第七節

有色金屬及其

合

金一、有色金屬1.概念：通常把所有的非鐵金屬及其合金統稱為有色金屬。

除黑色金屬以外的其他金屬統稱為有色金屬。2.特點（與鋼鐵相比）：（1）耐蝕性好，鋼鐵如果具有的話，需要加入昂貴的金屬：Cr，Ni等。（2）容易加工；（3）高的導電及導熱性（Cu、Al）；（4）重量輕航空機械，飛機等（Al、Ti）；（5）有色澤。其消耗量占金屬材料的5％左右。二、鋁及其合金鋁元素在地殼中的含量僅次于氧和硅，居第三位，是地殼中含量最豐富的金屬元素。在金屬品種中，僅次于鋼鐵，為第二大類金屬。主要特點：比重小、優良的理化性能和加工性能。一）、工業純鋁1.主要特點:

純鋁：銀白色，

比重?。?.7是鐵的三分之一）輕；面心立方晶格，無同素異晶轉變。純鋁的導電性和導熱性能高，僅次于銀和銅（是銅的60％）。純鋁的強度、硬度很低，但塑性很高Ψ=8%；無磁性；熔點低。在大氣和淡水中耐蝕性好，易氧化形成Al2O3保護膜，不耐酸堿。缺點:強度低。（抗拉強度為80MPa）不能做機械的結構零件。

2.工業純鋁牌號：L1、L2、L3、L4、L5、L6。序號越大，純度越低。主要用于：電線、電纜、器皿及配置合金。二）、鋁合金加入合金元素目的：提高強度，并保持良好的加工性能。純AL的強度低（只有80MPa)，方法：在純AL中，加入適量的合金元素（Cu，Mg，Si，Mn等）通過合金化及冷加工和熱處理，可以使強度提高到：490～588Mpa。此外，鋁合金的性能還可以通過熱處理來進一步提高。一架超聲速飛機約70%的鋁及鋁合金構成。一艘大型客船的用鋁量常達幾千噸。常把鋁合金分為兩類：1．形變鋁合金特點：好的塑性，適合于壓力加工。A.不能熱處理強化，★防銹鋁合金：代號為“LF”，如：LF21，21號防銹鋁。B.可熱處理強化。★硬鋁合金：代號為“LY”，如：LY11，11號硬鋁,低號碼主要作鉚釘，故有“鉚釘硬鋁”之稱?！锍蹭X合金：代號為“LC”；如；LC4，四號超硬鋁。硬鋁合金與超硬鋁用于飛機的結構件，如大梁，起落架等。

★鍛鋁合金：

代號為“LD”，如：LD8，8號鍛鋁。航空機械中復雜的大型鍛件，活塞等。2．鑄造鋁合金具有共晶組織，流動性好，適合于鑄造。第一位數表示合金系，1－Al-Si;2-Al-Cu;3-Al-Mg;4-Al-Zn，后面的兩位表示序號Al-Si合金：Si含10~13%，稱為硅鋁明如：★ZL101（對應牌號ZAlSi7Mg），又稱普通硅鋁明。★ZL108（牌號為ZAlSi12Cu2Mg1）和ZL109又稱特殊硅鋁明。是制造汽車及船用中、高速柴油機或汽油機活塞的主要材料。三、銅及其合金銅的儲量少，價格高，是貴重稀有金屬。銅及其合金分類：紫銅、黃銅（普通黃銅、特殊黃銅）、青銅（錫青銅、無錫青銅）、白銅。一)、紫銅（工業純銅）:是一種玫瑰紅色的金屬，外觀因氧化呈紫色，常稱為紫銅。1、一般特性（1）熔點：1083℃；比重：8.9（2）在固態下無同素異構轉變，面心立方；（3）性能：導電性、導熱性（僅次于銀）、好的塑性、（在大氣和淡水中）耐蝕性好，但在海水中耐蝕性差。2、牌號及用途紫銅共有4個牌號：T1（99.95%）；T2（99.90%）；T3（99.70%）；T4（99.50%）序號越大，純度越低。用途：柴油機潤滑油管路；小柴油機的高壓油管，密封墊片;制造電線，電纜，電刷等電工器材;熱交換器、銅管等導熱器材;配置銅合金的原料。不能作結構材料。加工硬化：反復冷變形（錘擊等）后，會顯著硬化。二）、黃銅銅與鋅的合金，或以鋅為主要合金元素的銅合金，按化學成分分兩類：普通黃銅、特殊黃銅。1.普通黃銅（Cu-Zn合金）

