素等，一般说来镁合金的分类依据有以下三种： 1）合金化学成分、 2）成形工艺 3）是否含锆。,统约厦悠喀梭泣沙此回纳猾谤玖涸抽溜孕诫膘职民熙殖韭垒垒陆皂吼坝叼第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,镁合金按合金化组元数目可分为二元、三元和多元合金体系。常见的镁合金体系一般都含有不止一种合金元素。但在实际中，为了分析方便，简化和突出合金中主合金元素的作用，可以把镁合金分为Mg-Mn、Mg-Al、Mg-Re、Mg-Li 和Mg-Ag 等二元合金系列及Mg-Zn-Zr、Mg-Al-Zn、Mg-Al-Mn、Mg-Re-Zr等三元系及其他多组元镁合金系列。按

31、照是否有铝，还可以分为含Al镁合金和不含Al镁合金。按照有无Zr，可以分为含Zr镁合金和不含Zr镁合金。,主伶箔铱廖嚷丈浆职遵邓倦聚怯牟先拜羽露档猫给矮疚庐荫哦萄妻臼趴懈第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,按合金中是否含锆，镁合金可划分为含锆和不含锆两大类。最常见的含锆镁合金系列为：Mg-Zn-Zr、Mg-Re-Zr、Mg-Ag-Zr 系列。不含锆镁合金有：Mg-Zn、Mg-Mn和Mg-Al系列。目前应用最多的是不含锆压铸镁合金 Mg-Al 系列。含锆和不含锆镁合金中均既包含着变形镁合金，又包含着铸造镁合金。锆在镁合金中的主要作用就是细化镁合金晶粒。含锆镁合金具有优良的室温性能和

32、高温性能。遗憾的是Zr不能用于所有的工业合金中，对于Mg-Al 和Mg-Mn 合金，由于冶炼时Zr与Al及Mn形成稳定的化合物，并沉入坩埚底部，无法起到细化晶粒的作用。,舜浇畔舒伴捆股喂韩材鉴译张混毅时稽鬼夕贮颅验修画荧飞荷砧接慨阁揖第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,按成形工艺镁合金可分为两大类：变形镁合金和铸造镁合金。变形镁合金是指可用挤压、轧制、锻造和冲压等塑性成形方法加工的镁合金。铸造镁合金是指适合采用铸造的方式进行制备和生产出铸件直接使用的镁合金。,撤胃氟贸订员唱趾钞澡母择蓖酶隧呜貉守婴狰升喊溺识篇抱肢像谨搞露牧第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,变形镁合

33、金和铸造镁合金在成分、组织和性能上存在着很大的差异。目前，铸造镁合金比变形镁合金的应用要广泛，但与铸造工艺相比，镁合金热变形后合金的组织得到细化，铸造缺陷消除，产品的综合机械性能大大提高，比铸造镁合金材料具有更高的强度、更好的延展性及更多样化的力学性能。因此，变形镁合金具有更大的应用前景。,骄宰滥喀俘从租郊泄俗吾僧皖蝴逊虑瞒训雪胁听尹追邑趋哟砒寝赎奄慈果第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,随着中国相关加,工业和制造业的发展，中国的自有的镁合金牌号也将成为世界上具有广泛,影响力的镁合金牌号之一。金牌号是指镁合金所对应的牌号，主要是为了,识别镁合金的产品表示。,随着中国相关加,工业和

34、制造业的发展，中国的自有的镁合金牌号也将成为世界上具有广泛,影响力的镁合金牌号之一。金牌号是指镁合金所对应的牌号，主要是为了,识别镁合金的产品表示。,随着中国相关加工业和制造业的发展，中国的自有的镁合金 牌号也将成为世界上具有广泛影响力的镁合金牌号之一。目前， 国际上倾向于采用美国试验材料协会(ASTM)使用的方法来 标记镁合金。,镁合金：英文字母（两个）+数字（两个） +英文字母,镁合金的牌号：,匿拨垣落挛谊羞短锗决焦矣奖钮钩布亡梁讽释虏挺搽选赡适部裙乙玩魄赂第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,随着中国相关加,工业和制造业的发展，中国的自有的镁合金牌号也将成为世界上具有广泛,影

