《铝合金制备与加工》PPT课件

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1、铝合金制备与加工材料0801组长：谢强组员：刘丁铭董立谨蒋勇余钟芬金永进姚舜彭娜刘平平刘博宫梦莹一、铝合金的定义1.铝合金以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。二、铝合金的整体性能性能：铝合金密度低，但比强度高（强度与比重的比值σb/ρ），接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。三、铝合金技术的发展历程1906年时效强化现象在柏林被A.维尔姆偶然发现，硬铝随之研制成功。随后开发出Al-Cu-Mg系合金，其抗拉强度为350~480MPa'至今仍在使用。第二次世界大战期间，抗

2、拉强度超过500ＭＰ'的Al-Zn_Al-Mg;Al-Cu.合金发展起来.第二次世界大战后，－系列新合金（尤其是7000系），如7050、7010、7475和7055等研制成功。目前，高强、高韧是铝合金发展的主要方向。四、几种不同元素在铝合金中的作用提高铝合金的性能可以通过合金化来达到,在合金中添加一些元素从而通过固溶强化(如Cu,Mg.Mn等)异相强化（如Cd(鎘)，Mn，Se（硒）等）形成外来晶核细化晶粒（如Ti，B，Zr（锆），V等）Si主要是提高铝合金的铸造性及焊接流动性，减少合金的线收缩率，降低铸件的开裂倾向；Mg是Al-Si合金中主要的强化元素，在随后的时效处理中形成的Mg2Si

3、析出成为高度弥散的时效强化相，大大提高合金的强度，但延性下降；Ti对合金起变质作用，使晶粒细化的作用，但是量过多的时候会使晶粒变粗；Cr（铬）能够细化晶粒，阻止再结晶形核和长大过程，起一定的强化作用，改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性；Sc（钪）显著细化合金的铸态晶粒，强烈钉扎组织，抑制再结晶，并阻止再结晶晶粒长大，改善合金的腐蚀性能与焊接性能其他如Cu,Zn,Zr（锆）等对合金性能也有一定的程度的影响。五、铝合金的分类分类合金名称合金系性能特点示例铸造铝合金简单铝硅合金Al-Si铸造性能好，不能热处理强化，力学性能较低ZL102特殊铝硅合金Al-Si-Mg铸造性能良好，可热处理强化，力学

4、性能较高ZL101Al-Si-CuZL107Al-Si-Mg-CuZL105,ZL110Al-Si-Mg-Cu-NiZL109铝铜铸造合金Al-Cu耐热性好，铸造性能与抗蚀性差ZL201铝镁铸造合金Al-Mg力学性能高，抗蚀性好ZL301铝锌铸造合金Al-Zn能自动淬火，宜于压铸ZL401铝稀土铸造合金Al-Re耐热性好变形铝合金不能热处理强化铝合金防锈铝Al-Mn抗蚀性、压力加工性与焊接性都好，但强度较低3A21Al-Mg5A05可热处理强化铝合金硬铝Al-Cu-Mg力学性能高2A11，2A12超硬铝Al-Cu-Mg-Zn室温强度最高7A04，7A09锻铝Al-Mg-Si-Cu锻造性能好，

5、耐热性能好2A14,2A50Al-Cu-Mg-Fe-Ni2A70,2A80六、铝合金的生产工艺1.变形铝合金的生产工艺变形铝合金的各种制品是由铸坯经过塑性变形而获得的，其生产加工方法主要包括轧制、挤压和锻造等。生产变形铝制品所需的坯料，必须通过变形铝合金的熔炼和铸造获得。变形铝制品由于有改进表面质量、增强表面抗氧化能力和表面着色等方面需要，通常会引入表面处理环节。下面将从坯料制备、板带材轧制、型棒材挤压、锻件生产和表面处理共五个方面，介绍变形铝合金的生产工艺。1.1变形铝合金铸坯制备变形铝合金铸坯的组织和性能，对其半成品和成品的组织性能存在遗传性影响，所以熔炼与铸造环节在变形铝合金生产中显得

6、非常重要。1.1.1变形铝合金熔体净化目的：变形铝合金在熔炼过程中，熔体中存在气体、各种夹杂物及其他金属杂质等，往往使铸锭产生气泡、气孔、夹杂、疏松、裂纹、白斑等缺陷，对铸锭的加工性能及制品强度、塑性、抗蚀性、阳极氧化性和外观品质都有显著影响。熔体净化就是利用物理化学原理和相应的工艺措施，除掉液态金属中的气体、夹杂和有害元素，以便获得纯净金属熔体的工艺方法。方法有传统的炉内精炼和后来发展的炉外净化。1.1.2变形铝合金熔体变质处理变质处理也称孕育处理，是指向金属液内添加少量的特定变质剂，促进金属液形核，抑制晶粒长大，达到细化晶粒、改善组织形态及力学性能的目的。对于变形铝合金而言，变质处理主要

7、是为了细化基体相，并希望能改善脆性化合物、杂质及夹渣等第二相的形态和分布状况。1.1.3变形铝合金铸坯成型铸坯成型是将金属液铸成形状、尺寸、成分和质量符合要求的锭坯。一般而言，铸锭应满足下列要求：①铸锭形状和尺寸必须适合压力加工的要求，以避免增加工艺废品和边角废料；②坯料内外不应该有气孔、缩孔、夹渣、裂纹及明显偏析等缺陷，表面光洁平整；③坯锭的化学成分符合要求，结晶组织基本均匀。铸锭成型方法目前广泛应用的有块