金属材料学 第9章_铝合金课件.ppt

《金属材料学 第9章_铝合金课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第9章铝合金日常生活中导线输电线路在汽车上的应用用22寸铝合金轮毂改装凯雷德在电子和光学仪器的应用光学仪器用铝配件航空航天？？？铝合金为什么能运用于这些领域？具有什么性质？主要内容铝的基本性质铝合金的分类、强化特点变形铝合金铸造铝合金9.1铝的基本性质铝具有一系列比其他有色金属、钢铁和塑料等更优良的特性:密度小，仅为2.7g/cm3，约为钢的1/3；优良的导电性、导热性；良好的耐蚀性；优良的塑性和加工性能等。思考题：纯铝的力学性能不高，不适合作承受较大载荷的结构零件，如何强化呢？合金化——补充内容Cu：CuAl2(θ)，固溶强化Mg：Al8

2、Mg5——抗腐蚀Mg2Si——弥散强化Al2CuMg（S）——弥散强化Zn：单独加入，提高铝的电极电位，但有应力腐蚀倾向.MgZn2铝合金的热处理固溶处理+时效处理9.1铝合金的分类1、铝合金的分类变形铝合金-1铸造铝合金-2防锈铝-3——不能HT强化硬铝/超硬铝/锻铝-4——能HT强化2、铝合金热处理强化特点特点：淬火加热时不发生同素异构转变。热处理强化包括固溶处理与时效处理。固溶处理α+β→α′固溶度↑强度/硬度变化小塑性明显↑时效处理第二相从固溶体中析出力学性能等发生显著变化时效形式：人工时效，自然时效一般“回火”用于晶型转变的淬火合

3、金，“时效”用于非晶型转变的淬火合金以Al-Cu二元合金为例讨论铝合金的时效过程：(1)形成铜原子富集区铜富集区称G.P.区晶体结构与基体α同，但产生了共格应变区强度、硬度↑。G.P.呈盘状，仅几个原子层厚，室温下直径约5nm，超过200℃就不再出现G.P.区。(2)铜原子富集区有序化G.P.区急剧长大，G.P.区铜原子有序化，形成θ”相θ”相与基体仍然保持完全共格，具有正方点阵点阵常数a=b=0.404nm，c=0.768nm。它比G.P.区周围的畸变更大，因此时效强化作用更大(3)形成过渡相θ＇θ”相转变成过渡相θ＇θ＇是正方点阵，成分

4、接近CuAl2完全共格→局部共格强度、硬度开始降低，合金此时处于过时效阶段。(4)形成稳定的θ过渡相θ＇完全脱溶形成稳定相CuAl2，(θ)与基体非共格合金的强度、硬度进一步下降合金的种类不同，形成的G.P.区、过渡相以及最后析出的稳定相各不相同，时效强化效果也不一样合金系时效过程的过渡阶段析出稳定相Al-Cu①形成铜富集区—G.P.区②G.P.区有序化—θ"相③形成过渡相θ＇θ（CuAl2）Al-Mg-Si①形成铜、硅富集区—G.P.区②形成有序的β＇相Β（Mg2Si）Al-Cu-Mg①形成铜、镁富集区—G.P.区②形成过渡相S＇SAl2

5、CuMgAl-Mg-Zn①形成铜、锌富集区—G.P.区②形成过渡相M＇M（MgZn2）表9.1常用铝合金系的时效过程及其析出的稳定相3、影响时效强化的主要因素固溶处理规律：淬火T越高，淬火冷却V越快，转移t越短，过饱和程度越高，时效强化效果也越大要点：在不过热过烧条件下，T淬高些，保温t长些。淬火冷却要保证不析出第二相。为了防止淬火变形开裂，一般采用20～80℃水冷却时效工艺温度：对一定合金，有最佳时效温度.时间：在一定时效温度下，有最佳时效时间。方式：单级和多级时效。高强合金常用分级时效4、合金化条件合金元素能有限固溶；固溶度随温度降低而

6、大为减小；析出相的强化作用大。时效温度与硬度关系曲线130℃时效时铝铜合金的硬度与时间关系思考题：直接析出稳定相在热力学上是有利的，但为什么不是直接析出稳定相?9.2变形铝合金变形铝合金：通过冲压、弯曲、轧制、挤压等工艺使其组织、形状发生变化的铝合金。四位字符体系：牌号的第一位数字表示组别，2×××～8×××表示。后两位数字是区别同一组不同的铝合金。第二位字母表示原始合金的改型情况，A表示原始合金；B～Y表示原始合金的改型合金。如2A06表示主要合金元素为铜的6号原始铝合金。1、防锈铝合金Al-Mn和Al-Mg两个合金系。用“3A”或“5A

7、”加一组顺序号表示。具有优良的抗蚀性、焊接性和塑性。不能进行热处理强化。适合于制作焊接管道、容器、铆钉、各种生活用具以及其它冷变形零件。2、硬铝合金成分Al-Cu-Mg系合金。2A+顺序号表示分类①低强度硬铝，如2A01、2A10等合金；②中强度硬铝，如2A11等合金；③高强度硬铝，如2A12等合金,2A12是使用最广的高强度硬铝合金分类时效处理后具有高硬度、强度，优良的加工性和耐热性，但塑性、韧性低，耐蚀性差。含Cu、Mg低，强度较低而塑性高；反之，强度高而塑性低。强化相θ（CuAl2）、金属间化合物S（CuMgAl2）是强化相，S相最高

8、①要严格控制淬火温度。如：牌号正常淬火温度过烧温度2A02495~505510~5152A10510~5205402A12495~500507②转移时间尽量短<30″，航空件<1