l铝合金基础训资料

1、铝合金基础知识培训资料第一章第一章 我厂产品实现总过程我厂产品实现总过程 1、熔铸车间熔铸车间铝合金圆铸锭生产工艺：电解铝铝合金圆铸锭生产工艺：电解铝锭加入其它辅助金锭加入其它辅助金属属熔炼熔炼保温保温在线晶粒细化、精炼在线晶粒细化、精炼铸造铸造切头切头尾尾均热均热机加工（锯切机加工（锯切镗孔镗孔车皮）检查车皮）检查验收。验收。熔铝炉、保温炉及均热炉均以天然气为燃料。熔铝炉、保温炉及均热炉均以天然气为燃料。 将按配料计算要求的电解铝液、重熔用铝锭、中间合金锭和返回废料等装入矩形燃气熔铝炉中进行熔化后，经扒渣、搅拌，取样分析铝液的化学成分，并根据分析结果对铝液的化学成分进行调整；成分合格与温度符

2、合工艺要求的铝液，转入保温炉内对铝熔体进行精炼和静置调温。铝液再经晶粒细化装置变质处理和在线处理系统除气、过滤后，通过分配流盘流入铸造机结晶器内，按铸造工艺规程铸造出各种规格的圆铸锭。毛锭按均热工艺制度均匀化处理后，再进行探伤，然后在锯床上锯成定尺长度，再经镗孔、车皮成挤压一车间所要求的产品规格。检查合格后，即可送入挤压车间。2、挤压车间挤压车间挤制管棒型材生产工艺：铸锭加热挤制管棒型材生产工艺：铸锭加热挤压（在挤压（在线淬火）线淬火）中断中断（立式淬火）（立式淬火）矫直矫直切成切成品品检查检查（人工时效）（人工时效）验收验收 1） 挤制管、棒、型材生产 实心或空心圆铸锭在挤压生产线上经加热、

3、挤压成材，对于淬火敏感性低的6系和部分7系合金利用挤压余热在线进行风冷、水冷或水雾淬火，其它需淬火制品置于立式淬火炉中进行淬火，然后经张力矫直机或辊式矫直机进行矫直，再锯切成成品。需人工时效的制品随后进行人工时效，产品经检验合格后送入成品库。挤制管、棒、型材工艺流程图挤制管、棒、型材工艺流程图 拉制管材生产 空心圆铸锭在挤压生产线上经加热、挤压成管毛料，中断后进行退火、打头、拉伸、整径至成品尺寸，对于需淬火的管材在立式淬火炉中进行淬火，然后进行矫直和锯切，需成品退火和人工时效的管材再经退火炉或时效炉进行成品退火或人工时效，产品检验合格后送至成品库。拉制管生产工艺流程图拉制管生产工艺流程图第二章

4、 铝合金基本知识 一、铝合金系列分类 1 纯铝（如1060合金） 2 铝铜合金（如2A11、2A12合金） 3 铝锰合金（如3A21合金） 4 铝硅合金（如4032合金） 5 铝镁合金（如5A02、5083合金） 6 铝镁硅合金（如、6061、6063、6082合金） 7 铝锌（镁）（铜）合金（如7A04合金） 8 特殊铝合金 9 备用 铝棒合金牌号意义6063铝合金系列，6系表示铝-镁-硅合金改性状态，0表示未改性，其它数字表示经过改性，如6463。材质代码改性状态：此种改性，基本元素也可以改变，如6020A是广东凤铝将6020合金中的铅改成铋形成的。二、铝合金的分类、牌号u分类分类 高纯铝

5、是纯度高，可达99.85% 99.99% Al，其特点是传热导电性能和塑性变形能力好，有很好的抗腐蚀性能。 普通工业纯铝，根据所含元素和杂质多少，分为很多牌号，性能有差异，可根据用途选用变形铝合金从热处理方式划分为： 热处理不可强化的铝合金。 热处理可强化的铝合金。（1 1）热处理不可强化的铝合金）热处理不可强化的铝合金 热处理不可强化的铝合金特点是塑性及压力加工性能好，抗腐蚀，如防锈铝。 防锈铝分两类： 一类是 Al-Mg 系的，如 5A02，合金含2.5%Mg；5A03合金含3.5%Mg；5083合金含4.5%Mg等。 另一类是Al-Mn系的，如3A21合金，含1.0-1.6%Mn。合金中