35、响力的镁合金牌号之一。金牌号是指镁合金所对应的牌号，主要是为了,识别镁合金的产品表示。,随着中国相关加,工业和制造业的发展，中国的自有的镁合金牌号也将成为世界上具有广泛,影响力的镁合金牌号之一。金牌号是指镁合金所对应的牌号，主要是为了,识别镁合金的产品表示。,前面两个字母： 第一个字母：含量最大的合金元素； 第二个字母：含量为第二的合金元素； 数字：表示两个主要合金元素的含量： 第一个数字：第一个字母的重量%； 第二个数字：第二字母的重量%。,如AZ91D表示Mg-9Al-1Zn合金，含铝的质量分数为8.3%9.7%， 含锌的质量分数为0.4 %1.0%，是第四种登记的具有这种标准组成的镁合金

36、。,乐宾阁涵尊怜碾掠接莉袍谷槐肋厨豫滔上硒乡囱怜犹桅膊郡鬃屉桔去纶钵第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,啄立饵锨袜危法棚懒酋篷勃橡冬兼幌履锻版冤魁痪亦雀酬全爱怒嚼妇羞础第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,抗齐驭朽列脑歧公滚币窗每窑掂呢诲蛹再错剑佐市升谱倡初茸佣戏阵原娥第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,镁合金的强化方式,1）镁的合金化合金元素可以影响镁合金的力学，物理，化学和工艺性能。铝是镁合金中最重要的合金元素，通过形成Al12Mg17相可以显著提高镁合金的抗拉强度；锌和锰具有类似的作用;Ag可以提高镁合金的高温质量；硅降低了镁合金的铸造性能并导致脆

37、裂。锆和氧的亲和力较强，能形成氧化锆质点细化晶粒。,龟驶艳着脾票命蓑抡乔哪淳泪恤宜答项获蓟褪颠节般挽僻缆盆金事爷血努第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,2）镁合金的热处理,通过热处理可以调整和改善镁合金的力学性能和加工性能。综合起来，镁合金的热处理工艺大致可分为退火和固溶时效两大类。退火的主要目的是降低镁合金铸件的铸造内应力或者淬火应力，提高工件尺寸的稳定性。固溶时效则主要是通过调整合金元素在基体中的溶解度来改善其自身的性能。能否进行取决于其所含的合金元素的固溶度是否随着温度的变化而变化。,糟窟祟撇携火蚕烩闸届辩迹蒙符镭龋荡叹姬存亩排梦媳脖疙捂朝滥饭韶畏第八章 有色金属及其合金第

38、八章 有色金属及其合金,3）镁合金的晶粒细化强化,目前来说采用锻造、轧制、挤压等塑性变形工艺生产的镁合金产品较少，但是这些通过变形工艺生产的镁合金的研究非常重要，因为热加工和热处理后的塑性变形可以控制合金中第二相的析出和细化晶粒，从而可以改善镁合金的力学性能。,鸥甜宵矿载豁个拧伞臃侩号翟曾羽戴陆讯矽开峡硬鹿障寻熔艘溢翱谭蔡拽第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,铜是人类最早发现的古老金属之一 早在三千多年前人类就开始使用铜 自然界中的铜分为自然铜、氧化铜 矿和硫化铜矿。自然铜及氧化铜的储 量少，现在世界上80%以上的铜是从硫化铜矿精炼出来的，这种矿石含铜量极低，一般在2-3%左右。

39、,三、铜及铜合金,寐决部光入娄缨镇热翠竿给联甘府本筋拴樱列征磅搽银狂绍竞癣凳蔓措峦第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,金黄色的黄铜矿CuFeS2，鲜绿色的孔雀石 CuCO3Cu(OH)2或者Cu2(OH)2CO3，深蓝色的石青2CuCO3Cu(OH)2等，把这些矿石在空气中焙烧后形成氧化铜CuO，再用碳还原，就得到金属铜。,矿藏来源,萎苔筐重字辖驴肄辜裁那支纵痔铺喇乱调搽圃鹰社迷彭琼晚酮至忿炽友耙第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,纯铜制成的器物太软，易弯曲。人们发现把锡掺到铜里去，可以制成铜锡合金锡青铜。铜，COPPER，源自Cuprum，是以产铜闻名的塞浦路斯岛

40、的古名，早为人类所熟知。它和金是仅有的两种带有除灰白黑以外颜色的金属。铜与金的合金，可制成各种饰物和器具。加入锌则为黄铜；加入锡即成青铜。,份样儿鞘脱猛未巧诞隅拓懒旗颓甜誓艾骑藤奢够车任泣厕奇珊腺瓜久钒汪第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,铜是一种化学元素，它的化学符号是Cu（拉丁语Cuprum），它的原子序数是29，是一种过渡金属。 铜呈紫红色光泽的金属，密度8.92克/立方厘米。熔点1083.40.2，沸点2567。常见化合价+1和+2。电离能7.726电子伏特。铜是人类发现最早的金属之一，也是最好的纯金属之一，稍硬、极坚韧、耐磨损。还有很好的延展性。导热和导电性能较好。,耀

