金属材料学第9章铝合金教学教材.ppt

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1、金属材料学第9章铝合金纯Al老牌号：工业纯Al的牌号以“L”加一顺序号数字表示（括号内为新牌号GB/16474—1996）工业铝L1（1070A）、L2（1060）、L3（1050A）、L4（1035）…L6数字越大纯度越低高纯铝LG5(1A99)、LG4(1A97)、LG3（1A93）、LG2（1A90）、LG1（1A85）数字越大纯度越高。国际牌号：1350，“1”-纯铝，第二位表示对杂质范围的控制要求，“3”表示有三种杂质应受到控制，即（V+Ti)<0.02%，B<0.05%，Ga<0.03%；“50”表示小数点

2、后两位。2021/8/21.Al的合金化及强化Al的强度硬度都很低，难以作结构材料，必须添加合金元素，并通过冷变形或热处理来强化Al无同素异构转变，不能象钢一样通过热处理相变强化合金元素主要强化作用有：固溶强化，沉淀强化，过剩相强化和细化组织强化2021/8/22合金元素的作用Cu固溶强化，沉淀强化，提高铝合金的耐热性Mg固溶强化，降低密度，提高耐蚀性，不能单独加入，必须配合其他合金元素加入Mn提高耐蚀性Si过剩相强化，铸造合金。Zn固溶强化，沉淀强化，提高耐蚀性2021/8/2可将铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金（以

3、B点为界）两大类。变形铝合金又分为可热处理强化和不可热处理强化（以D点为界）两类。9.1.1.铝合金的分类图9.12021/8/2根据国标规定，变形铝及铝合金可直接引用国际四位数字体系牌号或采用国标规定的四位字符牌号。1983年国际标准化组织将美国国家标准纳入ISO国际标准中。在国家标准（GB/T16474—1996）中，变形铝用四位数字牌号：第一位表示合金系列，按合金中主要元素分类。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。最后两位表示不同牌号的铝合金。2021/8/

4、2组别牌号系列组别牌号系列纯铝（铝含量不小于99.00%）1×××以镁和硅为主要合金元素并以Mg2Si相为强化相的铝合金6×××以铜为主要合金元素的铝合金2×××以锌为主要合金元素的铝合金7×××以锰为主要合金元素的铝合金3×××以其他元素为主要合金元素的铝合金8×××以硅为主要合金元素的铝合金4×××备用合金组9×××以镁为主要合金元素的铝合金5×××形变铝合金的牌号2021/8/2GB3190-82中的旧牌号仍可继续使用，表示方法为:防锈铝合金：LF+序号硬铝合金：LY+序号超硬铝合金：LC+序号锻铝合金：

5、LD+序号铝合金波纹管铝合金制品铝是可以回收利用的金属2021/8/2Al-Mn系：3A213A02（代号LF21，LF2Al-Mg：:5A02,5A03,5A12代号LF2,LF3,LF12非热处理型铝合金（防锈铝合金）2021/8/2热处理型铝合金Al-Cu系：2A01,2A06,2A12（硬铝合金）：代号LY1,LY6,LY12Al-Zn-Mg-Cu系：7A03,7A09（超硬铝合金）：代号LC3,LC9Al-Mg-Si-Cu系：6063，2A50,2A14;(锻铝合金）：代号LD31,LD5,LD102021/

6、8/29.1.2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→αss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金，“时效”用于非晶型转变的淬火合金。2021/8/2一、固溶处理将合金加热到固溶线以上，并保温，快冷。得到过饱和不稳定的固溶体组织，为后续的时效处理作准备。铝合金固溶处理后，获得了溶质原子和空位双重过饱和的固溶体，塑性和耐蚀性提高。加热固溶淬火过饱和

7、2021/8/2二、时效处理时效：指淬火后得到的铝合金过饱和固溶体在一定温度下，随时间增长而分解，导致合金强度和硬度升高的现象。时效实质是沉淀强化相从过饱和固溶体中析出和长大。自然时效：在室温下自发强化的过程。人工时效：在某一人工加热温度下进行的时效过程。共格或半共格亚稳过渡相（θ″或θ′）强化效果最佳，数量越多，弥散度越大，强化效果越佳。2021/8/2©2003Brooks/Cole,adivisionofThomsonLearning,Inc.ThomsonLearning™isatrademarkusedher

8、einunderlicense.以Al-Cu二元合金为例讨论铝合金的时效过程：Al-Cu合金淬火+时效过程组织形成示意图2021/8/2图9.2Al-Cu合金各相析出温度和时间2021/8/2Al-Cu合金淬火→过饱和α固溶体→形成第二相原子富集区（GP区）→原子富集区有序化（θ″）→形成过渡相θ′→析出平衡相θ(CuAl2）。G