配套课件 材料科学与工程概论--杜双明.pptx

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第1章绪论1.材料的定义与分类2.材料的地位、作用与发展3.材料科学与工程4.材料类专业的历史与现状材料的定义应包含以下几点：

（1）具有一定的组成。

（2）具有加工性。

（3）具有一定的性质和使用性能。

体材料。

材料的种类很多，可按以下方法对其加以分类。

1）按材料的作用分按照材料的作用（用途）分，可将其分为结构材料和功能材料。

将其分为电子材料、生物材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、医用材料、机械材料、能源材料等。

按照材料的内部组织结构的不同，可将其分为晶体材料和非晶体材料。

晶体材料又分为单晶体材料和多晶体材料。

范围及使用量分按照材料的发展程度、应用范围及使用量的不同，可将其分为传统材料和新型材料。

按照材料的组成、结构特征或属性的不同，可将其分为金属材料、无机非金属材料、高分子材料以及由这三大类材料复合而成的复合材料。

里程碑人类发展史可以说是一部材料和技术的演变史，材料发展史是人类进化与文明的标志。

社会现代化的基础和先导材料，尤其是新材料的研究、开发与应用反映着一个国家的科学技术与工业水平。

结果。

首先，基础学科的发展奠定了材料科学的基础。

其次，材料科学范畴下不同材料应用理论的交叉融合。

再次，材料测试技术及工艺技术的交叉融合。

是一门应用学科，研究和发展材料的目的在于应用，而人类又必须通过合理的工艺流程才能制备出具有实用价值的材料，通过批量生产才能使之成为工程材料。

所以，在“材料科学”这个名词出现后不久，就提出了“材料工化学、冶金学、陶瓷学、高分子学、计算机科学、医学、生物学等多学科相互融合与交叉的特点，并且与实际应用结合得非常密切，具有鲜明的工程性。

心材料的统性和相关性。

材料科学与工程四个基本要素的提出，在貌似不相关的材料之间找到了共同点，即无论哪种材料都包括四个基本要素：

结构与成分、性能、使用性能、合成与加工。

把四大要素连接在一起，可组成一个四面体，如图1-1所示。

图1-1材料科学与工程的四个基本要求结构关系，对于大多数材料，所有这些结构尺度上的化学成分和分布是立体变化的，这是制造这种特定材料所采用的合成与加工的结果。

材料在外界刺激下都有相应的响应，性质就是这种功能特性和效用的定量描述。

境、受力状态对材料性能与寿命的影响等。

度量使用性能的指标有：

可靠性、有效寿命、安全性和成本等综合因素，利用物理性能时还包括能量转换率、灵敏度等。

分子和分子聚集体的新排列，在原子尺度到宏观尺度上对结构进行控制以及高效而有竞争力地制造材料和零件的演变过程。

每当一种新工艺、新技术或新流程出现，材料的发展就可能发生一次飞跃，对此必须给以充分的重视。

喷气式飞机所用的高温合金的发展就是一个明显的例子。

当前，对许多有关材料的物理现象的了解比较深入，而对材料的力学性质则仍停留于比较肤浅的阶段。

步。

材料及其制品的合成与加工，必须通过设备和机械来实现，高效、控制精良的设备和机械是材料及其制品合成与加工的重要保障；结构、成分和性质的表征以及使用性能的分析，仪器是必不可少的探测工具。

随着理论上对材料性质的认识和精确的数字仿真技术的提高，材料科学已发展成为一门真正的定量的科学。

表的生物技术，以核能、风能、太阳能、潮汐能等为代表的新能源技术，以探索太空为代表的宇航技术以及为人类持续发展所需的环境工程，都对材料提出了更新、更高的要求，复合化、功能化、智能化、低维化将成为材料人类迎来了工业革命。

