第八章 铝合金.pptVIP

铝及铝合金 尖端装备及其先进材料 论文要求： 1、要有原创性，可图文并茂。 2、约5000字，中英文皆可。 3、4月30前，铸造楼212。 4、打印稿 1.铝及铝合金的性能特点 优良的物理性能 抗大气腐蚀性能好 加工性能好，比强度高 (1)优良的物理性能 密度小，熔点低，导电性、导热性好，磁化率低. 纯铝的密度2.72g/cm3，仅为铁的1/3，熔点为660.4℃，导电性仅次于Cu、Au、Ag。铝合金的密度也很小，熔点更低，但导电、导热性不如纯铝、铝及铝合金的磁化率极低，属于非铁磁材料。 （2）抗大气腐蚀性能好 铝和氧的化学亲和力大，在大气中，铝和铝合金表面会很快形成一层致密的氧化膜，防止内部继续氧化。但在碱和盐的水溶液中，氧化膜易破坏，因此不能用铝及铝合金制作的容器盛放盐和碱溶液。 （3）加工性能好，比强度高 纯铝为面心立方晶格，无同素异构转变，具有较高的塑性（δ=30～50%，ψ=80%），易于压力加工成型，并有良好的低温性能，纯铝的强度低，σn=70Mpa，虽经冷变形强化，强度可提高到150～250 Mpa，但也不能直接用于制作受力的结构件，而铝合金通过冷成型和热处理，其抗拉强度可达到500～600 Mpa，相当于低合金钢的强度，比强度高，成为飞机的主要结构材料。 变形铝合金 一、非热处理强化变形铝合金 这类合金不能进行热处理强化，主要性能特点是具有优良的抗腐蚀性能，因而得名防锈铝合金，简称为防锈铝。还具有良好的塑性与焊接性，适宜压力加工和焊接。为了提高其强度，可用冷加工方法使其强化。 防锈铝的切削加工工艺性能差，适用制作焊接管道、容器、铆钉以及其它冷变形零件。 防锈铝合金包括铝-镁系合金、铝-锰系合金。 防锈铝用“铝”和“防”二字的汉语拼音第一个字母 “L”和“F”加顺序号表示，如五号防锈铝用LF5表示。 1、铝锰防锈铝合金 锰在铝中的最大溶解度为1.82%。锰和铝形成的金属间化合物MnAl6的沉淀强化效应小，但其弥散析出质点可阻止晶粒长大，细化合金的晶粒。锰溶于α相起固溶强化作用，减慢扩散速度，提高再结晶温度。 常用的铝锰合金为LF21合金，含锰1.0-1.6%，显微组织为含锰的α固溶体和弥散分布的MnAl6质点，有较高的强度和优良的塑性。 LF21合金在大气和海水中与纯铝的耐蚀性相当，有良好的工艺性能，在航空工业中用于承受深冲加工而受力不大的零件，如油箱、润滑油导管、铆钉等零件，以及建筑构件。 表8-2为LF21合金的力学性能。 表 LF21合金的力学性能（不小于） 处理状态 σb/ MPa σ0.2/ MPa δ10/% M（退火） Y2（半硬） Y（硬） 127 167 216 49 127 176 23 10 5 二、热处理强化变形铝合金 1、硬铝合金 硬铝用“铝”和“硬”二字的汉语拼音第一个字母“L”和“Y”加顺序号表示，如十二号硬铝用LY12表示。 有强烈的时效强化作用，经时效处理后具有很高的硬度、强度。 铝-铜-镁系合金总称为硬铝合金。此外还含有锰和一些杂质元素铁、硅、镍、锌等。 不同牌号的硬铝合金具有不同的化学成分，其性能特点亦不同。 硬铝合金的成分与机械性能的关系，是由合金中析出的强化相所决定的。 Al-Cu-Mg合金共有四个金属间化合物，其中有两个强化相，即θ(CuAl2)相和S(CuMg Al2)相。还有两个T(Al6CuMg4)相与β（Mg5Al6）相。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。 这类合金还具有优良的加工工艺性能，可以加工成板、管、棒、线、型材等，用于制作飞机蒙皮、壁板、隔框等。 2. 锻铝合金 锻铝用“铝”和“锻”二字的汉语拼音第一个字母“L”和“D”加顺序号表示，如五号锻铝用LD5表示。 锻铝合金属于铝-镁-硅系合金，其主要强化相是Mg2Si。 铝-镁-硅合金存在较严重的停放效应，若淬火后不立即时效处理，则会降低人工时效强化效果。 为减少停放效应，将铜加入合金，合金中还可以出现θ(CuAl2)和S(CuMgAl2)相起补充强化作用，提高合金强度。 锻铝中加入锰也可以减少铝-镁-硅合金的停放效应。合金中还可以加入铬和钛等，提高强度改善热塑性。 锻铝具有优良的热塑性，主要用于制作外形复杂的锻件。 压气机叶片 3、超硬铝合金 超硬铝用“铝”和“超”二字的汉语拼音第一个字母“L”和“C”加顺序号表示，如四号超硬铝用LC4表示。 超硬铝合金是在铝锌镁合金系基础上发展起来的，在合金中形成强化相η(MgZn2)和T(Al2Mg3Zn3)相。在高温下这两个相在α固溶体中有较大的溶解度，在低温有强烈的时效强化效应。 主要合金元素是锌、镁，有时还加入少量铜、锰、铬、钛等元素，进一步提高合金的力学性能。 超硬铝属于