铸造铝合金课件.ppt

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1、第2篇有色金属合金概述随着近代机械制造工业如航空、航海、汽车、石油化工、电力和原子能以及空间技术等新型工业的发展，生产技术正朝着高温、低温、高压、高速和在强烈的腐蚀介质中工作的方向发展。由于各类设备的零部件工作条件不同，对所用的材料性能要求也各不一样，所以在工业上有色金属及其合金的使用量正在日益增加，因而在国民经济中占据重要地位。概述铁、铬、锰及其合金称为黑色金属其它金属统称为有色金属有色金属分类如下：①轻金属:密度＜4.5的金属称为轻金属；如铝、镁、铍、锂等②重金属:密度＞4.5的金属称为重金属；如铜、锌、铅、镍等③贵金属:贵重或制造货币用

2、的金属：如金、银、铂、铑、钯等④稀有金属:相对稀缺、产量较少、提取困难、成本较高的金属：如钨、钒、钼、铌、钛和锆等。⑤放射性金属:如镭、铀和钍等金属。⑥半金属：硅、硼、硒、蹄、砷第8章铝合金本章主要内容工业纯铝铝合金的分类铝的合金化铝合金的时效过程变形铝合金铸造铝合金8.1铝合金的热处理及时效强化铝具有面心立方点阵，无同素异构转变。比重为2.72（g/cm3），约为铁的1/3。熔点与纯度有关,纯度为99.996%时,熔点为660.24℃优良的导电、导热性,导电性仅次于银和铜,居第三位铝在大气中具有优良的抗蚀性。铝的塑性很好，便于进行各种冷、热

3、压力加工,如压制成厚度为0.0006毫米的铝箔和冷拔成极细的细丝。工业纯铝的特性：8.1.1铝合金的分类根据合金元素的含量和加工工艺性能特点，铝合金分为：变形铝合金铸造铝合金8.1铝合金的热处理及时效强化8.1铝合金的热处理及时效强化1--变形铝合金2--铸造铝合金3--不能HT强化——防锈铝4--能HT强化——硬铝/超硬铝/锻铝8.1.1铝合金的分类图8.1铝合金分类示意图8.1.1铝合金的分类1、铸造铝合金铸造铝合金要求：具有良好的铸造性能，一般为共晶成分的合金。要求铸件具备足够的机械性能。因此，铸造铝合金的合金元素含量比变形铝合金高一些

4、，其合金元素总量约为8～25％。8.1.1铝合金的分类2、变形铝合金变形铝合金是铸锭经冷、热压力加工后形成的各种型材要求合金具备优良的冷热加工工艺性能，组织中不允许有过多的脆性等二相。合金元素含量比较低，一般不超过极限溶解度D点的成分8.1.1铝合金的分类图8.1铝合金分类示意图2、变形铝合金一般Me总量＜5％，在高强度变形铝合金中,可达8～14％。变形铝合金按其成分和性能特点可分为:不能热处理强化铝合金—耐蚀性好，故称为防锈铝可热处理强化铝合金—相图中F与D之间的合金，通过热处理能显著提高机械性能,这类铝合金包括硬铝、超硬铝和锻铝。8.1.

5、1铝合金的分类在纯铝中加入合金元素，制成铝合金。铝合金：保持纯铝的比重小和抗腐蚀性好的特点，且机械性能比纯铝高得多。经热处理后铝合金的比强度很高，机械性能和钢铁材料相比美。铝合金广泛应用于交通运输工业，航空工业。铝的合金化元素：铜、镁、锌、硅、锰和稀土元素等。合金元素对铝的强化作用，主要是包括以下几方面。8.1.2铝的合金化1、固溶强化纯铝加入Me形成铝基固溶体，起固溶强化作用，强度↑。固溶强化还能获得优良的塑性与良好的压力加工性能。铝的合金化一般都形成有限固溶体,如Al-Cu、Al-Mg、Al-Zn、Al-Si、Al-Mn等，并且有较大的极

6、限溶解度,能起较大的固溶强化效果。8.1.2铝的合金化2、时效强化铝合金的热处理强化，主要是由于Me有较大固溶度，且随着温度的降低而急剧减小。铝合金经加热到某一温度淬火后，得到过饱和的固溶体。随后放置在室温或加热到某一温度时，其强度和硬度升高，塑性、韧性降低，这个过程称作时效。时效强化（时效硬化）：时效过程使合金的强度、硬度升高的现象。铝合金强化的重要手段：固溶处理（淬火）+时效处理。8.1.2铝的合金化3、过剩相强化当铝中Me含量超过其极限溶解度时，淬火加热时便有一部分不能溶入固溶体而形成第二相，称之为过剩相。过剩相金属间化合物硬而脆，阻碍

7、位错运动，使强度、硬度↑，而塑性、韧性↓。过剩相↑，强化效果↑；但过多，合金变脆，强度急剧↓在二元铝硅合金中，主要强化手段是过剩相强化。硅含量↑，过剩相（硅晶体）的数量↑，合金的强度、硬度↑α8.1.2铝的合金化硅晶体的性能特点灰黑色，硬而脆，有金属光泽，熔点高、沸点高，硬度高4、细化组织强化添加微量合金元素，细化组织，提高机械性能。铸造铝合金中常加入微量元素（变质剂）进行变质处理来细化合金组织，↑强度和韧性。变形铝合金中添加微量钛、锆、铍及稀土等，形成难熔化合物,作为非自发晶核,细化晶粒,↑强度、塑性变质处理对不能热处理或热处理强化效果不大

8、的铸造铝合金和变形铝合金具有特别重要的意义。8.1.2铝的合金化1、铝合金热处理强化的特点铝合金淬火加热时：α和第二相（金属间化合物）→单相α固溶体；淬火时→单相的