钢铁工业、纺织工业开始了大规模的工业生产，采矿等工业也随之发展了起来，工业的迅猛发展需要相应的科学技术和专门人才，材料科学和工程学科亦随之建立并发展起来。

多年历史。

专业设置经历了从宽广到细分又从细分到综合的变化过程，体现了社会需求与材料科学与工程学科专业结构、人才素质之间的相互作用关系，其形成和发展大体上可分为以下四个阶段。

中国改革开放逐步深入，在材料科学技术加速发展的同时，逐步了解欧美等国材料科学与工程教育改革，中国材料科学与工程的教育模式与内容的弊端逐渐被人们认识，材料科学与工程教育改革随之开展。

录，对现有专业进行了第四次大规模修订，改革高校专业划分过细、专业过窄，有的专业名称欠科学规范，门类之间专业重复设置的现象。

第2章材料的基本性能1.材料的力学性能2.材料的物理性能3.材料的耐环境性能料两大类。

自然界赋予了天然材料特有的组成、结构和天然属性（性能）。

2.1.1弹性、塑性及强度材料的弹性、塑性及强度一般通过材料单向静拉伸试验来测定。

图2-1退火低碳钢拉伸曲线示意图（a）载荷-伸长曲线；（b）工程应力-应变曲线图2-2退火纯铜拉伸曲线示意图图2-3典型材料拉伸曲线示意图弹性变形时所承受的最大应力值即为弹性极限。

也就是应力-应变曲线中e点所s对表应示的。

应力值，用e

（2）弹性模量。

材料在弹性状态下应力与应变的比值即为弹性模量，也称杨氏模量（YoungsModulus）。

用字母E表示。

（2-1）和断面收缩率。

（1）断后伸长率。

断后伸长率是指试样拉断后标距的伸长与原始标距之比，即（2-2）在拉伸过程中材料保持应力与应变成正比例关系的最大应力，以sp表示，单位为MPa，即（2-4）的最大应力，以se表示，单位为MPa，即（2-5）时所对应的应力称为屈服强度，以ss表示，单位为MPa，即（2-6）力值，即（2-7）硬度试验设备简单，操作迅速方便，又可直接、非破坏性地在零件或工具上进行试验。

