1、铝合金的理论及应用铝合金的理论及应用铝合金的理论及应用目录目录1铝及铝合金的特性铝合金的分类及特点铝合金的分类及特点铝的合金化与强化方法铝的合金化与强化方法2345目录1 铝及铝合金的特性铝合金的分类及特点铝的合金化与强化方法 铝在地壳中分布广居第三位，在金属元素中居第一位，资源丰富 其性能优良，应用广泛，高速发展1 、背、背 景景 铝在地壳中分布广居第三位，在金属元素中居第2 2、铝及铝合金的特性铝及铝合金的特性 铝具有面心立方点阵，无同素异构转变。银白色轻金属，质轻质轻，密度为2.7 g/cm3,约为铁的1/3。但比强度高比强度高，可与合金钢相比。铝的熔点与纯度有关，并随铝的纯度的提高而升
2、高，当纯度为99.996%时，熔点为660.24。铝具有优良的电导性电导性、热导性热导性，其电导性仅次于银和铜，居第三位，约为纯铜电导率的62%。2、铝及铝合金的特性铝具有面心立方点阵，无同素异构转变。铝在大气中有优良抗蚀性。铝表面生成一层薄而致密并与基体金属牢固结合的氧化膜，阻止向金属内部扩散而起到保护作用。铝及其合金也易进行阳极氧化处理，表面形成一层坚固的、各种色彩的、美观的保护膜，可起到装饰与保护作用。铝的塑性很好，富有延展性，便于冷、热压力加工。可制成厚度为0.000638mm的铝箔和冷拔成极细的丝。铝在大气中有优良抗蚀性。铝表面生成一层薄而致密并与基体金属牢根据铝合金的成分、根据铝合
3、金的成分、组织和工艺特点，组织和工艺特点，可以将其分为铸造可以将其分为铸造铝合金与变形铝合铝合金与变形铝合金两大类。金两大类。变形铝合金是将铝合金铸锭通变形铝合金是将铝合金铸锭通过压力加工（轧制、挤压、模过压力加工（轧制、挤压、模锻等）制成半成品或成品，所锻等）制成半成品或成品，所以要求有良好的以要求有良好的塑性变形能塑性变形能力力。铸造铝合金则是将熔融的合金铸造铝合金则是将熔融的合金直接浇铸成形状复杂的甚至是直接浇铸成形状复杂的甚至是薄壁的成型件，所以要求合金薄壁的成型件，所以要求合金具有良好的具有良好的铸造流动性。铸造流动性。3 3、铝合金的分类及组织特点、铝合金的分类及组织特点根据铝合金
4、的成分、组织和工艺特点，可以将其分为铸造铝合金与变1XXX系合金工业纯铝，导电导热性好，抗蚀性好，不能热工业纯铝，导电导热性好，抗蚀性好，不能热处理。处理。2XXX系合金以铜为主要合金元素，包括以铜为主要合金元素，包括Al-Cu-MgAl-Cu-Mg合金、合金、Al-Cu-Mg-Fe-NiAl-Cu-Mg-Fe-Ni合金和合金和Al-Cu-MnAl-Cu-Mn合金等，这些合金等，这些合金均属于热处理可强化合金，强度高，耐蚀合金均属于热处理可强化合金，强度高，耐蚀性好。性好。1XXX系合金工业纯铝，导电导热性好，抗蚀性好，不能热工业纯铝，导电导热性好，抗蚀性好，不能热处理。处理。2XXX系合金以
5、铜为主要合金元素，包括以铜为主要合金元素，包括Al-Cu-MgAl-Cu-Mg合金、合金、Al-Cu-Mg-Fe-NiAl-Cu-Mg-Fe-Ni合金和合金和Al-Cu-MnAl-Cu-Mn合金等，这些合金等，这些合金均属于热处理可强化合金，强度高，耐蚀合金均属于热处理可强化合金，强度高，耐蚀性好。性好。3XXX系合金以锰为主要合金元素的铝合金，属于热处理不以锰为主要合金元素的铝合金，属于热处理不可强化合金。塑性高，焊接性能好，是一种耐可强化合金。塑性高，焊接性能好，是一种耐腐蚀性能良好的中等强度铝合金腐蚀性能良好的中等强度铝合金1 X X X 系合金工业纯铝，导电导热性好，抗蚀性好，不能热处
6、理。1XXX系合金4XXX系合金 以以Si为主要合金元素的铝合金，多数不能热处为主要合金元素的铝合金，多数不能热处理强化。该合金熔点低，熔体流动性能好，容理强化。该合金熔点低，熔体流动性能好，容易补缩，并且不会使最终产品产生脆性易补缩，并且不会使最终产品产生脆性5XXX系合金6XXX系合金以铜为主要合金元素，包括以铜为主要合金元素，包括Al-Cu-MgAl-Cu-Mg合金、合金、Al-Cu-Mg-Fe-NiAl-Cu-Mg-Fe-Ni合金和合金和Al-Cu-MnAl-Cu-Mn合金等，这些合金等，这些合金均属于热处理可强化合金，强度高，耐蚀合金均属于热处理可强化合金，强度高，耐蚀性好。性好。以