1）成分與組織

普通黃銅是銅和鋅組成的二元合金。鋅加入銅中提高了合金的強度、硬度和塑性，并且改善了鑄造性。2）牌號，性能及用途如屬壓力加工普通黃銅：用代號“H”+Cu的％表示，如H62，表示含銅量為62％的普通黃銅，用于制造墊圈、彈簧、各種銅網等?！?/p>

若屬鑄造普通黃銅：用“Z”+CuZn+鋅的％表示，如ZCuZn38，用于制造一般結構件、耐蝕件、彈簧等。性能:鑄造性好，塑性好，耐蝕性好，可切削加工性差。缺陷:（1）脫鋅:黃銅表面氧化膜破壞后，鋅被溶解，表面殘存一層多孔（海綿狀）的純銅。

（2）季裂:在潮濕的大氣或海水(氨)的情況下，造成晶間腐蝕，自動開裂。當鋅含量超過20％時，最易發生。季裂是應力和腐蝕介質共同作用產生的應力腐蝕現象。2.特殊黃銅:在普通黃銅的基礎上加入合金元素(Al、Mn、Si、Pb等)。目的：提高機械性能和耐蝕性。編號方法★

如屬壓力加工產品：用代號“H”+主加元素符號＋Cu的％表示＋主加元素的％，若后邊還有幾組數字，則表示其它合金元素的％。例：☆

HMn55－3－1，表示Cu%=55％，Mn％=3%，Fe％=1%的錳黃銅，用于制造螺旋槳?！?/p>

HSn70-1，錫黃銅：Cu%=70%，Sn%=1%，Zn%=29%。耐海水腐蝕（加錫的原因）。稱為：海軍黃銅，與海水、油類接觸的導管、冷凝器?！?/p>

若屬鑄造產品：用“Z”+Cu＋合金元素＋合金元素的％+…表示，如：☆ZCuZn25Al6Fe3Mn3，表示Cu%=66％、Zn%=25%、Al%=6%、Fe%=3%、Mn=3%的鑄造鋁黃銅，用于制造重載螺母、蝸桿等。☆

ZCuZn40Mn3Fe1：鑄造錳黃銅Cu%=55%、Mn%=3%，Fe%=1%。制造海船的螺旋槳及其它管配件。三）、青銅其耐磨性、耐蝕性均好于黃銅和純銅。1．壓力加工青銅牌號表示方法：“Q”＋主加元素符號＋主加元素％；如果后面還有幾組數字，則為其元素％。如：QAl7，表示含鋁7％的鋁青銅，可制造重要彈簧等。2．鑄造青銅牌號表示方法：ZCu+合金元素＋合金元素的％＋…。例:☆ZCuSn10Zn2（名稱：10－2錫青銅），鑄造錫青銅：Sn%=10%，Zn%=2%，Cu%=88%。用途:螺旋槳軸的軸套?！頩CuSn10P1(名稱：10－1錫青銅)鑄造錫青銅:Sn%=10%，P%=1%(提高耐磨性)，Cu%=89%。用途:高速、高負荷的軸承。

☆ZCuAl14Mn8Fe3Ni2,鑄造鋁青銅Al%=14%，Mn%=8%，Fe%=3%，Ni%=2%，用于制造海水中耐蝕的高強度零件，如螺旋槳?！?/p>

ZCuPb30(30鉛青銅)鑄造鉛青銅，高