第五章金属材料有色合金教学 讲义.ppt

5.4??? 有色金属及其合金 5.4.1? 铝及铝合金? ??? 铝及铝合金的特点? (1) 相对密度小、比强度高? ???? 纯铝的相对密度 2.7g/cm3, 仅为铁的1/3。 铝合金的相对密度与纯铝相近 铝合金（强化后）的强度与低合金高强钢的强度相近， 铝合金比强度比一般高强钢高得多 ?(2) 有优良的物理、化学性能 ??? 铝的导电性好，仅次于银、铜和金，在室温时的导电率约为铜的64%??? 铝及铝合金有相当好的抗大气腐蚀能力， 铝及铝合金磁化率极低，接近于非铁磁性材料。;(3) 加工性能良好 ??? 铝及铝合金(退火状态)的塑性很好，可以冷成形。切削性能也很好 超高强铝合金成形后可通过热处理，获得很高的强度。铸铝合金的铸造性能极好。??? 由于上述优点，铝及铝合金在电气工程、航空及宇航工业、一般机械和轻工业中都有广泛的用途。?;美F-117隐身战斗机(所用材料大部分是铝合金);一. 纯铝? ZAl99.5：铸造纯铝，Al的质量分数不低于99.5% 变形纯铝：1A30，Al不低于99.30% 1 _ 纯铝 A_ 改型 A，表示为原始合金 30_ ;铝合金 的分类;1. 铝合金的时效 (1)固溶处理 ??? 将成分位于相图中D-F之间的合金加热到 α 相区, 经保温获得单相 α 固溶体后迅速水冷，可在室温得到过饱和的 α 固溶体, 这种处理方式称固溶处理。 (2)时效 ??? 固溶处理后得到的组织是不稳定的，有分解出强化相过渡到稳定状态的倾向。在室温下放置或低温加热时，强度和硬度会明显升高。这种现象称为时效或时效硬化。在室温下进行的称自然时效；在加热条件下进行的称人工时效。; 含4%Cu的Al-Cu合金，加热到550℃并保温一段时间后, 在水中快冷时, θ相(CuAl2)来不及析出, 合金获得过饱和的 α 固溶体组织, 其强度为 ? σb＝250MPa 若在室温下放置, 随着时间的延续, 强度将逐渐提高, 经4～5天后, σb可达400MPa。;含4%Cu的Al-Cu合金的自然时效曲线? ; (1) 时效温度越高, 强度峰值越低, 强化效果越小; (2) 时效温度越高, 时效速度越快, 强度峰值出现所需时间越短; ??? (3)??低温使固溶处理获得的过饱和固溶体保持相对的稳定性, 抑制时效的进行。 (5)回归 自然时效后的铝合金, 在230～250???短时间(几秒至几分钟)加热后, 快速水冷至室温时, 可以重新变软。如再在室温下放置, 则又能发生正常的自然时效。这种现象称为回归。一切能时效硬化的合金都有回归现象。自然时效后的铝合金在反复回归处理和再时效时强度有所降低。时效后的铝合金可在回归处理后的软化状态进行各种冷变形。利用这种现象，可随时进行飞机的铆接和修理等。?;回归 ( regression );(二） 变形铝合金 包括防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金及锻铝合金。96年标准牌号：四位字符2× × ×——8 × × × 第一位字符：Cu、Mn、Si、Mg、Mg+Si、Zn、其他 第二位字母：原始纯铝的改型如果牌号第二位的字母是A，则表示为原始合金；如果是B~Y的其他字母（按国际规定用字母表的次序选用），则表示为原始合金的改型合金。 最后二位数字：区分同组; 1.防锈铝合金 ? 老国标ＬＦ２／ＬＦ５ 防锈铝合金中主要合金元素是锰和镁。 3× × ×、5× × × Mn和Mg主要作用是: 提高抗蚀能力和塑性，并起固溶强化作用。 防锈铝合金锻造退火后组织为单相固溶体，抗蚀性、焊接性能好，密度小 , 易于变形加工，但切削性能差。 不能进行热处理强化，常利用加工硬化提高其强度。 ;卫星天线（LF2）;2.硬铝合金 　　ＬＹ１／ＬＹ２ Al-Cu-Mg系合金, 另含有少量锰。可以进行时效强化， 2× × ×;3.超硬铝合金 7× × ×——7A04 Al-Mg-Zn-Cu系合金, 含有少量的铬和锰。 牌号有LC4、LC6等。 锌、铜、镁与铝形成固溶体和多种复杂的第二相， 合金经固溶处理和人工时效,很高的强度和硬度，是强度最高的一类铝合金。抗蚀性较差，高温下软化快。用包铝法可提高抗蚀性。 超硬铝合金多用于制造 受力大的重要构件， 例如飞机大梁、起落架等。 ;4. 锻铝合金 锻铝合金为Al-Cu-Mg-Ni-Fe系合金。 2× × ×——2A50 牌号有LD5、LD7、LD10等。 合金的元素种类多但用量少，有良好的热塑性、锻造性能，并有较高的机械性能。 主要用于承受重载荷的锻件和模锻件，通常要进行固溶处理和人工时效。 ;三.铸造铝合金 铸造铝合金的牌号、成分、机械性能 1. Al-Si 铸造铝合金(硅铝明)