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铝及铝合金钢

发布时间: 2020-11-30 12:10 作者:   赌钱游戏

  铝及铝合金钢_能源/化工_工程科技_专业资料。铝及铝合金钢 材料工程系金工教研室 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

  铝及铝合金钢 材料工程系金工教研室 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; 工业纯铝的分类及牌号 分(w类AL﹥:9工9.业85纯%铝)两分类纯。铝纯(9铝9%又﹤分w为A铸L﹤造99纯.8铝5)和和变高形纯铝铝两 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;变成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, 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。 时效硬化规律 (1) 时效温度越高, 强度峰值越低, 强化效果越小; (2) 时效温度越高, 时效速度越快, 强度峰值出现 所需时间越短; (3) 低温使固溶处理获得的过饱和固溶体保持相 对的稳定性, 抑制时效的进行。 时效实例 含4%Cu的Al-Cu合金的自然时效曲线%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 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。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。 LF21(Al-Mn合金) 抗蚀性和强度比纯铝高, 有 良好的塑性和焊接性能, 但因太软而切削加工 性能不良。 用于焊接件、容器、管道,或需用 深延伸、弯曲等方法制造的低载荷零件、制品 以及铆钉等。 硬铝合金 硬铝合金为Al-Cu-Mg系合金, 另含有少量 锰。它们可以进行时效强化,属于可热 处理强化的铝合金 。 硬铝 ① 低合金硬铝 LY1、LY10等, Mg、Cu含量较低, 塑性好, 强度低。 采用固溶处理和自然时效提高强度和硬度,时效速度较慢。主要 用于制作铆钉,常称铆钉硬铝。形加工性能良好,时效后切削加 工性能也较好。主要用于轧材、锻材、冲压件和螺旋浆叶片及大 型铆钉等重要零件。 ②标准硬铝 LY11等,合金元素含量中等,强度和塑性属中等水 平。退火后变强化的铝合金,亦可进行形变强化。合金中的Cu、 Mg可形成强化相及s相; Mn主要提高抗蚀性, 并起一定固溶强化 作用, 因其析出倾向小, 不参与时效过程; 少量钛或硼可细化晶粒, 提高合金强度 ③ 高合金硬铝 LY12、LY6等,合金元素含量较多,强度和硬度 较高,塑性及变形加工性能较差。用于制作航空模锻件和重要的 销、轴等零件。 硬铝的应用 超硬铝合金 超硬铝合金为Al-Mg-Zn-


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