根据所测硬度值可近似估计出材料的抗拉强度和耐磨性。

此外，硬度与材料的切削加工性、焊接性、冷成型性间存在着一定联系，可作为选择加工工艺时的参考。

图2-4硬度实验方法分类布氏硬度试验是1900年由瑞典工程师J.B.Brinell提出的，是目前最常用的硬度试验方法之一。

图2-5布氏硬度试验测试原理（a）压头压入试样表面；（b）卸载后测量压痕直径于1919年提出的，它也是最常用的硬度试验方法之一。

洛氏硬度也属于压痕法，但与布氏硬度不同的是，它是以残余压痕的深度而非面积来表征硬度的，用HR表示。

图2-6洛氏硬度试验原理度只能测定硬度小于450的较软材料和其标尺太多且不能直接换算的缺点而提出的另一种硬度测试法。

图2-7维氏硬度试验原理示意等大型构件中，疲劳断裂是最常见的破坏形式。

与静载荷下的失效不同，疲劳失效具有以下基本特点：

（1）疲劳断裂是在低应力下的脆性断裂。

（2）疲劳断裂属于延时断裂。

管道等，虽然所承受的载荷小于工作温度下材料的屈服强度，但在长期使用过程中，则会产生缓慢而连续的塑性变形，使其形状尺寸日益增大以致最终破裂。

常用的蠕变性能指标包括蠕变极限和持久强度。

小，意味着材料断裂所消耗的能量愈小，材料的脆性也就愈大。

根据试样的状态以及试验方法，材料的韧度一般分为三类，即静力韧度、冲击韧度和断裂韧度。

图2-8摆锤冲击试验装置及试验原理工程材料和构件，特别是由高强度钢制成的构件或中、低强度钢制成的大型构件，常常在工作应力远低于屈服强度时发生脆性断裂。

量损失、尺寸变化的现象称为磨损。

磨损是摩擦的结果。

根据运动状态不同，摩擦可分为滑动摩擦和滚动摩擦；根据润滑状态不同，摩擦又可分为润滑摩擦和干摩擦。

基本参数，用符号表示。

电阻率值等于单位长度和单位面积的导电体的电阻值，它只与材料的本性有关，与其几何尺寸无关，单位为m。

其值越大，材料导电性就越差。

超导体（或超导态）有两个基本特性，一个是完全导电性，另一个是完全抗磁性。

应强度B的大小是指通过磁场中某点，垂直于磁场方向单位面积的磁力线数，单位为T或Wb/m2。

磁感应强度B与磁场强度H的关系是素有关，为了便于比较材料磁化的强弱程度，一般用单位体积的磁矩大小M来表示，其单位为A/m，即（2-9）物体本身的磁化特性有关，即（2-10）度为（2-11）（2-12）的大小不同而已。

按照物质对磁场反应的大小可以把磁性大致分为三类：

铁磁性、顺磁性和抗磁性。

磁感应强度或磁化强度与外加磁场强度的关系曲线称为磁化曲线。

图2-9抗磁性和顺磁性材料的磁化曲线图2-10铁磁性材料的磁化曲线图2-11铁磁合金的磁滞回线图2-12温度对磁性的影响（a）磁滞回线；（b）磁饱和强度为“压磁效应”。

广义上说，磁致伸缩包括一切有关磁化强度和应力相互作用的效应。

磁致伸缩的大小可以用磁致伸缩系数表示，线磁致伸缩系数l定义为（2-13）（2-14）所需的热量Q称为该材料的热容，用C表示，单位为J/K。

为便于不同材料之间的比较，通常定义单位质量材料的热容称为比热容或质量热容，用c表示，单位为J/（kgK）或J/（gK）。

图2-13金属与陶瓷的摩尔热容与温度的关系高而增大的现象称为热膨胀。

通常用热膨胀系数（CoefficientofThermalExpansion，CTE）来表征材料的热膨胀性能。

域中，都需要考虑材料的导热性能。

实验证明，一根两端温度分别为T1和T2的均匀的金属棒，当各点温度不随时间而变化时（稳态），单位时间内流过垂直截面上的热量正比于该棒的温度梯度，其数学式为射到材料上时，有一部分被材料表面反射；另一部分经折射进入材料中，这其中有一部分被吸收为热能，剩下的部分则透过材料。

光波在材料中的传播速度v与在真空中的传播速度v0的比值即为材料的折射率n（n=v0/v）。

光学透明材料的反射率R可表示为电子跃迁到导带，但电子在高能级的导带中是不稳定的（它们在那里停的时间很短，只有10-8s左右），会自发地返回低能级的价带中，并相应地放出光子（其波长为=hC/Eg），若将外界激发源去除，则发光现象即1腐蚀现象腐蚀是材料表面在周围介质的作用下，由于化学反应、电化学或物理溶解而产生的变质、破坏和性能恶化的现象。

比较复杂，因此腐蚀的分类方法也多种多样，根据材料腐蚀的机理不同，可将其分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