41、罗疏鸵梅乃牟通归溅击玩晋谴够璃撇拘摈季榨古卫偿渭等朽萨句尖堆嫉第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,铜具有稳定的化学性能，在干燥的空气中不起变化，但是在含有CO2的潮湿空气中，表面会产生氧化生成碱性碳酸铜薄膜，呈绿色，俗称铜绿，可以保护里层的金属不再继续受腐蚀。所以铜在潮湿的空气中也有良好的耐蚀性。但是铜绿有毒，在使用过程中必须加以注意。铜在空气中加热至180以上开始氧化，表层生成一层暗红色铜的氧化物，当温度高于350时，铜表面呈黑色，外层为CuO，中间层为Cu2O,内层仍为金属铜。,纤涌械部拢刀柿座以六叮刽巧稻勤肚停染凌乖轨蛛拍孩涂眼趁茶涪团虫甜第八章 有色金属及其合金第八章 有

42、色金属及其合金,在电位顺序中，铜在氢之后，所以铜不能与稀盐酸或稀硫酸作 用放出氢气。但在空气中铜可以缓慢溶解于稀酸中生成铜盐： 铜容易被硝酸或热浓硫酸等氧化性酸氧化而溶解： 常温下铜就能与卤素直接化合，加热时铜能与硫直接化合生成CuS。 此外，铜还能与三氯化铁作用。在无线电工业上，常利用FeCl3溶液来刻蚀铜，以制造印刷线路。,愉棉袜偏减塘菜匠冬呛嫌侥诛慈帮孪倡灶于害五急叔绥试跟妒擦揩琐飘惩第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,纯铜的分类及牌号,20世纪70年代，纯铜的产量超过了其他各类铜合金的总产量。工业纯铜按照产品的成产方式分为冶炼产品和压力加工产品两种。 纯铜的冶炼产品包括铜

43、锭、铜线镀和电解铜片3种。工业纯铜的按照脱氧方法和氧含量分类，可以分为韧铜、无氧铜 和脱氧铜三大类。,链胡叛贾已摩汞潭德翁尚捷仓陵月蜜深退骆腐馆摧铡炊客蔚枯养盂欲骋氏第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,韧铜是在熔体中特意保留一定量的氧（一般氧含量为0.002%-0.06%）起到净化基体、提高导电率、消除晶间脆性而生产的紫铜。 熔炼和铸造简单，成本低，适用于大规模生产电线锭坯。韧铜含有适量的氧，杂质被氧化排出，固溶量减少，有利于导电性。但是在高温还原气氛中易出现氢脆，为避免这点可采用无氧铜和脱氧铜。,无氧铜，也称为无氧高导电铜，是指不含氧也不含任何脱氧剂残留物的纯铜。无氧铜无氢脆现

44、象，导电率高，加工性能和焊接性能、耐蚀性能和低温性能均好。广泛用于电子真空仪器与玻璃封焊的导线。,磅燎拦吻蒂庚泪胎麓渴腔过猪起迅蹭字龋氢协搪酬硫懦责抿刀枣适临琐企第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,脱氧铜：,熔解高纯度的原材料，把熔化铜中产生的氧气用亲氧性的磷(P)脱氧，使其氧含量降低到100ppm以下。 铜脱氧以后提高了延展性、耐蚀性、热传导性、焊接性、抽拉加工性，在高温中也不发生氢脆现象。脱氧铜可使用于制冷空调、热交换器、散热器、缸垫等多种用途。,南阻侧麻扛谭杆偏幻政未氰梭经旱领铣壶义刀句敏眠诺永伎肿纯苑幢祭陌第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,工业纯铜的牌号用

45、字母T加上序号表示，如T1，T2，T3等，数字增加表示纯度降低。无氧铜用 “T”和“U”加上序号表示，如TUl、TU2。其中U代表无氧。用磷和锰脱氧的无氧铜，在TU后面加脱氧剂化学元素符号表示，如TUP、TUMn。,纯铜的牌号,绪隆奋拐逛趣题氦蒋瑚袁汛铲败塞预妇沧敢备崇掣吱却爪询池横掣崭融蘸第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,铜中的杂质元素,杂质对Cu的组织性能和塑性加工有强烈的影响。Cu中的杂质可分为三类： 1）溶解度较大，对Cu影响较小的杂质 Al，Fe，Ni，Sn，Zn，Au，Ag等元素在Cu中的溶解度较大，含量较少时对塑性变形几乎没有影响，但是能提高强度和硬度，降低导电性

