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合金化原理3 课程要点及思路 第八章 铝 合 金 第一节 铝合金中的合金元素 第二节 变形铝合金 第二节 铸造铝合金 考题 1 、请列举出几种常见的不锈钢牌号并指出所含的主要合金元素，及各元素在不锈钢的作用。（12分） 2、列举钢中碳化物的形成元素，并指出碳化物的主要物理特性；如果形成了该碳化物对不同类型的钢的性能会造成什么样的影响？ （24分） 3、说明钢中硫化物的形态，并说明要控制钢中硫化物的形态应该采取哪些措施，并论述其控制的基本原理。（15分） 4、什么是合金细化剂、变质剂？说明铝硅合金常见细化剂、变质剂，论述其细化、变质的基本原理。（18分） 5、影响铸铁石墨化的元素都有哪些，是如何影响的呢？ （19分） 6、指出ZG230-450 、T8A、 45钢、 Q235A、各钢号的含义、应用、（12分） 又称硅铝明，具有极好的铸造性，线收缩性好，热裂倾向小，还有高气密性及优良耐蚀性，是应用最多的铸造铝合金系列。 铝硅及铝硅镁合金： 但铸造铝硅系合金在生产中必须进行变质处理—即浇铸前向合金熔液中加入微量钠约(0.005～0.15)%或钠盐(1～3)%，使铸造合金的由（Al+Si）共晶中的粗大片状Si单晶变为细小弥散分布的细粒状（枝状），使合金力学性能大为改善。 通常铝硅共晶结晶时，硅晶体形成易产生孪晶，使其 沿孪晶方向211长成粗针或粗片状，在加入变质剂Na+盐 后， Na原子在结晶硅的表面有强烈的偏聚，降低硅的生 长速度并促使其发生分枝或 细化。 另外，加入变质剂可使 铝硅合金变成亚共晶组织。 即共晶温度降低，Si的共晶 成分增大。 变质机理： 二元Al-Si合金变质前抗拉强度147MPa、延伸率3%；变质后分别达166MPa和6～10%，它适宜制作形状复杂但强度不高的零件，如仪器仪表、抽水机壳等。 当再加入其他的合金元素形成复杂硅铝明时，由于可形成更多强化相，其强度进一步提高。如ZL101、ZL104加入Mg可形成Mg2Si强化相，且可进行时效强化，其抗拉强度可达260MPa，故可用于制造受载大的复杂件如气缸体、发动机压气匣等。 该类合金的主要强化相是CuAl2，热强性最好的，但其强度和铸造性能不如Al-Si系合金，耐蚀性也较差。一般只用作要求强度高且工作温度较高的零件，如活塞、内燃机缸头等。 铝铜铸造合金： 铝镁铸造合金： 这类合金密度最小、比强度高、耐蚀性最好、且抗冲击、切削加工性好；但其铸造性和耐热性差，冶炼复杂。因此其主要用作承受冲击，耐海水腐蚀且外形较简单的零件，如舰船配件、雷达底座、螺旋桨等。 该类合金的突出优点是价格便宜，成本低，而且其铸造，焊接和尺寸稳定性较好，但耐热耐蚀性差。故其一般只用于制作工作温度低（200℃）但形状复杂受载小的压铸件及型板、支架等。 铝锌铸造合金： θ也是正方点阵：a＝b＝0.606nm，c＝0.487nm，一般与基体不共格，但亦存在一定的结晶学位向关系，其界面能高，形核功也高。为减小形核功，往往在晶界处形核，所以平衡相形核是不均匀的。 2）平衡相 ： 课堂提问：实验研究指出，不少合金时效时，往往先析出亚稳定的过渡相，而不直接析出平衡相这是为什么？ 提示：从能量与相的稳定性方面考虑。 解 答： 这是因为平衡相与基体相之间往往是非共格界面，而过渡相和基体相之间是共格或半共格。由于共格相界的界面能最低，且相变初期界面能是抑制相变的主要因素，所以形核功小，这就意味着时效过程中容易先析出过渡相，只有在一定的条件下才由亚稳定的过渡相转变为稳定的平衡相。另外，过渡相在成分上更接近于基体相，形核时所需的成分起伏小，这也是过渡相容易形成的原因之一。 4、合金成分和时效温度对脱溶过程的影响： 1）同一时效温度下不同成分合金的脱溶序列的差异：当时效温度为t1时，C3、C2和C1三种成分的合金分别处于G.P区稳定区、过渡相稳定区以及平衡相稳定区。也就是， 说，在t1温度下时效，C3合金可能析出G.P区、过渡相和平衡相；C2合金可能析出过渡相和平衡相；C1合金只能析出平衡相。 二 元 亚 稳 相 图 结论： 同一时效温度下，溶质浓度高的合金容易析出G.P区和过渡相。 2）同一成分的合金在不同时效温度下脱溶序列的差异： 二 元 亚 稳 相 图 时，t1温度下，三种结构的脱溶产物均可析出；t2温度下，只能析出过渡相和平衡相；t3温度下，只能析出平衡相。结论：同一成分的合金，时效温度越高，越容易析出平衡相。 如图所示，将C3合金分别在t1