6、虽然有 MnAl6 第二相，但是 MnAl6电极电位与纯铝的实际上相等，其抗蚀性能与纯铝差不多，塑性也好（2 2）热处理可强化的铝合金）热处理可强化的铝合金 a、硬铝合金 b、锻铝合金 c、超硬铝合金a a、硬铝合金、硬铝合金 属Al-Cu-Mg系合金。 根据含铜、镁的不同又分很多种，如LY1（2A01）金，生产铆钉线材用。LY2（2A02）合金属耐热硬铝，可在不高于300下使用。LY11（2A11）合金为中等强度的硬铝。LY12（2A12）合金是硬铝中典型的合金，有良好的综合性能，强度高，有一定的耐热性。b b、锻铝合金、锻铝合金 属 Al-Mg-Si-Cu 系。 如LD2（6A02）合金有

7、中等强度，良好的塑性，在热态和冷态都易于成形。 在人工时效状态下有轻微的晶间腐蚀倾向， 但比同类的 LD5（2A50）、 LD10（2A14）合金等为小，还有好的可焊性。广泛应用于制造中等强度大型结构件以及常温下工作的锻件。b b、锻铝合金、锻铝合金 LD10（2A14）是锻铝中的典型合金，其特点是强度高，有好的热塑性，锻造性能好，还有较好的耐热性和可焊性。 LD30（6061） 有中等强度，良好的塑性、 可焊性和抗蚀性，可阳极氧化着色等，适于作建筑装饰材料。b b、锻铝合金、锻铝合金 LD31（6063）有高塑性，可高速挤压成结构复杂、薄壁、中空的各种型材或锻造成结构复杂的锻件。热处理强化后

8、有中等强度、高的冲击韧度，对缺口不敏感。c c、超硬铝合金、超硬铝合金 属Al-Zn-Mg-Cu系。 其特点是强度高，热处理强化效果好。LC4(7A04)是历史悠久和广泛应用的超高强度合金。LC9(7A09)是飞机制造业应用较多的超高强度合金， 它还有较好的低温强度。 分类三、铝合金热处理铝合金热处理时效淬火退火自然时效人工时效单级时效分级时效均匀化退火（均质）消除应力退火 1.热处理 热处理是将材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的组织结构,来控制其性能的一种综合工艺过程。热处理涵盖的范围很广，从钢化玻璃到橡胶塑料，从钢材到各种有色金属以及碳、硅等非金属都有广泛的热处

9、理应用。 2.淬火 对于有色金属，通常也将铝合金、铜等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。 3.均匀化退火： 将铝合金加热到一定温度保温一定时间，使铸棒组织均匀的热处理过程。 4.时效： 将淬火后的铝合金置于室温或较高温度下保持适当时间，以提高金属强度的金属热处理工艺。室温下进行的时效处理是自然时效；较高温度下进行的时效处理是人工时效。 对于6063这种强化相比较简单的铝合金，采用单级时效（保持在一个温度内时效）即可；而对于合金结构比较复杂的铝合金，如2024、7075等，均采用多级时效（在多个不同的时间保温一段时间），使得各种不同的强化相分别产生时效强化效应。 代代号号名名

10、 称称 说说 明明 与与 应应 用用F自由加工状态自由加工状态 适用于在成形过程中，对加工硬化和热处理条件无特殊要求的适用于在成形过程中，对加工硬化和热处理条件无特殊要求的产品，对该状态产品的力学性能不作规定。产品，对该状态产品的力学性能不作规定。O退火状态退火状态 适用于经完全退火获得最低强度的加工产品。适用于经完全退火获得最低强度的加工产品。H加工硬化状态加工硬化状态 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（也可不经过）使强度有所降低的附加热处理。过（也可不经过）使强度有所降低的附加热处理。H代号后面必须代号后面必须跟

11、有两位或跟有两位或3为阿拉伯数字。为阿拉伯数字。W固溶热处理状态固溶热处理状态 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，该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段。的合金，该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段。T热处理状态热处理状态（不同于（不同于F、O、H） 适用于热处理后，经过适用于热处理后，经过(或不经过或不经过)加工硬化达到稳定状态的产品。加工硬化达到稳定状态的产品。 T代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字。代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字。基础状态代号基础状态代号 四、常用铝合金热处理状态 F：自由加工状态。对

12、于本厂指挤压后不再时效的状态（力学性能不作要求）。 H112：对强度有特殊要求的加工状态。对于本厂指不需要时效，但对力学性能有特定要求的状态（要求由客户给定）。 T4：固溶热处理后自然时效至基本稳定的状态；适用于固溶热处理后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平、但不影响力学性能极限）的产品。 T6：固溶热处理后进行人工时效的状态；适用于固溶热处理后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平、但不影响力学性能极限）的产品。 合金：就是以一种金属为基（大于50%），加入一种或几种元素，使之溶在一起，构成一种新的金属组成物，以达到某种特性或良好的综合性能，这一过程也称合金化。 杂质在铝中以下列三种类型存在：与