根据腐蚀破坏的外部特征，腐蚀形态可分为全面腐蚀和局部腐蚀。

为在自然环境中的腐蚀和在工业介质环境中的腐蚀两大类。

自然环境包括淡水和海水、大气、土壤、微生物等；工业介质环境则包括酸、碱、盐及工业水等。

环境介质腐蚀的能力。

金属的耐蚀性主要取决于纯金属的特性。

合金化是改变金属耐蚀性的最有效途径。

使用过程中，要经受热、光照、潮湿等各种环境因素的影响，使性能下降，最后丧失使用价值，这种现象称为老化。

第3章材料的结构1.原子的结构2.原子间的结合键3.原子的排列方式4.晶体材料的组织核内有质子和中子，核的体积很小，却集中了原子的绝大多数质量。

电子绕着原子核在一定的轨道上旋转，它们的质量虽可忽略，但电子的分布却是原子结构中最重要的问题。

是描述电子离核远近和能量高低的主要参数，在四个量子数中是最重要的。

n的数值越小，电子离核的平均距离越近，能量越低。

角量子数l既反映了原子轨道（或电子云）的形状，也反映了同一电子层中具有不同形状的亚层。

磁量子数m确定了原子轨道在空间的伸展方向。

自旋量子数ms是描写电子自旋运动的量子数，是电子运动状态的第四个量子数。

本原则：

（1）泡利不相容原理。

（2）能量最低原理。

（3）洪特规则（也称最多轨道原则）。

学家门捷列夫在1869年发现的。

元素周期表是元素周期的体现形式，它能概括地反映元素性质的周期性变化规律。

在了解了原子结构以后，才认识到这一周期性变化的内部原因正是由于原子核外电子的排列是随原子序数的增图3-1元素周期表元素周期表中的每个横行称为一个周期，共有七个周期。

为一个族，共有八个主族（AA）、七个副族（BB）和B族（含三列）。

和族划分外，还可按元素的原子在哪一亚层增加电子而将它们划分为s、p、d、ds、f五个区（见图3-2）。

图3-2原子外层电子构型与周期系分区电离能I2，以此类推，还可以有第三电离能I3、第四电离能I4。

同一元素的各级电离能依次升高。

如果没有特殊说明，通常电离能指的就是第一电离能。

电离能都是正值，因为原子失去电子需要吸收能量来克服核对电子的吸引电子亲和能绝对值越大，表示原子越易获得电子，相应元素非金属性越强。

电子亲和能的变化规律与电离能基本相同，即如果元素的原子的电离能高，则其电子亲和能（绝对值）也高。

电负性是指元素原子在分子中吸引电子的能力。

率1）能带的形成对单个原子，电子处在不同的分能级上。

图3-3能带的形成性的大小是由其内部的电子结构决定的。

对于碱金属，位于周期表中A族，其外层只有一个价电子。

图3-4各种金属的能带结构（a）碱金属Na；（b）贵金属Cu；（c）碱土金属Mg；（d）过渡金属Fe性在周期表A族中的C、Si、Ge、Sn为半导体元素。

图3-5金刚石（C）、硅（Si）和锗（Ge）的能带结构所以原子核也有自旋磁矩，只是与电子相比它是一个很小的值，因此在讨论物质的磁性时不予考虑。

量子力学研究表明，电子的轨道磁矩me与角动量Le成正比，但二者方向相反，即将普朗克常数h、电荷e、电子质量me代入上式，可知m=9.2710-24J/T。

B式中，ms为自旋量子数，取值只有1/2一个值。

自旋磁矩与自旋量子数的方向也是相反的。

相互交换电子的位置，其交换能由量子力学给出：

（3-1）图3-6过镀金属3d壳层的电子结构a点阵常数；r未填满的电子层半径图3-7交换积分A与a/r3d的关系在一起的相互作用力，或称它们之间存在结合键。

当原子（离子或分子）凝聚成液态和固态时，原子（离子或分子）之间产生较强的相互作用力，这种作用力使原子（离子或分子）结合在一起，或者说形成了结合键。

统的能量，此时金属原子变成带正电荷的正离子，非金属原子变成带负电荷的满壳层负离子，正、负离子间由于静电引力相互吸引，当它们充分接近时会产生排斥作用，引力和斥力相等时，正、负离子便稳定地结合在一起，这就是离子键。

离子键要求正、负离子相间排列，而且要使异号离子图3-8NaCl的离子结合键示意图A族的元素，通过得到或失去这些原子而达到稳态结构所需的能量很高，不易实现离子键结合。

