文档介绍：船舶焊接工艺船舶材料与焊接第三章
概述:
工业上钢铁称为黑色金属，除钢铁以外的金属称为非铁金属（又称有色金属） 。非铁金属与黑色金属相比，具有一系列特点，有良好的导热性和导电性，如银、铜、铝等。有优异的化学稳定性，如铝、钛等。比强度（单位质量能够提供的强度）高，如铝合金、钛合金等。近年来，航空、航海中为减轻重量，提高运载能力和航行速度，要求材料强度高、密度轻。此外，石油、化工、航海中的设备及其零件要在腐蚀介质中工作，要求材料具有良好的耐腐蚀性，所以非铁金属在近代造船行业中应用广泛，特别是高强度、耐腐蚀的轻合金材料的应用，大大改善了船舶的使用性能。
第一节 船用铝合金
一、纯铝的性能特点:
（一）纯铝的密度小（）。其强度很低，σb=80 MPa ~100 MPa。但塑性很好，δ=30%~50%。熔点为660℃，结晶后具有面心立方晶格，没有同素异构转变。
（二）导电、导热性能仅次于银、铜、金而居于第四位。
（三）具有良好的抗大气腐蚀能力，在空气中铝的表面可生成致密的氧化膜，可有效地隔绝铝和氧的接触，阻止表面的进一步氧化。
根据上述特点，工业纯铝的主要用途为：代替较贵重的铜制作导线、电缆；配制铝合金；制作具有导热和抗大气腐蚀性能而对强度要求不高的用具和器皿。
工业纯铝中常见的杂质是铁和硅，杂质越多，其导电性能越低，腐蚀性、塑性越差。
AVC纯铝散热器
纯铝吊灯
纯铝机箱
铝芯线
二、铝合金的分类及对船用铝合金性能的基本要求
铝合金：纯铝的强度较低，若在铝中加入一些元素，如铜、镁、
锌、锰、硅等形成铝合金，其性能将会有很大的改善。
（一）铝合金的分类
根据铝合金的化学成分和工艺特点，可将铝合金分为变形铝合
金和铸造铝合金两类。
铝合金 状态图的一般类型
铝合金的分类
形变铝合金
铸造铝合金
不能热处理
强化铝合金
能热处理
强化铝合金
（二）合金性能的基本要求
把铝合金加热到α相区，保温后在水中快冷，得到单相过饱和
的α固溶体，这种处理方式称为固溶处理或淬火。
力学性能方面：
1、屈强比 保持一定差距，，利于半成品和
零件的加工矫正工作。
2、高温强度 在加热到100℃之前，应保持力学性能不变，加
热到250℃时，屈服强度大于60%。
3、疲劳强度 平板试样的疲劳强度不小于50MPa，带焊缝试样
的疲劳强度不小于40 MPa。
4、延伸率 不小于10%，以适应各种加工工艺需要。
抗腐蚀性能方面：
应具有良好的抗腐蚀性能，特别是抗海水腐蚀性能。对高强度
变形铝合金，还要求有较好抗晶间腐蚀和抗应力腐蚀性能。
其它方面：
热处理不可强化铝合金，应具有良好的可焊性和加工性；热处
理可强化铝合金，经过一定热处理后，应具有良好的加工性，并具
有在热处理中抵抗变形的能力。
（三）铝合金的时效硬化
:
固溶处理或淬火： 把铝合金加热到α相区，保温后在水中快
冷，得到单相过饱和的α固溶体，这种处理方式称为固溶处理或淬
火。
时效硬化：在固溶处理后的合金随时间延 续而发生进一步强
化的现象。
回归现象：已经时效硬化的铝合金，如若需恢复其塑性，可在
230~250℃作短时间加热，然后快冷至室温，合金将重新恢复塑性，
即性能恢复到淬火状态。若在室温下放置，则与新淬火合金一样，
仍能进行正常的自然时效与人工时效，这种现象称为回归现象。
自然时效
人工时效
含4%Cu的铝合金自然时效曲线
含4%Cu的铝合金在不同温度下的人工时效曲线