有色金属材料和非金属材 料 课题名称 授课班级 授课时间 第1周 授课形式 讲授 课题序号 1 授课课时 第1到2 使用教具 投影仪 1?了解常用有色金属材料的分类、牌号、性能和应用。 教学目的 2 ?熟悉工程塑料和复合材料的特性、分类和应用。 3?了解其他新型工程材料的应用。 教学重点 有色金属材料的性能和应用 教学难点 合金的牌号表示方法 更新、补 充、删减 内 容 无 课外作业 列举生活中有色金属材料、工程塑料、复合材料的应用各 有色金属材料和非金属材料 一、 有色金属 3例。 1.铜及铜合金 授课主要内 容或板书设 计 2 ?铝及铝合金 3. 钛及钛合金 4. 轴承合金 二、 非金属材料及复合材料的发展 三、 *复合材料 教学后记 讲解时多列举有色金属和非金属实例，教学效果好。
课堂教学安排
主要教学内容及步骤
一、有色金属
有色金属是除铁及其合金以外的非铁金属及合金的统称，也称非铁金属。 常用有色金属包括：铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛合金、轴承合金等。
1 .铜及铜合金
纯铜的代号用“铜”字汉语拼音字母字首“ T”加顺序号表示。
根据化学成分，铜合金分为黄铜、白铜、青铜
3类。
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纯铝代号用“铝”字汉语拼音字母字首“
L”加顺序号表示。
铝合金按其成分和工艺性能，可分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。
铸造铝合金牌号(GB/T8063— 1 4 )用ZAI加合金元素符号及合金元素平均含量 的百分数表示。
铝合金是使用了 100多年的传统材料，目前世界原铝产量达 1900万吨。其中50% 用来制取加工材与深加工产品。目前我国的铝合金品种，只有美国的一半，规格不足 美国的1/4。20世纪70年代以来，铝合金方面的发展有以下几方面：
1. AI-Li 系合金
锂是最轻的金属元素。铝合金中添加百分之几的锂后，可获得时效强化(即铝合 金的热处理强化)效果，比重可降低 10%比模量可提高 10%但锂的熔点很低，故
铝锂合金冶炼很困难。波音
747的外壳采用铝锂合金，就能减去一定的质量。
2. 超塑铝合金
超塑成形因变形可达百分之几百，复杂的构件可一次成形。飞机机身隔框、电气 外壳等如采用铝合金超塑成形可降低生产成本。
3. 粉末冶金铝合金
采用快速凝固制粉或机械合金化制粉技术，可获得晶粒细化、成分均匀的过饱和
教学过程
师生活动 设计意图
利用半分 钟对金属 材料热处 理进行复
习。 提问：请 学生自己
找出生活 中有色金 属材料的 应用。
微合金粉。它比熔铸法合金成分更均匀。 4. 铝合金功能膜 铝合金功能膜是利用氧化膜内孔洞，充填别的材料以获得所要求功能。是近年来 的研究热点，应用推广较快。 通过与碳 钢和铸铁
3. 钛及钛合金 钛及钛合金牌号用“ T”加表示合金组织类型的字母及顺序号表示，字母 分别表示a 型、B型，a +3型合金。 钛合金是近来快速发展的一种合金材料。钛及钛合金密度小 对比讲解
A、B C 有色金属 材料的性
（4.5g/cm3），强度大 能和用
途。
大高于钢，比强度和比模量性能突出。钛的耐腐蚀性能优异，是目前耐海水腐蚀的最 好的材料。 钛是制造工作温度 500 C以下构件，如火箭低温液氮燃料箱、导弹燃料罐、核潜 艇船壳、化工厂反应釜等的重要材料。 但是钛合金高温强度差，不宜在高温中使用。尽管钛的熔点为 等金属材料高好几百度，但其使用温度较低，最高的工作温度只有 1700 C左右，比镍 600C。如当前使 用的飞机涡轮叶片材料是镍铝高温合金。若能采用耐高温钛合金，材料的比强度、耐 蚀性和寿命将大大提高。为解决钛合金的高温强度，正积极研究采用中间化物即金属 和金属之间的化合物作为高温材料。中间化物熔点较高、结合力强，特别是钛铝，密 度又小，作为航空的高温材料有较大的优越性和发展前途。目前研制的有序化中间化 合物使钛合金使用温度达到 600C以上、Ti3Al达到750C、TiAl达到800C左右，有 望提高到900 C以上。 4. 轴承合金 轴承合金（又称巴氏合金）是用来制作滑动轴承中轴瓦和轴衬的合金。 二、非金属材料及复合材料的发展 非金属材料如陶瓷、橡胶等的发展历史也十分悠久。进入到 20世纪后，更是取 得了重大的进展。 人工合成高分子材料从 20世纪20年代至今，发展最快、产量之大、 应用之广可与钢铁材料相比。 20 世纪60年代到70年代，有机合成材料生产量每年以 金属材料年生产增长率仅 万吨为塑料，合成橡胶为 14%勺速度增长，而 9840万吨，其中5850 4% 1986年世界高分子材料产量为 540万吨，合成纤维1140万吨。 20 世纪90年代，塑料产量已逾亿吨。 出口量达到1228万吨。 陶瓷材料近几十年的发展也十分引人注目。2005年我国塑料产量达到 2200万吨，
有色金属材料和非金属材料教案