图3-9金刚石的共价键结合及其方向层，形成带正电荷的正离子。

当大量金属原子相互接近并聚集为固体时，其中大多数或全部原子都会丢失其最外层价电子而成为具有稳定结构的正离子。

图3-10金属键结合示意图分子都是由带正电荷的原子核和带负电荷的电子组成的。

正如物体有重心一样，可以设想分子中的正、负电荷各集中于一点，形成正、负电荷中心（见图3-11（a）。

图3-11范德华键力示意图（a）理论的电子云分布；（b）原子偶极矩a/r的产生；（b）（c）分子间的范德华键结合一样，也是依靠原子（或分子、原子团）的偶极吸引力而结合的，只是氢键中氢原子起了关键作用。

3.2.3材料中的多种键型尽管上述各种键的形成条件完全不同，但实际材料中单一形式结合键的情况并不很多，前面讲的只是一些典型的例子，大多数材料的内部原子结合键往往是各种键的混合。

依据组成元素的电负性差异大小而定，电负性相差越大，则离子键比例越高。

确定化合物AB中离子键结合的比例的公式为（3-2）固体中原子是依靠结合键结合起来的，这一结合力是怎样产生的呢？

我们以最简单的双原子模型来说明。

来处理问题的，因此下面也从能量的角度来描述结合键的本质。

根据物理学，力（F）与能（E）之间的转变关系为图3-12结合能、作用力与原子间距离的关系（a）结合能与原子间距；（b）作用力与原子间距固体材料根据固体中结合键的特点或本性不同，可以分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料四大类。

熔点的高低反映了材料热稳定性的程度。

材料加热时，若原子振动足以破坏原子之间的结合键，便会发生熔化，因此材料的熔点与其结合能有较好的对应关系。

表3-6给出了几种材料的结合能和熔点。

在原子堆积致密度相似的材料中，熔点越高，热膨胀系数就越小。

镍、铁等的密度也相当高。

金属的高密度有两个原因：

（1）金属原子有较高的相对原子质量；

（2）金属键的结合方式没有方向性，金属原子趋于密集排列，经常得到致密度较高的晶体结构。

材料的电导率也受电子运动的自由程度所控制。

金属键材料的热导率高，因为自由电子既是电的有效载体，也是热的有效载体。

陶瓷和高分子材料等非金属材料都是热的不良导体。

键结合的无机非金属材料比以金属键结合的金属材料的硬度高，以二次键结合的聚合物的硬度最低。

3.3.1晶体与非晶体在研究了结合键后，下一步就是从原子或分子的排列方式上考虑材料的结构。

图3-13二氧化硅结构示意图（a）晶体；（b）非晶体图3-14从液态转变为晶体及非晶体的比体积变化图3-15结晶过程及相应的多晶体组织示意图（a）晶核形成；（b）晶核生长；（c）晶体生长结束；（d）多晶体具有规则性。

这些由实际原子、离子、分子或各种原子集团，按照一定几何规律的具体排列方式称为晶体结构，或称为晶体点阵。

图3-16晶体中原子排列示意图（a）原子堆垛模型；（b）晶格；（c）晶胞图3-17晶胞与晶格常数2常见金属的晶体结构工业上使用的金属约40种，这些金属除少数具有复杂的晶体结构外，大多数金属的晶体结构比较简单。

最常见的有三种，即体心立方结构、面心立方结构及密排六方结构。

图3-18常见金属晶体晶胞（a）体心立方；（b）面心立方；（c）密排六方中所形成的融合体称为固溶体。

根据溶质原子在溶剂点阵中所占位置的不同，固溶体又可分为置换固溶体和间隙固溶体两种，如图3-19所示。

图3-19固溶体晶体结构示意图（a）间隙固溶体；（b）置换固溶体构的化合物称为金属化合物。

金属化合物的晶体结构比较复杂，通常具有较高的硬度、熔点和脆性，因此不能直接使用。

一般分布于合金的固溶体中，起强化作用。

体结构有较大的不同，陶瓷的晶体具有结构复杂，原子排列紧密，配位数较低等特性。

最常见的有AB型、AB2型及A2B3型晶体结构，如图3-20中的MgO、ThO2、Al2O3所示。

图3-20几种典型氧化物的晶体结构（a）MgO的结构（岩盐型结构）；（b）ThO2的结构（萤石型结构）；（c）Al2O3的结构（刚玉型结构）共价键晶体陶瓷多属金刚石结构，如图3-21（a）所示。