13、铝形成固溶体、呈化合物形式存在、以游离状态存在。第三章第三章 铝的合金化与强化方法铝的合金化与强化方法 纯铝力学性能不高，在纯铝中加入某些合金元素，制成铝合金，其密度仍保持较小和抗腐蚀好的特点，而力学性能比纯铝高得多。合金元素有：Cu、Mg、Zn、Si、Mn、Cr、Ni、Co、Ti、Sr等及稀土元素。 合金元素因熔点高，大多制成中间合金，如Al-Si，Al-Ti等，中间合金的成分接近共晶合金，它们的熔点与铝合金的熔点温度相近。 金属材料的力学性能指金属材料承受各种外力作用的能力；力学性能可分为常温静态性能（静力强度、弹性、塑性、硬度等）、常温动态性能（疲劳强度、冲击韧性等）、高温力学性能、低温

14、力学性能和断裂韧性。 强度是指金属在外力作用下抵抗破裂的能力。 弹性指金属受外力而变形，一旦外力取消后，金属仍然恢复原状和尺寸的性能。 塑性指金属在外力作用下产生永久变形但未被破塑性指金属在外力作用下产生永久变形但未被破坏的性质。其大小以伸长率和断面收缩率表示。坏的性质。其大小以伸长率和断面收缩率表示。 硬度指金属抵抗硬物压入的能力。硬度指金属抵抗硬物压入的能力。 疲劳强度指金属趁承受重复和交变载荷作用的疲劳强度指金属趁承受重复和交变载荷作用的能力。能力。 冲击韧性指金属抵抗冲击载荷的能力。冲击韧性指金属抵抗冲击载荷的能力。 断裂韧性是近代对金属材料提出的强度和韧性断裂韧性是近代对金属材料提出

15、的强度和韧性的综合性能指标。的综合性能指标。 合金元素对铝的强化作用主要通过以下几个方面合金元素对铝的强化作用主要通过以下几个方面实现：固溶强化、时效强化、过剩相强化、细化组实现：固溶强化、时效强化、过剩相强化、细化组织强化及变质处理、冷变形强化。织强化及变质处理、冷变形强化。一、固溶强化合金元素加入纯铝中形成铝基固溶体，起固溶强化作用，使其强度提高。固溶体是溶质原子于溶剂点阵中而组成的单一均匀固体。一般铝的合金化都形成有限固溶体，并且都有较大的极限溶解度，能起较大的固溶强化效果。例如：6063及6061合金的强化相为Mg2Si，其共晶转变温度为595度。Mg2Si在铝合金中的溶解度为：温度

16、转变点595 550 400 300 200溶解度% 1.85 1.08 0.25 0.20 0.08 二、时效强化 合金元素对铝的另一强化作用是通过热处理来实现的，铝合金的热处理强化，主要是由于合金元素在铝中有较大固溶度且随温度的降低而急剧减小的特点。故铝合金加热到某一温度保温后淬火，可以得到过饱和的铝基固溶体。这种过饱和铝基固溶体放置在室温或加热到某一温度时，其强度和硬度随时间的延长而增高，但塑性，韧性降低，这个过程称时效。 自然时效：在室温下放置产生时效。 人工时效：加热时产生的时效（160-200）。 淬火加时效是铝合金强化的一种重要手段。 人工时效分三类： 1.不完全人工时效：比较低

17、的时效温度或较短的保温时间，获得优良的综合力学性能，既获得比较高的强度、良好的塑性和韧性，但耐腐蚀性能可能比较低。 2.完全人工时效：采用较高的时效温度和较长的保温时间，获得最大的硬度和抗拉强度，但伸长率较低。 3.过时效：在更高的温度下进行，这时合金保持较高的强度，同时塑性有所提高，主要是为了得到好的抗应力腐蚀性能。 三、过剩相强化 当铝中加入的合金元素含量超过其极限溶解度时，淬火加热时便有一部分不能溶入固溶体的第二相出现，称之为过剩相。在铝合金中，过剩相为硬而脆的金属间化合物。它们在合金中起阻碍滑动和位错运动的作用，使强度、硬度提高，而塑性韧性降低。合金中过剩相的数量愈多，其强化效果愈好，但过剩相过多时，由于合金变脆而导致强度、塑性急剧降低。 四、细化组织强化及变质处理 在铝合金中添加