第7章非铁金属材料
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1、机机 械械 制制 造造 基基 础础第第7 7章章 非铁金属材料非铁金属材料 7.17.1铝及铝合金铝及铝合金7.1.17.1.1工业纯铝工业纯铝 纯铝为面心立方晶格，无同素异构转变，呈银白色。塑性好纯铝为面心立方晶格，无同素异构转变，呈银白色。塑性好( (8080) )、强度、强度低低( ( b b8080100MPa)100MPa)，一般不能作为结构材料使用，可经冷塑性变形使其强化。，一般不能作为结构材料使用，可经冷塑性变形使其强化。铝的密度较小铝的密度较小( (约约2.72.7103Kg/m103Kg/m3 3) )，仅为铜的三分之一；熔点，仅为铜的三分之一；熔点660660；磁化率低，；
2、磁化率低，接近非磁材料；导电导热性好，仅次于银、铜、金而居第四位。铝在大气中其接近非磁材料；导电导热性好，仅次于银、铜、金而居第四位。铝在大气中其表面易生成一层致密的表面易生成一层致密的AlAl2 2O O3 3薄膜而阻止进一步的氧化，故抗大气腐蚀能力较强。薄膜而阻止进一步的氧化，故抗大气腐蚀能力较强。纯铝主要用于制作电线、电缆，配制各种铝合金以及制作要求质轻、导热或耐纯铝主要用于制作电线、电缆，配制各种铝合金以及制作要求质轻、导热或耐大气腐蚀但强度要求不高的器具。大气腐蚀但强度要求不高的器具。工业纯铝分未加压力加工产品（铝锭）和压力加工产品（铝材）：工业纯铝分未加压力加工产品（铝锭）和压力加
3、工产品（铝材）：按按GB1196-88GB1196-88规定，铝锭的牌号有：规定，铝锭的牌号有：A199.7A199.7、A199.6A199.6、A199.5A199.5、A199A199、A198A198五种。铝的质量分数不低于五种。铝的质量分数不低于99.099.0的铝材为纯铝，的铝材为纯铝，按按GB/T16474-1996GB/T16474-1996规定，铝材的牌号有：规定，铝材的牌号有：1070A1070A、10601060、1050A1050A、10351035、12001200等。（即化学成分近似于旧牌号等。（即化学成分近似于旧牌号L1L1、L2L2、L3L3、L4L4、L5L5
4、），牌号中数字越大，表示杂质的含量越高。），牌号中数字越大，表示杂质的含量越高。7.1.27.1.2铝合金分类铝合金分类 （1 1）变形铝合金）变形铝合金1 1）变形铝合金牌号的表示方法）变形铝合金牌号的表示方法 变形铝合金按其主要性能特点可分为防锈铝、硬铝、超硬铝与锻铝等。通变形铝合金按其主要性能特点可分为防锈铝、硬铝、超硬铝与锻铝等。通常由冶金厂加工成各种规格的型材（板、带、线、管等）产品供应。常由冶金厂加工成各种规格的型材（板、带、线、管等）产品供应。变形铝合牌号用（变形铝合牌号用（GB/T16474GB/T1647419961996规定）规定）2 28 8系列表示。系列表示。牌号第一位
5、数字表示组别，按铜、锰、硅、镁、镁和硅、锌，其它元牌号第一位数字表示组别，按铜、锰、硅、镁、镁和硅、锌，其它元素的顺序来确定合金组别；牌号第二位的字母表示原始合金的改型情况素的顺序来确定合金组别；牌号第二位的字母表示原始合金的改型情况。 如果牌号第二位的字母是如果牌号第二位的字母是A A，表示为原始合金，如果是，表示为原始合金，如果是BBY Y的其它字母，则的其它字母，则表示为原始合金的改型合金；牌号的最后两位数字没有特殊意义，仅用来表示为原始合金的改型合金；牌号的最后两位数字没有特殊意义，仅用来区分同一组中不同的铝合金。区分同一组中不同的铝合金。2 2）防锈铝合金）防锈铝合金 防锈铝合金属于