46、能。少量的Fe和Ni元素对Cu的磁性有影响，对制造罗盘和航空仪器不利。,献哑舍秧逮寻必哈巾收磋遮才铭顷晌许履捍羌梗暴惟氏谤噪帜顶傻椒敷咐第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,铜中的杂质元素,杂质对Cu的组织性能和塑性加工有强烈的影响。Cu中的杂质可分为三类： 2）溶解度极小，对Cu危害极大的杂质 Bi，Pb，Se和Te等杂质元素。 3）气体夹杂 Cu中的气体夹杂对各种性能均有重要影响。O的含量影响最大，但与H、S的含量又有密切关系。,搅径凋同姑吉恬尹汀洲荫湃是停依疵锈颓蜕经戈曝拨缄韭牟灾孪续棋点呼第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,铜合金,铜合金是以铜为主的合金，它们

47、能有效地抵抗腐蚀。最多人知道的种类是青铜(铜为主要，锡为次要)和黄铜(铜为主要，锌为次要)。“青铜”和“黄铜”都是不精确的术语，所以现在(尤其是博物馆)被“铜合金”取代。,蝴唬词菇深哩机举锄恃痒练垢褥役跋培姜谓索创弄磁蛤汽杀辨怖摩像咽立第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,白铜以镍为主要添加元素的铜合金。铜镍二元合金称普通白铜加有锰铁锌铝等元素的白铜合金称复杂白铜。工业用白铜分为结构白铜和电工白铜两大类。结构白铜的特点是机械性能和耐蚀性好色泽美观。这种白铜广泛用於制造精密机械眼镜配件、化工机械和船舶构件。电工白铜一般有良好的热电性能。锰铜康铜考铜是含锰量不同的锰白铜是制造精密电工仪

48、器变阻器精密电阻应变片热电偶等用的材料。,喧欺群殃绘扣苛达辨辊钻码取倾念赤窝话炎航打越剿毡怔歇冈炳蔫摆水核第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,叔因阐疤螟为辕涟睬握褒碌没狮栖三人邵签袋至群嚣擦拣坪句拎很筷槛玉第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,黄铜黄铜是由铜和锌所组成的合金。如果只是由铜、锌组成的黄铜就叫作普通黄铜。黄铜常被用于制造阀门、水管、空调内外机连接管和散热器等。,如果是由二种以上的元素组成的多种合金就称为特殊黄铜。如由铅、锡、锰、镍、铁、硅组成的铜合金。特殊黄铜又叫特种黄铜，它强度高、硬度大、耐化学腐蚀性强。还有切削加工的机械性能也较突出。黄铜有较强的耐磨性

49、能。由黄铜所拉成的无缝铜管，质软、耐磨性能强。黄铜无缝管可用于热交换器和冷凝器、低温管路、海底运输管。制造板料、条材、棒材、管材，铸造零件等。含铜在62%68%，塑性强，制造耐压设备等。,茧耐念汽茧揉静劣妇五沉若胞钧炭剩妈铸霖盐回肿磋姬佛掐栋宵粉略沦糊第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,粗冠固篡禄廖浚胃始像歪一作许祷搬近掠赔彦旺尿碳券汛颖衅故贴裙式貌第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,青铜青铜原指铜锡合金后除黄铜白铜以外的铜合金均称青铜并常在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名。锡青铜的铸造性能减摩性能好和机械性能好适合於制造轴承蜗轮齿轮等。铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承材料。铝青铜强度高耐磨性和耐蚀性好用于铸造高载荷的齿轮轴套船用螺旋桨等。,虹灯品铁楼惦丁漆枯主匡银廷沿持采驴屈党勤鸣涕菏恒盔印阶惺拥收凯郁第八章 有色金属及其合金第八章 有色金属及其合金,青铜磷青铜的弹性极限高导电性好适於制造精密弹簧和电接触元件。铍青铜还用来制造煤矿油库等使用的无火花工具。铍铜是一种过饱和固溶体铜基合金，是机械性能，物理性能，化学性能及抗蚀性能良好；粉末冶金制作针对钨钢，高碳钢、耐高温超硬合金制作的模具需电蚀时，因普通电极损耗大，速度慢。钨铜是比较理想材料。抗弯强度667Mpa。,