7、锰为主要合金元素的铝合金，属于热处理不以锰为主要合金元素的铝合金，属于热处理不可强化合金。塑性高，焊接性能好，是一种耐可强化合金。塑性高，焊接性能好，是一种耐腐蚀性能良好的中等强度铝合金，耐蚀性高，腐蚀性能良好的中等强度铝合金，耐蚀性高，焊接性好。焊接性好。1 X X X 系合金4 X X X 系合金 以S i 为主要合金元素的铝合金，9XXX系合金7XXX系合金8XXX系合金以以ZnZn为主要合金元素的铝合金，属于热处理为主要合金元素的铝合金，属于热处理可强化铝合金加可强化铝合金加MgMg，则为，则为Al-Zn-MgAl-Zn-Mg合金，具合金，具有良好的热变形性能，在适当的热处理下能有良好
8、的热变形性能，在适当的热处理下能够得到较高的强度，焊接性能良好。够得到较高的强度，焊接性能良好。以以FeFe为主要元素的铝合金为主要元素的铝合金备用元素的铝合金备用元素的铝合金9 X X X 系合金7 X X X 系合金8 X X X 系合金以Z n 为主要合金元（1 1）固溶强化）固溶强化纯铝中加入合金元素，形成铝基固溶体，造纯铝中加入合金元素，形成铝基固溶体，造成成晶格畸变晶格畸变，阻碍了位错的运动，起到固溶，阻碍了位错的运动，起到固溶强化的作用，可使其强度提高。根据合金化强化的作用，可使其强度提高。根据合金化的一般规律，形成无限固溶体或高浓度的固的一般规律，形成无限固溶体或高浓度的固溶体
9、型合金时，不仅能获得高的强度，而且溶体型合金时，不仅能获得高的强度，而且还能获得优良的塑性与良好的压力加工性能还能获得优良的塑性与良好的压力加工性能。4、铝的合金化与强化方法铝的合金化与强化方法（1）固溶强化纯铝中加入合金元素，形成铝基固溶体，造成晶格（2 2）时效强化）时效强化 强化通过热处理实现，主要是由于合金元素强化通过热处理实现，主要是由于合金元素在铝合金中有在铝合金中有较大的固溶度，且随温度的降低而较大的固溶度，且随温度的降低而急剧减小。急剧减小。所以铝合金经加热到某一温度淬火后所以铝合金经加热到某一温度淬火后，可以得到过饱和的铝基固溶体。这种过饱和铝，可以得到过饱和的铝基固溶体。这
10、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、韧性则度和硬度随时间的延长而增高，但塑性、韧性则降低，这个过程称为时效。时效过程中使铝合金降低，这个过程称为时效。时效过程中使铝合金的强度、硬度增高的现象称为时效强化或时效硬的强度、硬度增高的现象称为时效强化或时效硬化。化。（2）时效强化 强化通过热处理实现，主要是由于合金元普通铝合金在生活中的应用铝合金在我们的生活中十分常见，我们的门窗，床铺，炊具，餐具，自行车，汽车等，都包含有铝合金。5、铝铝合金的合金的应应用用普通铝合金在生活中的应用铝合金在我们的生活中十分常
11、见，我们的交通运输交通运输14汽车用铝1 4 铝在汽车中的用量正在不断增加，汽车上铝比例最高的车辆都是 建筑领域建筑领域 建筑领域各种各样的铝合金正被用于新颖的家居环境16航 空航 空航天航天武器装备质量轻，强度高，抗腐蚀，易成型，可焊接质量轻，强度高，抗腐蚀，易成型，可焊接1 6 航空航天武器装备质量轻，强度高，抗腐蚀，易成型，可焊接 2006年12月30日，东北轻合金有限责任公司自行设计制造的环轧生产线生产出迄今国内最大的铝合金锻环。该环直径达5150毫米，宽340毫米，厚100毫米。随着我国航天事业的飞速发展，大推力火箭和宇航器所需的铝合金直径在不断加大，未来几年将需要直径达5米及5米以上的锻环。2 0 0 6 年1 2 月3 0 日，东北轻合金有限责任公司自以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良 祥云火炬的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。总结 以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、191 9 T h e E n d
