6.1铝及铝合金一、概述1.工业纯铝的主要特点(1)物理性能：小(2.7)、Tm低(660℃)，Tb高（2477℃）(2)化学性能：活泼(3)晶体结构：f.c.c,无同素异构(4)工艺性能：易加工成型(5)机械性能：塑性好，低、低温性能好2.纯铝用途：配制铝合金、制造导线、包覆材料等3.Al合金的分类主要Me：Si、Cu、Mg、Mn、Zn、-----辅加Me：Ti、B、Zr、Ca、RE等(1)D点右边：铸造Al合金(2)D点左边：形变Al合金可H.T.强化FD不可H.T.强化F点左图5-1铝合金分类示意图二、铝合金的强化方式1、固溶强化Si、Cu、Mg、Mn、Zn与Al形成有限固溶体，并有较大固溶度，能产生比钢中更显著的固溶强化效果。2)Al合金时效强化现象:淬火后Al合金的强度和硬度随时间而发生显著提高的现象时效曲线上四个阶段(1)孕育期（初期几小时内合金塑性很高，极易进行铆接、弯曲和矫直等操作）(2)快速反应阶段、强化速度快(3)缓慢反应阶段，强化速度慢(4)过时效阶段析出相聚集长大、强度下降。随时效℃,孕育期，时效速度,max其它铝合金时效过程：Al-Mg-Si系：ssssG.P.区“‘相（Mg2Si）Al-Cu-Mg系：ssssG.P.区S“S‘S相（Al2CuMg）Al-Zn-Mg系：ssssG.P.区M‘M相(MgZn2)3）影响时效强化效果的因素(1)时效温度时效一定，有一ToptimalTopt(0.5~0.6)Tm(2)时效时间时效T一定，有一opt,相对应于“相末期or‘相初期(3)淬火温度、淬火冷速及淬火转移时间－－－－高－－－－大－－－－－短SSSS时效强化效果三、铝合金的细化组织强化1.铸造Al-Si合金的变质处理硅铝明（ZL102）(Al－11~13Si)共晶体(+Si)——Al+Si针状——细小粒状四、各类铝合金简介1.铸造铝合金ZLxxxa.Al-Si基铸造铝合金ZL10x铸造性好,较高抗蚀性,足够,应用广b.Al-Cu基ZL20x耐热[相(CuAl2)]c.Al-Mg基ZL30x耐蚀小较高铸造性、耐热性差d.Al-Zn基ZL40x最便宜，铸态下高故铸态下使用2.变形铝合金(1)类型及特点a.LF防锈铝合金Al-Mn、Al-Mg系抗蚀性好；航空业广泛应用：容器、管道、铆钉及中等载荷零件。b.LY硬铝合金Al-Cu-Mg系高强化相(CuAl2)、S相(CuMgAl2)时效硬化：用于制备模锻件、铆接件，如螺旋桨、铆钉等。c.LC超硬铝合金Al-Cu-Mg-Zn更高(MgZn2)、(Al2Mg3Zn3),S相Me％、抗蚀性用于工作温度较低、受力较大结构件：飞机的大梁、起落架等。d.LD锻铝合金Al-Mg-Si-Cu系(如LD5)中等、较高抗蚀可锻性好、力性高、制造形状复杂的锻件。飞机上的框架、枝杆等。Al-Cu-Mg-Fe-Ni系（如LD7）耐热超音速飞机蒙皮(2)变形Al合金H.T.操作特点a.炉温均匀5℃(过高易过烧、熔化；过低，淬火后过饱和程度低，不能发挥最大时效效果)b.淬火迅速即转移时间短(一般<35s，对LCxxx<25s)c.水淬（循环水）Age-hardeningwroughtAlalloysMg-Zn-Zr系，ZM1、MB15Mg-Re-Zr系ZM3、MB8常见Me：Al、Zn、Mn、Zr、RE、Li。铸造镁合金高强铸造镁合金AZ91耐热铸造镁合金AE42，热处理：T6固溶＋时效T4固溶处理2.变形镁合金与铸造镁合金比，Me含量少，杂质含量控制严AZ31,AZ61镁应用优势——资源丰富研究背景——应用广泛研究背景1.密度小2.热膨胀系数小3.热导率大4.耐磨性能好5.高温力学性能好6.加工性能好6.3钛及钛合金优点：密度小、比强度高、高温强度好、低温韧性优异、耐蚀性突出不足：高温活泼，熔炼、浇铸、焊接、热处理需在真空或惰性气体中进行，加工条件严格、成本高。6.3.1纯钛－银白色；ρ＝4.5;纯钛及其合金均无磁性。Tm=1668℃，热膨胀系数小、导热性差。纯钛塑性好、强度低、易加工成形，可制成细丝、薄片。钛在大气和海水中耐蚀，在硫酸、盐酸、硝酸、氢氧化钠中稳定，不耐氢氟酸。钛的抗氧化能力优于大多数奥氏体不锈钢。钛的结构：≤882.5℃HCP，-Ti;≥882.5℃BCC，β-Ti-Tiβ-Ti6.3.2.钛合金根据合金元素对钛同素异构转变的影响，可将其分为三类:(1)相稳定元素（Al、C、N、B等）：使钛的同素异构转变温度升