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第9章 铝合金 日常生活中 导线输电线路 在汽车上的应用 在电子和光学仪器的应用 航空航天 主要内容 铝的基本性质 铝合金的分类、强化特点 变形铝合金 铸造铝合金 9.1铝的基本性质 铝具有一系列比其他有色金属、钢铁和塑料等更优良的特性: 密度小，仅为2.7g/cm3，约为钢的1/3； 优良的导电性、导热性； 良好的耐蚀性； 优良的塑性和加工性能等。 思考题： 纯铝的力学性能不高，不适合作承受较大载荷的结构零件，如何强化呢？ 合金化——补充内容 Cu： CuAl2(θ)，固溶强化 Mg：Al8Mg5——抗腐蚀 Mg2Si——弥散强化 Al2CuMg（S）——弥散强化 Zn：单独加入，提高铝的电极电位，但有应力腐蚀倾向. MgZn2 铝合金的热处理 固溶处理+时效处理 9.1 铝合金的分类 1、铝合金的分类 变形铝合金-1 铸造铝合金-2 防锈铝-3 ——不能HT强化 硬铝/超硬铝/锻铝-4 ——能HT强化 (2) 铜原子富集区有序化 (4) 形成稳定的θ 9.2 变形铝合金 变形铝合金：通过冲压、弯曲、轧制、挤压等工艺使其组织、形状发生变化的铝合金。 四位字符体系：牌号的第一位数字表示组别，2××× ～8×××表示。后两位数字是区别同一组不同的铝合 金。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。如2A06表示主要合 金元素为铜的6号原始铝合金。 1、防锈铝合金 Al- Mn和Al- Mg两个合金系。用“3A” 或“5A”加一 组顺序号表示。具有优良的抗蚀性、焊接性和塑性。不能 进行热处理强化。适合于制作焊接管道、容器、铆钉、各 种生活用具以及其它冷变形零件。 9.3 铸造铝合金 可铸造成形工艺获得零件的铝合金。 铸造铝合金应具有高的流动性，较小的收缩 性等良好的铸造性。共晶合金应最佳，但容易有 大量硬脆化合物，使脆性增加。因此，实际使用 的铸造合金并非都是共晶合金。 铸造铝合金的牌号用ZL + 三位数字表示。 第一位数字是合金系别：1是Al-Si系合金；2是 Al-Cu系合金；3是Al-Mg系合金；4是Al-Zn系合 金。第二、三位数字是合金的顺序号。例如 ZL102表示2号Al-Si系铸造合金。 ①要严格控制淬火温度。 如： 牌号 正常淬火温度 过烧温度 2A02 495~505 510~515 2A10 510~520 540 2A12 495~500 507 ②转移时间尽量短 30″，航空件 15″； ③冷速要快，热水淬； ④常用自然时效。 热 处 理 特 性 应用 飞机大梁、空气螺旋桨、铆钉及蒙皮等 图 铝铜镁三元合金垂直截面 3、超硬铝合金 成分 性能 Al-Zn-Cu-Mg系。7A + 顺序号表示 室温强度最高，500~700MPa，缺点 是耐蚀性差，疲劳强度低，120℃的 温度下使用。 强化相:MgZn2 \ Al2Mg3Zn3 特点 应用 T淬范围较宽，一般为450~480℃， 人工分级时效：先在120℃时效3小时， 第二次在160℃时效3小时，形成G.P.区 和少量的η′相，达到最大强化状态。 应用：飞机工业中重要的结构材料。 4、锻铝合金 成分 性能 Al-Mg-Si-Cu系合金。用6A或2A加顺序 号表示。常用的合金有6A02、2A14等 具有优良的锻造性能，力学性能与硬铝 相近，但热塑性及耐蚀性较高 特点 应用 主要强化相是Mg2Si。Mg2Si具有自然 时效倾向，淬火后应立即人工时效。 主要用做航空仪表中形状复杂、强度要 求高的锻件。 * * 用22寸铝合金轮 毂改装凯雷德 光学仪器用铝配件 ？？？铝合金为什么能运用于这些领域？具有什么性质？ 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→α′ 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 以Al-Cu二元合金为例讨论铝合金的时效过程： (1) 形成铜原子富集区 铜富集区 称G.P.区 晶体结构与基体α同， 但产生了共格应变区 强度、硬度