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1、铝及铝合金课前复习题1、金属材料通常可分为几类？答:通常将金属材料分为有色金属和黑色金属两大类。黑色金属是指铁、锰、铬及其合金；除此之外的所有金属都称为有色金属。2、与黑色金属相比，有色金属有何特点？答：比密度小、比强度高，在空间技术、原子能、计算机等新型工业部门应用广泛。本课内容1、工业纯铝的特性、用途及分类；2、铝合金的分类；3、铝合金的时效强化；4、变形铝合金；5、铸造铝合金。工业纯铝的特性密度较小，约为2.7g/cm3；面心立方晶格（FCC）；无同素异晶转变；导电、导热性好，仅次于银、金、铜。极强的抗大气腐蚀能力，在空气中铝的表面生成致密
2、的氧化膜，保护了内部金属不被腐蚀——钝化现象。但铝不能耐酸、碱、盐的腐蚀；非磁性、无火花材料；强度低，塑性好，比强度高；可通过冷变动强化提高强度、硬度；工业纯铝应用实例工业纯铝的分类及牌号分类：工业纯铝分纯铝(99%﹤wAL﹤99.85)和高纯铝(wAL﹥99.85%)两类。纯铝又分为铸造纯铝和变形铝两种。牌号：铸造纯铝的牌号由“Z”和铝的化学元素符号及表明铝含量的数字组成，如ZAl99.5表示wAl=99.5%的铸造纯铝；变形铝的牌号用四位字符体系的方法命名，即用1×××表示，牌号的最后两位数字表示最低铝百分含量×100后小数点后两位数字，第二
3、位的字母表示原始纯铝的改型情况，如为A，表示原始纯铝，若为其它字母，则表示为原始纯铝的改型。如变形铝1A30表示wAl=99.30%的原始纯铝。铝合金的分类用于制作铝合金的合金元素大致分为主加元素（硅、铜、镁、锌、锰等）和辅加元素（铬、钛、锆等）。铝与主加元素的二元相图一般都具有右图所示形式，根据该相图上最大溶解度D点，把铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金。①变形铝合金：成分在D点以左的合金，加热到固溶线以上时，可得到单相固溶体，塑性好，宜于进行压力加工，称为变形铝合金。铝合金的分类变形铝合金又分为两类：成分在F点以左的合金，固溶体成分不随温度而变
4、，属热处理不可强化合金；成分在D～F点之间的合金，固溶体成分随温度而变，属热处理可强化铝合金。铸造铝合金成分在D点以右的合金，由于有共晶组织存在，适于铸造，称为铸造铝合金。铸造铝合金中有成分随温度变化的固溶体，也能用热处理强化。但距D点越远，强化效果愈不明显。铝合金的时效强化固溶处理：将成分位于D～F点之间的合金，加热到α相区，经保温获得单相α固溶体后迅速水冷，可在室温下获得过饱和的α固溶体，这种处理方式称为固溶处理。时效强化：固溶处理后得到的组织是不稳定的，有分解出强化相过渡到稳定状态的倾向。在室温下放置或低温加热时，强度和硬度会明显升高。这种
5、现象称为时效强化。在室温下进行的称自然时效；在加热条件下进行的称人工时效。时效条件： 合金能在高温形成均匀的固溶体，并且固溶体中溶质的溶解度必须随温度的降低而显著降低。含4%Cu的Al-Cu合金的自然时效曲线硬度时间4%Cu的Al-Cu合金，加热到550℃并保温一段时间后,在水中快冷时,θ相(CuAl2)来不及析出,合金获得过饱和的α固溶体组织,其强度为σb＝250MPa。若在室温下放置,随着时间的延续,强度将逐渐提高,经4～5天后,σb可达400MPa。回归自然时效后的铝合金,在230～250℃短时间(几秒至几分钟)加热后,快速水冷至室温时,可
6、以重新变软。如再在室温下放置,则又能发生正常的自然时效。这种现象称为回归。一切能时效硬化的合金都有回归现象。自然时效后的铝合金在反复回归处理和再时效时强度有所降低。时效后的铝合金可在回归处理后的软化状态进行各种冷变形。利用这种现象，可随时进行飞机的铆接和修理等。变形铝合金的牌号四位字符，第一、三、四位为数字，第二位为字母“A”第一位数字表示主要合金元素：234567CuMnSiMgMg2SiZn例如：5A50表示以镁为主要合金元素的变形铝合金。变形铝合金变形铝合金包括：防锈铝合金硬铝合金硬铝合金锻铝合金防锈铝合金防锈铝合金中主要合金元素是锰和镁。
7、锰提高抗蚀能力，并起固溶强化作用。镁固溶强化，同时降低比重。防锈铝合金锻造退火后是单相固溶体，抗蚀性能高，塑性好。不能进行时效硬化，属于不可热处理强化的铝合金，但可冷变形，利用加工硬化提高强度。（5A50,3A21）应用：航空工业，承受焊接的零件，耐蚀邮箱防锈铝的应用硬铝合金硬铝合金为Al-Cu-Mg系合金,另含有少量锰（1增加耐蚀性；2固溶强化）。它们可以进行时效强化，属于可热处理强化的铝合金。（2A01,2A11,2A12）耐蚀性差，需包覆一层薄的纯铝应用：飞机螺旋桨，叶片，支架等硬铝的应用超硬铝合金超硬铝合金为Al-Mg-Zn-Cu系合金,
8、含有少量的铬和锰。牌号有7A04等。锌、铜、镁与铝形成固溶体和多种复杂的第二相(例如MgZn2、Al2CuMg、AlMgZnCu等)，合