图3-21共价键晶体陶瓷结构（a）金刚石；（b）SiC；（c）高温SiO2引起质点间势场畸变，产生晶体结构不完整性，但其尺度仅仅局限在1个或若干个原子级大小的范围内，这种缺陷就称为点缺陷（零维缺陷）。

图3-22点缺陷的类型（a）空位；（b）同质间隙原子；（c）异质间隙原子；（d）置换原子它如刀刃一样插入晶体，故称为刃型位错。

EF称为刃型位错线。

通常称晶体上半部多出原子面的位错为正刃型位错，用符号“”表示；反之为负刃型位错，用“”表示，如图3-23（b）所示。

图3-23刃型位错示意图（a）立体图；（b）平面图螺型位错的模型如图3-24（a）所示。

图3-24螺型位错示意图（a）立体图；（b）平面图面缺陷主要是晶界、亚晶界、相界、堆垛层的位错等。

图3-25晶界和亚晶界结构示意图（a）晶界；（b）亚晶界体缺陷主要是沉淀相、晶粒内的气孔和第二相夹杂物等。

接观察到材料内部的原子及其排列方式。

材料研究中采用X射线衍射来进行研究物相分析。

1913年，英国物理学家布拉格父子提出了作为晶体衍射基础的著名公式，即布拉格方程：

图3-26SiO2晶体在不同掠角q下的衍射强度分布图倍组织。

宏观组织的分析方法简单方便，观察前只需要对金属和合金的金相磨面经过适当处理，常用于观察和分析金属及合金的铸件、焊接接头中的微裂纹、气孔、缩孔等宏观组织缺陷。

图3-27利用显微镜观察材料的组织图3-28单相组织的两种晶粒形状（a）等轴晶；（b）柱状晶组织，即所有晶粒的化学成分相同、晶体结构也相同。

显然，纯组元如Fe、Al或纯Al2O3等的组织一定是单相组织。

各个相具有不同的成分和晶体结构。

由于是多相组织，组织中各个相的组合特征及形态要比单相组织复杂得多。

后续课程将介绍各种条件下组织的形成过程及组织的细节。

状，两相晶粒均匀地交替分布，此时合金的力学性能取决于两个相或两种组织组成物的相对量及各自的性能，即符合混合定律。

若以强度为例，则材料的强度细的相以球状、点状、片状或针状等形态弥散分布于另一相的基体中（见图3-29（b）。

图3-29两相组织的一些基本组织形态（a）等轴状两相组织；（b）第二相以球状、片状或针状分布于基体；（c）第二相非连续分布于晶界第4章金属材料1.钢铁材料2.有色金属及其合金3.金属材料的制备4.金属材料的加工工艺5.金属材料的热处理1碳钢的分类1）按质量等级分类

