第三讲铝及其合金相图_合金相与热处理

1、EngineeringMaterials1/71第三讲第三讲铝及其合金相图、合金相铝及其合金相图、合金相与热处理与热处理EngineeringMaterials2/71有色金属分类：有色金属分类：轻金属轻金属 4.5g/cm3，如，如Al、Mg、K、Na、Ca等。等。重金属重金属4.5g/cm3，如，如Cu、Zn、Ni、Sn、Pb、Co等。等。贵金属贵金属 Au、Ag、Pt、Rh（铑）、（铑）、Cd（镉）等。（镉）等。稀有金属稀有金属 相对稀少或产量较少相对稀少或产量较少Ti、W、V、Nb、Mo等。等。放射性金属放射性金属 如镭（如镭（Ra）、铀（）、铀（U）、钍（）、钍（Th）等。）等。半金

2、属半金属 介于金属与非金属之间的元素，如硅、锗、硼介于金属与非金属之间的元素，如硅、锗、硼EngineeringMaterials3/71铝合金一般相图 共晶相图一部分不不能热能热处理处理强化强化的铝的铝合金合金EngineeringMaterials4/71Al-Si系相图系相图EngineeringMaterials5/71Al-Si系相图系相图EngineeringMaterials6/71 共晶相图EngineeringMaterials7/71合金相鉴别 ZL102(ZAlSi12)未变质处理基体a固溶体粗大条状共晶硅块状初晶硅EngineeringMaterials8/71(ZAl

3、Si12) ZL102钠盐变质处理白色a固溶体成枝晶状灰色共晶硅呈椭圆状和球状EngineeringMaterials9/71ZL102(ZAlSi12)钠盐变质处理 初生枝晶白色a固溶体和灰色共晶组织未变质好 硅晶体呈针状和细小条状 抗拉强度低，伸长率小组织中有深灰色细针状（Al9Fe2Si2）杂质铁的存在50 100 200 EngineeringMaterials10/71Al-Fe-Si三元相图EngineeringMaterials11/71ZL102(ZAlSi12)钠盐变质处理 未变质好白色a固溶体，共晶硅呈深灰色细小针状和条状 组织中有亮灰色针状（Al9Fe2Si2）杂质铁过多

4、存在EngineeringMaterials12/71AlCu相图 共晶相图EngineeringMaterials13/71具有化合物的组合相图EngineeringMaterials14/71三元相图恒温截面EngineeringMaterials15/71三元相图EngineeringMaterials16/71 三元相图垂直截面EngineeringMaterials17/71EngineeringMaterials18/71 AlSiMgEngineeringMaterials19/71ZL101铝硅镁合金 ZAlSi7Mg未变质处理白色a固溶体灰色条片状共晶硅块状初晶硅浅灰色骨骼状

5、相Al8Mg3SiFeSi6EngineeringMaterials20/71ZL101铝硅镁合金 ZAlSi7Mg变质处理白色枝晶状a固溶体细小颗粒状或条状共晶硅黑色骨骼状Mg2SiEngineeringMaterials21/71ZL101铝硅镁合金 ZAlSi7Mg变质处理白色枝晶状a固溶体细小颗粒状或条状共晶硅黑色骨骼状Mg2Si浅灰色骨骼状Al8Mg3SiFeSi6EngineeringMaterials22/71EngineeringMaterials23/71三元相图垂直截面EngineeringMaterials24/71ZL103铝硅铜合金ZAlSi5Cu2未变质处理白色a固

6、溶体片条状共晶硅少量块状初晶硅黑色骨骼状Mg2Si亮灰色Al2Cu浅灰色骨骼状Al8Mg3SiFeSi6EngineeringMaterials25/71ZL103铝硅铜合金ZAlSi5Cu2变质处理白色a固溶体状共晶硅少量块状初晶硅黑色骨骼状Mg2Si亮灰色Al2Cu浅灰色骨骼状Al8Mg3SiFeSi6EngineeringMaterials26/71 四元相图EngineeringMaterials27/71EngineeringMaterials28/71EngineeringMaterials29/71EngineeringMaterials30/71彩色金相变质处理砂型铸造铝硅合金

7、中的FeSiAl3相EngineeringMaterials31/71彩色金相未变质处理冷模铸造铝硅合金中的 FeSiAl5相EngineeringMaterials32/71彩色金相未变质处理砂型铸造铝合金中的 CuAl2相棕色EngineeringMaterials33/71 热处理热处理(退火、淬火和时效退火、淬火和时效)1 1）退火）退火(1) (1) 再结晶退火再结晶退火铝件经过变形加工后，在再铝件经过变形加工后，在再结晶温度以上保温一段时间后空冷，用于消除结晶温度以上保温一段时间后空冷，用于消除变形工件的加工硬化，提高塑性，以便继续进变形工件的加工硬化，提高塑性，以便继续进行成形加

8、工。行成形加工。(2) (2) 低温退火低温退火消除内应力，适当增加塑性，消除内应力，适当增加塑性，通常在通常在180180300300保温保温后空冷。后空冷。(3) (3) 均匀化退火均匀化退火消除铸锭或铸件的成分偏析消除铸锭或铸件的成分偏析及内应力，提高塑性，通常在高温长时间保温及内应力，提高塑性，通常在高温长时间保温后空冷。后空冷。 EngineeringMaterials34/71彩色金相未变质处理砂型铸造铝合金中的 CuAl2相棕色紫色蓝色或浅绿色EngineeringMaterials35/712 2）淬火（固溶处理）淬火（固溶处理） 将铝合金将铝合金加热到固溶线以上加热到固溶线以

9、上保温后保温后快冷，使第二相来不及析出，得到过饱快冷，使第二相来不及析出，得到过饱和、不稳定的单一和、不稳定的单一 固溶体。淬火后铝固溶体。淬火后铝合金的强度和硬度不高，具有很好的塑合金的强度和硬度不高，具有很好的塑性。性。 EngineeringMaterials36/713 3）时效）时效 将淬火后的铝合金，在室温或低温加热下保将淬火后的铝合金，在室温或低温加热下保温一段时间，随时间延长其强度、硬度显著升温一段时间，随时间延长其强度、硬度显著升高而塑性降低的现象，称为高而塑性降低的现象，称为时效时效。室温下进行。室温下进行的时效称为的时效称为自然时效自然时效；低温加热下进行的时效；低温加热下进行的时效称为称为人工时效人工时效。 时效的实质时效的实质，是第二相从过饱和、不稳定的，是第二相从过饱和、不稳定的单一单一固溶体中析出和长大，由于第二相与母固溶体中析出和长大，由于第二相与母相（相（相）的共格程度不同，使相）的共格程度不同，使母相产生晶格母相产生晶格畸变而强化畸变而强化。EngineeringMaterials37/71时效曲线【时效曲线【Al-4%CuAl-4%Cu合金】合金】 自然时效 人工时效EngineeringMaterials3