第一章铸造铝合金ppt课件.ppt

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1、第一篇铸造有色合金及其熔炼铸造铝合金及其熔炼铸造镁合金及其熔炼铸造铜合金及其熔炼铸造钛合金及其熔炼第一章铸造铝合金铸造铝硅类合金铸造铝铜类合金铸造铝镁类合金铸造铝锌类合金其它铸造铝合金§1-1铸造铝合金概论纯铝为面心立方晶型，强度较低，需强化有些铸铝的热强性良好，可在200～300℃下服役铸铝无低温脆性，是良好的低温结构材料铸铝有很高的比强度，仅次于铸钛合金机械性能抗蚀性能在铝的表面有一层很牢固的致密氧化膜起保护作用，故铝合金在大气、淡水及许多介质中有良好的耐蚀性。氧化膜的化学稳定性和熔点都很高，故铸铝在高温工作时仍具有良好的耐蚀性和抗

2、氧化性能。熔铸工艺性能铝合金的熔炼温度不高，液态表面也有一层致密氧化膜，能阻止铝液继续氧化，无需专门保护，故熔炼设备及工艺简单。铸铝一般有良好的流动性，较小的缩松和热裂倾向。铸造方法不限，特别适用金属型和压铸。应用领域饮料容器；建筑材料；航空航天工业；地面运输工业；造船及发动机；电气和电子学材料；热交换器轻高比强和模量高电和热导率好的腐蚀特性无磁性无毒低熔点，易熔化和易铸造机械加工性好成本低在汽车上的应用汽车发动机汽车前桥还有离合器外壳、变速箱外壳、变速箱上盖、仪表盘骨架、轮毂、转向支架、刹车支架、气门支架等。F-111战斗轰炸机F—1

3、11A基本结构材料为铝合金，蒙皮为蜂窝夹层壁板。苏-27“侧卫”重型战斗机该机为全金属半硬壳式机身，机头略向下垂，大量采用铝合金。M190型自行榴弹炮铝合金装甲车体和旋转炮塔、炮塔位置靠后、动力装置前置、主动轮在前88式狙击步枪两脚架为铝合金制，可以向前或向后折叠，并可以方便拆下，但强度不足，比较容易损坏。铸铝合金的标准及分类名义质量分数的整数值如果数值小于1，一般不标数字有的牌号后标A，表示杂质含量更低，性能高的优质合金铸铝合金的国标、航标中有26个牌号牌号：ZAl+合金元素+合金元素含量ZAlSi7MgZAlSi7MgA代号：ZL×

4、××代号铝合金类别顺序号1　代表Al-Si类2　代表Al-Cu类3　代表Al-Mg类4　代表Al-Zn类ZL101ZL201分类Al-Si类气密合金，应用范围最广，产量最多Al-Cu类耐热或高强度铝合金Al-Mg类耐蚀合金Al-Zn类自动固溶效应与自然时效硬化§1-2铸造铝硅合金铸造铝硅类合金特性共晶型相图合金的组织由韧性的α固溶体与硬脆的共晶硅相所构成比纯铝强度高得多，并保留一定的塑性。结晶温度范围最小；线膨胀系数小；共晶体在凝固温度附近具有良好塑性；铸造铝硅类合金特性可兼顾机械性能与铸造性能两方面的要求，得到两者兼优的合金流动性好，

5、缩松﹑热裂倾向很小。铝硅合金中硅的形态特征因为铝在硅中的溶解度极小，故合金中的硅相可视为与纯硅无异。硅晶体是金刚石立方晶型，晶胞是面心立方晶格内多出4个原子。硅片生长过程中会产生分枝和改变生长方向铝硅合金中硅的形态特征铝硅合金共晶体的变质硅相在自发非控制生长条件下会长成片状概念所谓变质处理是在熔融合金中加入少量的一种或几种元素（或加化合物起作用而得），改变合金的结晶组织，共晶体中的硅相由原来的粗大片状变为细小纤维状，从而改善机械性能。方法生产上常在合金液中加入氟化纳与氯盐的混合物来进行变质处理，加入微量的纯钠也有同样效果。共晶硅的变质变

6、质处理机理a)Si晶体生长时，界面前沿存在有少量的孪晶与大量的界面台阶，Si原子或Si的八面体容易进入台阶，使Si晶体沿着[211]晶向生长成板片状。[211]SiSi的八面体Si的八面体Si晶体生长状况b)变质元素Na进入界面台阶，使台阶消失，同时使Si晶体表面产生大量的孪晶，这样Si晶体的生长方式由孪晶凹谷代替界面台阶，Si晶体仍然长成板片状。界面台阶消失后Si晶体生长状况[211]SiSi的八面体变质处理机理（续）c)Na原子在孪晶凹谷处的大量富集，阻碍了晶体沿[211]晶向的生长，迫使其产生分枝，主杆沿[100]晶向生长，分枝沿

7、[211]晶向生长，最后长成细的纤维状晶体。[100][211][211][211]变质元素使Si晶体产生分枝[211][100][211]实际测量结果变质处理机理（续）过共晶铝硅合金中初生硅的变质Al-Si过共晶合金（含22x10-2Si）铸态组织（金属型）变质前初生硅晶体长成粗大厚板片状用钠或磷变质处理能细化初生硅初生硅的变质一类是赤磷或含赤磷的混合变质剂；另一类是含磷的中间合金（Cu-P）。形成AlP作为硅结晶的非均质晶核，使初生硅细化；同时磷在铝液中有一定的溶解度，磷在铝中呈表面活性，故也能被硅晶孪晶凹谷所吸附，抑制孪晶的生长。

8、变质剂分类磷变质机制1、变质方法在纯铝和铝合金中加入少量Ti、Zr、B等元素2、变质机理①由于元素与Al形成固相质点，可作为非自发晶核；②由于包晶反应，也使α依附在TiAl3质点上形核；③由于过冷度较小，其