6、热处理不能强化的铝合金，常采用冷变形方法提防锈铝合金属于热处理不能强化的铝合金，常采用冷变形方法提高其强度。主要有高其强度。主要有A1-MnA1-Mn、A1-MgA1-Mg合金。锰的作用是固溶强化和提合金。锰的作用是固溶强化和提高抗蚀性能，镁的作用是固溶强化与降低合金的密度。这类铝合高抗蚀性能，镁的作用是固溶强化与降低合金的密度。这类铝合金具有适中的强度、优良的塑性和良好的焊接性，并具有很好的金具有适中的强度、优良的塑性和良好的焊接性，并具有很好的抗蚀性，故称为防锈铝合金，常用于制造油罐、各式容器，防锈抗蚀性，故称为防锈铝合金，常用于制造油罐、各式容器，防锈蒙皮等。常用牌号有蒙皮等。常用牌号有
7、5A055A05等。等。 3 3）硬铝、超硬铝硬铝、超硬铝 硬铝、超硬铝都属于热处理能强化的铝合金，其中硬铝属于硬铝、超硬铝都属于热处理能强化的铝合金，其中硬铝属于A1-Cu-A1-Cu-MgMg系，超硬铝属于系，超硬铝属于Al-Cu-Mg-ZnAl-Cu-Mg-Zn系。铝中加入铜、镁、锌等是为了得系。铝中加入铜、镁、锌等是为了得到热处理所必须的强化相。牌号到热处理所必须的强化相。牌号2A012A01硬铝有很好的塑性，大量用于硬铝有很好的塑性，大量用于制造铆钉。飞机上常用铆钉的硬铝牌号为制造铆钉。飞机上常用铆钉的硬铝牌号为2A102A10。它比。它比2A012A01铜的含量铜的含量稍高，镁的含
8、量低，塑性好，且孕育期长，又有较高的抗剪强度。稍高，镁的含量低，塑性好，且孕育期长，又有较高的抗剪强度。牌号牌号2A112A11硬铝既有相当高的硬度又有足够的塑性，在仪器、仪表及硬铝既有相当高的硬度又有足够的塑性，在仪器、仪表及飞机制造成中获得广泛的应用。牌号为飞机制造成中获得广泛的应用。牌号为7A047A04超硬铝，多用于制造飞超硬铝，多用于制造飞机上受力大的结构零件，如起落、大梁等。机上受力大的结构零件，如起落、大梁等。4 4）锻铝合金）锻铝合金 锻铝合金大多是锻铝合金大多是A1-Mg-Si-CuA1-Mg-Si-Cu系，含合金元素较少，有良好的热塑系，含合金元素较少，有良好的热塑性和耐蚀
9、性，适于用压力加工来制造各种零件，有较高的机械性性和耐蚀性，适于用压力加工来制造各种零件，有较高的机械性能。一般锻造后再经固溶处理和时效处理。常用牌号能。一般锻造后再经固溶处理和时效处理。常用牌号2A502A50、2A702A70等。等。（2 2）铸造铝合金）铸造铝合金 1 1）铸造铝合金牌号的表示方法）铸造铝合金牌号的表示方法铸造铝合金中有一定数量的共晶组织，故具有良好的铸造性能，但塑性差，铸造铝合金中有一定数量的共晶组织，故具有良好的铸造性能，但塑性差，常采用变质处理和热处理的办法提高其机械性能。铸造铝合金可分为常采用变质处理和热处理的办法提高其机械性能。铸造铝合金可分为A1-SiA1-S
10、i系、系、A1-CuA1-Cu系、系、A1-MgA1-Mg系和系和A1-ZnA1-Zn系四大类。系四大类。 铸造铝合金代号用铸造铝合金代号用“ZL”ZL”（铸铝）及三位数字表示。第一位数字表示（铸铝）及三位数字表示。第一位数字表示合金类别（如合金类别（如1 1表示铝表示铝- -硅系，硅系，2 2表示铝表示铝- -铜系，铜系，3 3表示铝表示铝- -镁系，镁系，4 4表表示铝示铝- -锌系等）；后两位数字为顺序号，顺序号不同，化学成分不同。锌系等）；后两位数字为顺序号，顺序号不同，化学成分不同。2 2）Al-SiAl-Si系合金系合金 A1-SiA1-Si系铸造铝合金又称硅铝明，是铸造铝合金中应
11、用最广泛的系铸造铝合金又称硅铝明，是铸造铝合金中应用最广泛的一类。这种合金流动性好，熔点低，热裂倾向小，耐蚀性和耐一类。这种合金流动性好，熔点低，热裂倾向小，耐蚀性和耐热性好，易气焊。但粗大的硅晶体严重降低合金的机械性能。热性好，易气焊。但粗大的硅晶体严重降低合金的机械性能。因此生产中常采用因此生产中常采用“变质处理变质处理”提高合金的机械性能。提高合金的机械性能。 3 3）其它铸造铝合金）其它铸造铝合金 A1-CuA1-Cu铸造铝合金耐热性好，但由于其铸造性能不好，有热裂和疏松倾向，铸造铝合金耐热性好，但由于其铸造性能不好，有热裂和疏松倾向，耐蚀性差，比强度低于一般优质硅铝明，故有被其它铸造
