铝合金基础知识和表面缺陷识别.ppt

铝合金基础知识及表面缺陷识别 热轧技术科--曾招芬 以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素 有镍、铁、钛、铬、锂等。 铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质 钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工 业上广泛使用，使用量仅次于钢。 纯铝分冶炼品和压力加工品两类，前者以化学成份Al表示，后者用汉语拼 音LV（铝、工业用的）表示。 牌号系列与组别的关系 牌号系列 组别 牌号系列 组别 1XXX 纯铝（铝合金含量不小于99％） 6XXX 以镁和硅为主要合金元素并以Mg2Si相为强化相的铝合金 2XXX 以铜为主要合金元素的铝合金 3XXX 以锰为主要合金 元素的铝合金 7XXX 以锌为主要合金元素的铝合金 4XXX 以硅为主要合金 元素的铝合金 8XXX 以其它为主要合金元素的铝合金 5XXX 以镁为主要合金 元素的铝合金 9XXX 备用合金组 5种基础状态代号 代号 名称 说明与应用 F 自由加工状态 适用于在成型过程中，对于加工硬化和热处理条件无特殊要求的产品，该状态产品的力学性能不作规定 O 退火状态 适用于经过完全退火获得最低强度的加工产品 H 加工硬化状态 适用于通过加工硬化提高强度的产品，产品在加工硬化后可经过使强度有所在降低的附加热处理。H代号后面必须跟有两位或三位阿拉伯数字 W 固溶热处理状态 一种不稳定状态，仅适用于经固溶热处理后，室温下自然时效的合金，该状态代号仅表法产品处于自然时效阶段。 T 热处理状态 （不同于F、O、H 状态） 适用于热处理后，经过（或不经过）加工硬化达到稳定状态的产品 铝合金铸件的热处理就是选用某一热处理规范，控制加热速度升到某一相应 温度下保温一定时间并以一定得速度冷却，改变其合金的组织，其主要目的 是提高合金的力学性能，增强耐腐蚀性能，改善加工性能，获得尺寸的稳定 性。 概念 （1）固溶热处理－可溶相的溶解。 （2）淬火－过饱和固溶体的形成。 （3）时效－在室温下（自然时效）或高温下（人工时效或沉淀热处理）溶质 原子的沉淀析出。 工艺过程   铝合金的时效硬化是一个相当复杂的过程，它不仅决定于合金的组成、时效 工艺，还取决于合金在生产过程中缩造成的缺陷，特别是空位、位错的数量和 分布等。时效处理可分为自然时效和人工时效，自然时效是将铸件置于露天场 地半年以上，便其缓缓地发生形，从而使残余应力消除或减少，人工时效是将 铸件加热到550～650℃进行去应力退火。 1．铝合金时效强化原理 研究发现，某些铝合金如Al－Mg－Si系合金在室温停留后再进行人工时效，合 金的强度指标达不到最大值，而塑性有所上升。如ZL101铸造铝合金，淬火后 在室温下停留一天后再进行人工时效，强度极限较淬火后立即时效的要低 10～20Mpa，但塑性要比立刻进行时效的铝合金有所提高。 2.影响时效的因素—时间 一种合金能否通过时效强化，首先取决于组成合金的元素能否溶解于固溶体以 及固溶度随温度变化的程度。如硅、锰在铝中的固溶度比较小，且随温度变化 不大，而镁、锌虽然在铝基固溶体中有较大的固溶度，但它们与铝形成的化合 物的结构与基体差异不大，强化效果甚微。 3．影响时效的因素—化学成分 1.1前言 铝的表面质量要求严格，轻微的刮伤或划痕等缺陷就很容易被察觉，且大部份的铝板带材经轧制完成后即使用，或经进阳极氧化处理来有效的的高铝材带材表面的耐腐蚀性能及保持金属光泽，因此，铝轧制产品表面质量的要求、改善和管理，是生产作业最重要的工作之一。 轧制铝板带材是由熔铸、均匀化处理、锯铣、热轧、冷轧、精整等过程，以及必要的热处理，精整还包括矫直、清洗、涂油、剪切或分条等很多过程，经过很多设备，各设备都可能产生轻重不同的缺陷。从熔铸到最终的成品都要经过严格的过程管制，这是生产高品质产品的必要条件。 一、缺陷的分类 1.2缺陷分类 厚度超差 宽度超差 长度超差 对角线超差 不平度超差 横弯超差 1.2.1尺寸缺陷 晶粒粗大或异常 温度超差 夹渣 内部裂纹 显微组织不合格 物理性能不合格 化学性能不合格 1.2.2组织及性能缺陷 1.2.3盘卷及板垛外形缺陷 错层 塔形 松卷 塌卷 燕窝 碰伤 1.2.4表面缺陷分类 表面缺陷部分针对各缺陷发生的主因，又可分类以下几种： 二、熔铸造成的表面缺陷 气泡、贯穿气孔 明暗条纹 起皮 裂纹 裂边 分层 孔洞 铣刀痕 气泡、贯穿气孔 主要产生原因： 铸锭含气量太高； 铸块表面凹凸不平、不清洁，表面偏析瘤深度较深； 铣面量小或表面有缺陷，如：凹痕或铣刀痕较深。 定义及特征：板、带材表面不规则的圆形或条状空腔凸起。凸起的边缘圆滑、板片上