第四章铝与铝合金.pptVIP

第四章 铝合金的相变 4.1 铝合金的凝固 凝固成形：熔炼金属，并将 熔融金属浇注、压射或吸入 铸型型腔中，凝固成为一定 形状和性能的铸件。 4.1 铝合金的凝固 4.1.1 晶体的形成 4.1 铝合金的凝固 4.1.1 晶体的形成 4.1 铝合金的凝固 4.1.1 晶体的形成 实际铸造过程中，铸模表面以及在液体中经常存在固体不溶性颗粒。 均质形核是不太可能的，即使是在区域精炼的条件下，每1cm3的液相中也有约106个边长为103个原子的立方体的微小杂质颗粒。这种形核过程称为不均匀形核。 因此在熔体中，添加细小的晶体是晶粒的一种方法。 4.1 铝合金的凝固 4.1.1 晶体的形成 4.1 铝合金的凝固 4.1.2 铸态晶粒的大小和形状 4.1 铝合金的凝固 4.1.2 铸态晶粒的大小和形状 在凝固过程中，当熔融金属被注入冷型中时，表面的金属冷却得要快一些，在模壁上立即出现非均匀形核。 长大过程中，只有那些长大速度最快、方向与模壁垂直的晶粒能够幸存下来，成为晶体，这就是柱状晶。如图所示： 4.1 铝合金的凝固 4.1.3 晶内偏析 4.1 铝合金的凝固 4.1.3 晶内偏析 4.1 铝合金的凝固 4.1.3 晶内偏析 4.1 铝合金的凝固 4.1.3 晶内偏析 上图（e）中描述表明晶体是以枝晶长大起来，快速冷却条件下，在凝固完毕时，两相枝晶晶轴之间，枝间区域存在着浓度梯度。 4.1 铝合金的凝固 4.1.3 晶内偏析 4.1 铝合金的凝固 4.1.3 晶内偏析 4.1 铝合金的凝固 4.1.3 晶内偏析 4.2 铝合金的退火 4.2.1 铸态合金的组织特征 4.2 铝合金的退火 铸态合金的组织特征 4.2 铝合金的退火 4.2.2 铝合金均匀化退火时的组织变化 4.2 铝合金的退火 4.2.2 铝合金均匀化退火时的组织变化 4.2 铝合金的退火 4.2.3 均匀化退火温度及时间 4.2 铝合金的退火 4.2.3 均匀化退火温度及时间 4.2 铝合金的退火 4.2.3 均匀化退火温度及时间 4.3 铝合金的回复与再结晶 4.3.1 回复 4.3 铝合金的回复与再结晶 4.3.2 再结晶 4.3 铝合金的回复与再结晶 4.3.2 再结晶 （1）再结晶形核与晶核长大 （2）再结晶温度 （3）再结晶晶粒长及二次结晶 （4）再结晶晶粒尺寸和不均匀化 4.3 铝合金的回复与再结晶 4.3 铝合金的回复与再结晶 再结晶温度 1、冷变形程度与再结晶温度的关系 2、退火时间与再结晶温度的关系 4.3 铝合金的回复与再结晶 合金成分对再结晶温度密切相关，在固溶体范围内，加入少量元素通常能急剧提高再结晶温度。当铝中加的元素浓度进一步提高时，合金中出现第二相，些时再结晶温度变化较为复杂。 4.3 铝合金的回复与再结晶 4.3.2 再结晶 （1）晶粒均匀长大 均匀长大的过程中，一部分昌料的晶界向另一部分晶料内迁移，得到相对均匀的较粗大的晶粒组织。整个体积中再结晶晶粒不会同时相互接触。 （2）晶粒选择性长大 二次再结晶，在具备一定条件时，在晶粒较为均匀的再结晶基体中，某些个别晶粒可能急剧长大。 4.3 铝合金的回复与再结晶 影响再结晶晶粒大小的主要因素有内在因素和工艺条件。 （1）退火金属内在因素 一般，随着合金元素及杂质含量增加，晶粒尺寸减小，但某些合金，若固、溶体成分不均匀，可能出现大晶粒。 合金成分一定时，变形前的原始晶料对再结晶后晶粒尺寸也有影响。一般原始晶粒愈细，结晶后尺寸越小。 4.3 铝合金的回复与再结晶 （2）变形程度的影响 4.3 铝合金的回复与再结晶 （2）变形程度的影响 4.3 铝合金的回复与再结晶 （3）退火工艺参数 4.3 铝合金的回复与再结晶 （4）再结晶晶粒形状及尺寸的不均匀性 （1）均匀晶粒尺寸不均匀，可能产生于二次结晶未完成阶段。 （2）局部晶粒尺寸不均匀，晶粒分布在某一特定区域中，往往发生在局部强烈变形时。 （3）带状晶粒尺寸不均匀，粗细晶粒分别沿主变形方向呈带状分布。 （4）岛状的晶粒尺寸不均匀，粗晶粒群与细晶粒群在整个体积中无规律分布。 4.3 铝合金的回复与再结晶 4.3.3 再结晶织构 4.4 铝合金的固溶和时效 铝合金中含有大量的能溶入铝中的合金元素，这些合金元素含量超过室温及在中等温度下的平衡固溶度极限，甚至可超过共晶温度的最大溶解度。室温平衡组为α+β，合金加热至Tq时，β相溶入 基体中而得到单相的α固 溶体，即为固溶处理。 4.4 铝合金的固溶和时效 当冷却速度足够大时， α固溶体不能沉