轻质合金材料及其应用.pptx

轻质合金材料;一 铝合金 ;铝合金既具有高强度又保持纯铝的优良特性 。 铝合金常加入的元素主要有Cu、Mn、Si、Mg、Zn等，此外还有Cr、Ni、Ti、Zr 等辅加元素。 ;铝合金的用途;常用铝合金 ① 防锈铝合金 主要是Al-Mn和Al-Mg系合金。 Mn和Mg主要作用是;汽化器(热交换管为LF21);② 硬铝合金 主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量Mn。 可进行时效强化，也可进行变形强化。 强度、硬度高，加工性能好，耐蚀性低于防锈铝。;③ 超硬铝合金 属Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量Cr和Mn。 时效强化效果超过硬铝合金. 热态塑性好，但耐蚀性差。常用合金有主要用于工作温度较低、受力较大的结构件, 如飞机大梁、起落架等.;④ 锻铝合金 Al-Cu-Mg-Si系合金 可锻性好，力学性能高，用于形状复杂的锻件和模锻件，如喷气发动机压气机叶轮、导风轮等.;美F-117隐身战斗机(所用材料大部分是铝合金);⑤铸造铝合金 包括： Al- Si系、Al-Cu系、Al-Mg系、Al-Zn系。 ⑴ Al-Si系铸造铝合金;加入其他合金元素的铝硅铸造合金。 Al-Si系铸造铝合金的铸造性能好，具有优良的耐蚀性、耐热性和焊接性能。 ;⑵ Al-Cu系铸造铝合金 这类合金的耐热性好，强度较高；但密度大，铸造性能、耐蚀性能差，强度低于Al-Si系合金。;⑶ Al-Mg系铸造铝合金 这类合金的耐蚀性好，强度高，密度小；但铸造性能差,耐热性低。 ;⑷ Al-Zn系铸造铝合金 这类合金的铸造性能好，强度较高，可自然时效强化；但密度大，耐蚀性较差。;其它非铁合金;其它非铁合金;※手机、电脑、笔记本电脑等3C产品;※兵器（减重）;※汽车、摩托车、飞机零件 （减震、节能、提高驾乘舒适度） 轿车用镁合金轮毂 直升机变速箱壳体; 轿车用镁合金齿轮箱; ※镁合金曲轴发动机左、右箱体盖； ※镁合金曲轴发动机后盖； ※镁合金前、后轮毂； ※镁合金后扶手； ※镁合金锁扣。;Mg-Mn系合金，具有良好的耐蚀性和焊接性，使用温度不超过150℃。主要用于制作飞机蒙皮、壁板及宇航结构件。 Mg-Li系合金是一种新型的镁合金，它密度小，强度高，塑性、韧性好，焊接性好，缺口敏感性低，在航空、航天工业???具有良好的应用前景。;Mg-Al-Zn系的ZM5和Mg-Zn-Zr系的ZM1、ZM2、ZM7、ZM8具有较高的强度，良好的塑性和铸造工艺性能，但耐热性较差，主要用于制造150℃以下温度工作的飞机、导弹、发动机中承受较高载荷的结构件或壳体。Mg-Re-Zr的ZM3、ZM4和ZM6具有良好的铸造性能，常温强度和塑性较低，但耐热性较高，主要用于制造250℃以下温度工作的高气密零件。;阻燃镁合金抗氧化方法 (1) 熔剂保护阻燃法。在镁合金整个熔炼过程中，在熔剂保护下隔绝大气进行。镁合金采用熔剂保护防燃使用最早也最广泛，具有工业应用价值。 (2) 气体保护阻燃法。常用气体为SF6、CO2和SO2。其中SF6为无色无味无毒气体，是最常用的镁合金保护气氛。 但SF6、CO2等气体具有强烈的“温室效应”，由于它们对环境的污染需要找到一种合适的替代气体。 (3) 添加合金元素阻燃法。在镁合金中只需加入少量的Be、Ca，可制备出燃点很高的阻燃镁合金。Be与O2生成BeO膜致密，也有明显的阻燃作用，但Be、Ca的加入量需要严格控制，否则会强烈恶化组织，造成晶粒长大和热裂倾向加大。 ;※耐腐蚀镁合金;高温应用的铸造镁合金 普通Mg-Al、Mg-Zn系铸造镁合金使用温度限于150~200°C。应用于更高温度下的耐热镁合金主要是Mg-RE、Mg-Th系合金。 钍是提高镁合金高温性能最有效的合金元素，但钍的低放射性限制了Mg-Th合金的应用。 Mg-RE合金中加入少量的锆（Zr）、 La、Ce等能够起到晶粒细化、提高抗拉强度等作用。 添加钪、钇对镁合金的有益影响是又一个非常重要的发现，Drits等开发了一系列耐热高强WE型镁合金。该类合金良好的力学性能使其广泛应用于赛车及飞行器变速箱壳体上。 ;变形镁合金 与铸造镁合金相比，变形镁合金材料比铸造镁合金材料具有更高的强度，更好的延展性，更多样化的力学性能，从而满足更多样的结构件的需求。 ◆ 常用变形镁合金Mg-Al-Zn系、Mg-Zn-Zr、Mg-Mn系； ◆ 超轻Mg-Li系变形镁合金； Mg-40%Li (ρ <1.0 g/cm3) ;三 钛合金 ;钛合金;钛合金 纯钛加入合金元素形成钛合金。钛合金几乎都含有铝。铝能提高钛合金的强度、比强度和再结晶温度.;钛合金（ 1.α型钛合金 ）;?型钛合金 主加元素为