（1）普通质量碳钢。

（2）优质碳钢。

（3）特殊质量碳钢。

造船、压力容器、管道等用的钢；以限制碳含量为主要特性的碳钢，如造船、压力容器、管道等用的钢；碳钢易切削钢；碳钢工具钢；具有专门规定磁性或电性能的碳钢；其他碳钢。

（1）低碳钢。

（2）中碳钢。

（3）高碳钢。

（1）沸腾钢。

（2）镇静钢。

根据国标GB/T2212000钢铁产品牌号表示方法，碳钢的常用钢号表示方法见表4-1。

（ISO4948/1）和（ISO4948/2）按化学成分不同把钢分成两大类：

非合金钢和合金钢。

按我国国家标准（GB/T133041991），参照上述国际标准，结合国情，把钢分成三大类：

非合金钢、低合金钢和合金钢。

普通质量低合金钢、优质低合金钢、特殊质量低合金钢；合金钢按质量等级可分成两类：

优质合金钢、特殊质量合金钢。

（1）可焊接低合金高强度结构钢。

（2）焊接结构用耐候钢。

（3）桥梁用钢。

（4）船体结构用钢。

（5）锅炉用钢。

（6）容器用钢。

（7）焊接气瓶用钢。

（8）复合钢钢板。

（9）汽车用钢。

牌号表示方法（GB2212000）的原则是钢中元素用国际化学元素符号或汉字表示，产品用途、冶炼和浇注方法等用汉语拼音字母缩写或汉字表示。

（2）合金结构钢和合金弹簧钢。

（3）滚动轴承钢。

（4）合金工具钢和高速钢。

（5）不锈钢和耐热钢。

1）按断口颜色分类

（1）灰（口）铸铁。

（2）白（口）铸铁。

（3）麻（口）铸铁。

（1）普通铸铁。

（2）合金铸铁。

3）按生产方法和组织性能分类

（1）普通灰铸铁。

（2）孕育铸铁。

（3）可锻铸铁。

（4）球墨铸铁（球铁）。

1）石墨化过程2）影响石墨化的因素的热处理仅限于消除应力退火、软化退火以及为了提高某些铸件的表面硬度、耐磨性及疲劳强度而采用表面淬火等。

对于球墨铸铁，由于石墨对基体组织的分割作用小，因此钢的一些热处理方法可用在球墨铸铁上。

g/cm3，相对密度只有钢铁的1/3，强度不高，但比强度高；铝的延展性很好，易于加工，可压制成薄板或铝箔、拉拔成铝线、挤压成各种型材，即使温度降低到198，铝也不变脆；铝具有优良的导电、导热性能及良好的光热的反射能力；具有银白色的金属光泽；抗大气腐蚀能力好。

变形铝合金是先将合金配料熔炼成坯锭，再通过轧制、挤压、拉伸、锻造等塑性加工方法制成各种形状和尺寸的半成品制品的铝合金，可分为防锈铝合金（LF）、硬铝合金（LY）、超硬铝合金（LC）、锻铝合金（LD）。

图4-1铝合金的分类和用途号表示方法自1997年1月1日开始执行新标准，变形铝及铝合金状态代号的表示方法也自1997年1月1日开始执行新标准。

新国家标准接近国际通用的状态代号命名方法，合金的基础状态分为5级，见表4-2。

热处表4-2变形铝及铝合金表4-3常见的热处理状态开始使用铜。

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。

金，具有美观的黄色，统称黄铜。

黄铜具有良好的加工性能，优良的铸造性能和耐腐蚀性能。

黄铜包括普通黄铜和特殊黄铜。

锰等的铜合金为青铜，主要有锡青铜、铝青铜和铍青铜。

青铜的编号方法是：

Q（“青”的汉语拼音字首）+主加元素符号+主加元素含量。

度和塑性，能进行冷加工变形，抗腐蚀性能也好。

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为复杂白铜。

铜广泛用于电力、电器和电子市场，约占总数的28%。

高于Cu、Zn、Sn、Pb等常见金属。

我国的钛资源极为丰富，仅四川攀枝花地区发现的特大型钒钛磁铁矿中，钛金属的储量约达4.2亿吨，接近国外探明钛储量的总和。

强度并不高（大多在1000MPa以下），但它在高温（500600范围内）仍能保持其强度，抗氧化、抗蠕变性以及焊接性能良好。

钛合金的典型代表是Ti-5Al-2.5Sn合金。

过淬火和时效获得强化。

热处理后的强度约比退火状态下的高50%100%；高温强度高，可在400500的温度下长期工作，其热稳定性次于钛合金。

冲压，并可通过固溶和时效进行强化，热