铝合金时效分析试验ppt课件

铝合金时效分析实验，东信，1，1，熟悉实验目的，铝合金的分类、特性和用途。掌握变形铝合金的时效处理工艺和组织分析。掌握变形铝合金时效过程的硬度变化。掌握铝合金的硬度测试。2，2，原理概述，铝合金时效硬化现象铝合金淬火后，其硬度随着时间的推移不断增加。时效硬化的本质析出了溶液曲线下磁过饱和固溶体能提高硬度的第二相。老化是强化铝合金的重要方法之一。3，2.1铝和铝合金的特性，纯铝有银白色金属光泽，密度小(2.72)，熔点低(660)，导电，导热性好。耐大气腐蚀。容易加工。面心立方晶格，没有同塑性异构转换，没有磁性。经常添加到铝合金中的合金元素主要是Cu、Mn、Si、Mg、Zn等，还有Cr、Ni、Ti、Zr等辅助添加元素。铝合金具有高强度，但保持纯铝的优良特性。4，2.2铝合金应用，美国F-117隐形战斗机高非强铝合金机翼使用的材料大部分为铝合金，5，2.2铝合金分类，铝合金一般具有有限溶液共晶相图。热处理强化变形铝合金热处理强化铸造铝合金，6，2.3铝合金热处理，热处理强化变形铝合金热处理方法：溶液处理老化溶液处理合金在溶液线以上加热、隔热和淬火后超饱和单相固溶体组织处理。老化将过饱和固溶体加热到溶液线以下的温度绝热层，析出分散强化相处理。7、室温下进行的老化称为自然老化；加热条件下的时效称为人工时效。老化过程的本质：从过饱和固溶体到第二相沉淀过程。这一过程是通过整形和生长完成的，是一种扩散型固体相变。时效通常表示a overG.P区域 相 相 相，8，G . P区域表示溶质丰富的原子区域。溶质原子在一定的晶面上分子化或聚合成圆形。它没有完美的晶体结构，是母和公极限。在特定温度以上不再产生G.P区域。室温时效的G.P区很小。高温时效过一段时间后，G.P区域直径将增大，厚度将增加。温度再高，G.P分区数也开始减少。在晶面上可能会发生弹性变形。“”相总是活性温度升高，或时效时间变长，G.P区域直径急剧增长，溶质，溶剂原子逐渐形成规则排列结构。在的过渡相位附近发生的弹性公共晶格力场或晶格畸变区大于G.P区产生的应力区，因此，阶段的时效强化效果大于G.P区的强化效果。“”相随着持续增加时效时间或提高时效温度，“相()”变为“相()”。是正向结构，在某些方面与基体铝共极，在其他晶面上，攻击者关系被部分破坏。阶段是正排序结构，即平衡阶段。由于相完全脱离了母相，与矩阵的空网格关系完全丢失，应力场大大减弱。这也意味着合金的硬度和强度降低。9，老化强化效果与加热温度和保温时间有关。如果温度恒定时时效时间变长，时效曲线上会出现最高点，超过峰值时间，析出相聚集，强度减少，这是过度的时效。时效温度升高，峰值强度降低，峰值发生时间提前。10，11，2.4铝合金等级，性能和用途，1)变形铝合金等级(基于GB3190-82以前的等级)显示如下：防锈铝合金：LF序列号硬质铝：LY序列号硬质铝合金：LC序列号锻造铝：LD序列号2)Mn和Mg主要用于提高耐蚀性和塑性，并起到强化溶液的作用。12，锻造退火后由单相固溶体组成，耐腐蚀性好，焊接性能好，易变形加工，但切削性能差。不能加强热处理，一般用加工硬化提高强度。常用的Al-Mn合金为LF21(3A21)。具有比纯铝更高的耐蚀性和强度，用于制造需要弯曲和冲压水箱(箱子)、管道、铆钉等的零件。常用的Al-Mg系列合金为LF5(5A05)，密度小于纯铝，强度高于Al-Mn基合金，并且广泛用于航空行业，例如制造管道、容器、铆钉和中等载荷零件。13，硬质铝合金主要是Al-Cu-Mg合金，包含少量Mn。可以加强时效或加强变形。强度、硬度、可加工性好，耐腐蚀性比防锈铝低。常用的LY11(2A11)、LY12(2A12)用于制造冲压零件、模锻和铆钉零件，如螺旋桨、梁、铆钉等。14，硬质铝合金主要是Al-Zn-Mg-Cu合金，包含少量Cr和Mn。时效强化效果超过硬质铝合金。热塑性好，但耐蚀性差。常用合金为LC4(7A04)、LC9(7A09)，主要用于工作温度低、力大的结构件，例如飞机大梁、起落架等。15，锻造铝合金主要为Al-Cu-Mg-Si基合金。可锻性好，机械特性好，用于喷气发动机压缩机叶轮、导轮等复杂形式的锻件和模锻。Al-Cu-Mg-Fe-Ni耐热锻造铝合金。常用零件是在150-225上工作的零件，例如LD7(2A70)、LD8(2A80)、LD9(2A90)，主要是压缩机叶片、超音速飞机的蒙皮等。16，3)铸造铝合金(基于GB3190-82以前的等级)，包含：Al-Si系：ZL1两位数顺序号Al-Cu系列：ZL2两位数顺序号Al-Mg系列：ZL3两位数顺序号Al-zzu系列其中ZL102(ZLlSi12)包含12%Si，al-si二元合金称为简单si-al-ming。在一般铸造条件下，ZL102组织基本上是共结晶，由粗针状Si晶体和固溶体组成，强度和塑性差。钠盐经常用于实际生产中变质处理，得到小而均匀的共晶体固溶体，提高性能。17，18，添加其他合金元素的al-si铸造合金称为复合(或特殊)si-al Ming。Al-Si基铸造铝合金具有良好的耐蚀性、耐热性和焊接特性，具有良好的铸造性能。主要制造飞机、仪表、电机外壳、气缸、风扇叶片、发动机活塞等。(2)Al-Cu铸造铝合金耐热性强，强度高。但是密度高，铸造特性，耐腐蚀性低。通常为ZL201(ZAlCu5Mn)、ZL203(ZAlCu4)等。主要用于制造高温度工作的高强度零件，例如内燃机气缸盖、汽车活塞等。19，20，(3)Al-Mg是铸造铝合金，耐蚀，强度高，密度小；但是铸造性能下降，耐热性下降。通常为zl301 (zalmg 10) zl302 (zalmg 5sci 1)等。主要用于制造外形简单、冲击载荷下在腐蚀介质中工作的零件，例如船舶配件、氨用泵体。21，4)Al-Zn铸造铝合金，铸造性能高，强度高，自然老化强化；但是密度高，耐腐蚀性低。ZL401(ZAlZn11Si7)、ZL402(ZAlZn6Mg)主要用于制造复杂形式的力量较小的汽车、飞机设备部件。22，gb/t 16744-96，使用国际4位数字方案表示。23，3，实验内容和步骤，3.1熟悉实验中使用的7A04合金的结构。24，7A04，Al-Zn-Mg-Cu的主要强化奖为 (mgzn 2)、t (al 2 Zn 3 mg 3)和s (al 2c umg)。杂质上有Mg2Si、(FeMn)Al6、Al(FeMn)Si6等。时效过程：a过G.P区域 相 相a过G.P区域T 相T 相a过G.P区域S 相S 相，25，3.2 7 an，480，100min 120，6h人工老化；480，室温100分钟，48h自然老化；26，溶液处理：480，1