金属材料及热处理课件 8-1铝及其合金

第8讲有色金属及其他8-1铝及其合金一、工业纯铝纯度一般为99%～99.99%1性能及特点密度小；熔点低；具有良好的导电、导热性（仅次于Ag、Cu、Au）；塑性好，强度、硬度低；抗大气腐蚀性好。一、工业纯铝2用途主要用于制作电线、电缆、电气元件及换热器件等要求具有导热性和抗腐蚀性能对强度要求不高的器皿。一、工业纯铝3纯铝的分类及牌号工业纯铝按生产方法分为变形铝和铸造铝。（1）变形铝如1A501A（或B～Y）××（两位）A表示原始纯铝，B～Y（按国际规定用字母表的次序选用）则是原始纯铝的改型。后面两位数字表示最低铝百分含量中小数点后面的两位数字。（2）铸造铝如ZAl99.5ZAl+数字后面的数字表示铝纯度的百分数。表示含铝量为99.50%的变形铝表示含铝量为99.5%的铸造铝二、铝合金1.铝合金成分主加：Si、Cu、Mg、Zn、Mn等；辅加：Cr、Ti、Zr等。2.铝合金分类按加工方式分：变形铝合金（加工铝合金）、铸造铝合金二、铝合金变形铝合金（按相图位置）分为：能热处理强化的铝合金、不能热处理强化的铝合金※※加热时有相（组织）变化的合金才能通过热处理进行强化。（一）变形铝合金变形铝合金牌号：如2A011位数字（2～8）+A（或B～Y）+两位数字第1位数字表示组别代号，表示主要合金元素，2～8依次表示为Cu，Mn，Si，Mg，Mg-Si，Zn及其他铝合金。字母A表示原始合金，B～Y（按国际规定用字母表的次序选用）则表示原始合金的改型。后面两位数字用以区分同一组中不同的铝合金，无其他意义。（一）变形铝合金1.常用变形铝合金（1）不能热处理强化的铝合金防锈铝合金牌号：旧LF××，新3A××、5A××常用：3A21（旧LF21）、5A02（旧LF2）5A03（旧LF3）成分：Al-Mn系和Al-Mg系性能：塑性及焊接性好，强度低；耐蚀性好；不能热处理强化，只能通过冷变形来强化；切削加工性差。※※应用：适于制造焊接管道、容器、铆钉、各种生活用具以及其他冷变形零件。（一）变形铝合金铝合金油箱防锈铝箔（蒙皮）日光灯铝合金窗（一）变形铝合金电缆电器元件（一）变形铝合金1.常用变形铝合金（2）能热处理强化的铝合金硬铝合金Al-Cu-Mg系如2A01（旧LY1）、2A11（旧LY11）2A12（旧LY12）强度较高，耐蚀性较差，更不耐海水浸蚀，表面包覆层薄薄的纯铝（称为包覆铝）。主要用于制作各种半成品，如轧材、锻材、冲压件等，也可制作螺旋桨的叶片及大型铆钉等重要部件；仪器制造中也有广泛的应用，如光学仪器中目镜框等。（一）变形铝合金螺旋桨叶片镜框（一）变形铝合金超硬铝合金如7A04(旧代号LC4)Al-Cu-Mg-Zn系，是强度最高的铝合金。耐蚀性差，一般要包覆铝。主要用于制造飞机的受力结构件，如飞机的起落架、大梁等。常用变形铝合金的牌号、成分和力学性能和用途举例（一）变形铝合金起落架（一）变形铝合金锻铝6A02Al-Mg-Si-Cu系和Al-Cu-Mg-Ni-Fi系。良好的热塑性、良好的锻造性、良好的铸造性能和较高的力学性能。常用变形铝合金的牌号、成分和力学性能和用途举例用于制作形状复杂的大型锻件，如各种叶轮、框架、支杆等。（一）变形铝合金锻铝件（二）铸造铝合金ZL+三位数字表示4号铸造铝硅合金1.代号：如ZL104第一位数表示合金类别，1～4分别表示Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系、Al-Zn系；第二、三位数为合金顺序号，表示不同成分。2.牌号：如ZAlSi7Mg、ZAlCu5MnZAl+主要Me及其名义百分数3.类型：铸造铝–硅合金、铸造铝–铜合金、铸造铝–镁合金、铸造铝–锌合金(1)铸造Al-Si合金（ZL101～ZL111）俗称硅铝明特点：铸造性能好是最常用的铸铝合金活塞ZL102是应用最早的典型硅铝明具有优越的铸造性能、良好的焊接性能、比重小、抗蚀性和耐热性好。但致密度较小，强度不够高，不能时效强化。仅适于制造形状复杂但对强度要求不高的铸件。Al-Si合金的变质处理变质剂2/3NaF+1/3NaCl组织变化细化硅晶体性能变化强度提高塑性改善(2)铸造Al–Cu合金(ZL201～ZL203)有较高的强度、塑性及耐热性，但铸造性能和耐蚀性较差。散热器汽缸头(3)铸造Al–Mg合金(ZL301、ZL302)有较高的强度、韧性及耐蚀性，但铸造性能和耐热性较差。鼓风机用密封件(ZL102)及抗空架件(ZL301)(4)铸造Al–Zn合金(ZL401、ZL402)具有良好的铸造性能，经变质处理和时效处理后，强度高，但耐蚀性差。大型空压机活塞(ZL401)常用铸造铝合金的牌号、化学成分、性能及用途见表三、铝合金的热处理淬火（固溶处理）+时效将淬火后的工件（或铸件）置于室温或较高温度下保持适当时间，以提高金属的强度（或消除铸件内应力，从而稳定尺寸）的工艺。时效自然时效人工时效淬火或固溶处理后的合金随时间的延续而发生进一步强化的现象。时效强化（硬化）三、铝合金的热处理含4%Cu的铝合金自然时效曲线※※铝合金的变形加工要在淬火后几个小时内（发生时效硬化前——孕育期内）进行三、铝合金的热处理过时效：时效温度过高，使合金软化含4%Cu的铝合金的人工时效曲线三、铝合金的热处理将已时效强化的铝合金重新加热到200～270℃，经短时间保温，然后在水中急冷，可使合金恢复到淬火状态（塑性↑、强度↓）的处理。回归处理如：零件在使用中发生变形，校形修复前进行回归处理