第一章铝及铝合金.ppt

2） Al-Mg 系合金（5000 系列） 常用的有5A02，5A03，5A06 等。镁是这类合金中主要的合金元素，且在铝中的溶解度较大（在451℃时溶解度约为15％），但当镁含量超过8％时，合金中会析出脆性很大的化合物相Mg5Al8，使合金的塑性很低。所以这类合金中镁的含量一般控制在8％以内，并且还配合加入其他元素，如Si、Mn、Ti 等。少量的硅改善铝镁合金的流动性，减少焊接裂纹倾向；锰的加入能增强固溶强化，改善耐蚀性能；钒和钛的加入可细化晶粒，提高强度和塑性；加入稀土元素可增加液体的流动性，减少合金的偏析，减少疏松，改善热塑性，特别对高镁合金的热塑性改善十分有效，稀土元素也能成倍地提高合金的耐蚀性；铁、铜、锌对铝镁合金的耐蚀性和工艺性能不利，应严格控制。 这类合金在大气、海水中的耐蚀性能优于铝锰合金3A21，与纯铝相当；在酸性和碱性介质中的耐蚀性比3A21 稍差。同时，由于固溶强化效果显著，因此这类合金的强度一般高于3A21，含镁量愈高，合金强度愈高。此外，由于合金元素镁的密度比铝还小，所以这类合金在航空航天上得到了广泛的应用。这类合金不仅具有良好的焊接性能，而且还具有较高的抗震性（疲劳极限高）。但这类合金的耐热性较差，高镁含量的合金的使用温度不宜超过70℃。这类合金在进行压力加工时，其加热温度一般为420℃ ～475℃,退火温度为350℃～420℃（5A02、5A03）和310℃～335℃（5A06）。这类合金多用来制造焊接航空油箱、油路管道、液体火箭推进剂贮箱、容器铆钉及承受中等载荷的零件及制品，如飞机行李架等。。 防锈铝合金的牌号、成分、力学性能及用途 2.硬铝 硬铝是Al-Cu-Mg 和Al-Cu-Mn 系合金（2000 系列）。 常用的有2A11，2A12，2024，2A16，2A17，2219 等。这类合金又称杜拉铝，是可热处理强化变形铝合金中应用最广泛的一种。 （1） Al-Cu-Mg 系合金 以铜、镁为主要合金元素的变形铝合金，是很重要的铝合金系，可热处理强化。 这类合金中可产生四种金属间化合物相：θ(CuAl2)、S(CuMgAl2)、T(Al6CuMg4)相和β(Mg5Al6)相。其中有两个强 化相，即θ(CuAl2)相和S(CuMgAl2)相。由于S 相有很高的稳定性和沉淀强化效果，其室温和高温强化作用均高于θ相。因此这类合金可以通过控制铜与镁含量的比值来控制析出强化相的种类。 低强度硬铝合金：如2A01、2A03、2A10，镁含量较低，主要 强化相是θ ，强度低，塑性高，铆接材料。 中强度（标准）硬铝合金：如2A11，合金的主要强化相是θ 相，其次是S 相，既具有相当高的强度，又有足够的塑性， 经 过350～420℃退火后具有良好的工艺性能，可进行冷弯、卷边、冲压等变形加工，抗蚀性能中等。 高强度硬铝合金：如2A12，2024，强化相为是S相，其次是θ相。由于S 相的强化效果高于θ相，且具有一定的耐热性，所以在热处理状态这类合金比中等强度的2A11 合金具有更高的强度和良好的耐热性。 Al-Cu-Mg 系合金硬铝又分为： （2） Al-Cu-Mn 系合金 该系列硬铝为耐热硬铝合金，主要特点是塑性和工艺性能好，200℃以上具有很高的耐热性。与Al-Cu-Mg系的主要区别在于含Cu量较高，Mg含量很低或不含Mg。主要合金元素Cu、Mn的加入量在0.2%～0.8%之间。Mn除降低Cu在铝中的扩散系数外，还可形成在高温下具有很高硬度的T(CuMn2Al2)相，有助于提高合金的耐热性。合金中还加入Ti、Zr、V等微量合金元素，目的在于细化铸态晶粒，减缓固溶体在高温下的分解，提高合金高温性能，并改善合金焊接性和焊缝塑性。该系合金可进行只有锻造、挤压和轧制压力加工，主要合金牌号为2A02、2A16和2A17。 硬铝的牌号、成分、力学性能 3．过剩相强化 当铝合金中加入的合金元素超过其溶解度极限时，合金在淬火加热时便有一部分不能溶入铝基固溶体中而以第二相的形式出现，称为过剩相。这些过剩相多为硬而脆的金属间化合物，它们在铝合金中能够起阻碍位错滑移和运动的作用，从而提高铝合金的强度和硬度。铝合金中的过剩相在一定限度内，数量愈多，其强化效果愈好，但合金的塑性和韧性却下降沉淀强化。 铸造铝合金为获得良好的铸造性能，一般希望合金成分接近共晶成分，共晶成分的铸造合金就是利用共晶中的第二相作为过剩相来强化铝合金的。如二元铝硅合金中的过剩相即为共晶中的硅 晶体。 4．弥散强化 利用非共格弥散质点对铝合金进行强化的方法之一。非共格弥散质点是具有独立结构、与基体以相界