鋁合金(非常經(jīng)典)

1、第二章 鋁及其合金,第一節(jié) 工業(yè)純鋁、合金化及鋁合金的分類、 牌號和狀態(tài)符號 一、工業(yè)純鋁 1、物性 熔點(diǎn) 660.24；密度2.7103kg/m3； 彈性模量（E）72000MPa 面心立方晶格 a=0.4049nm；原子直徑0.286 nm 相對電導(dǎo)率 62IACS （International Annealed Copper Standard） 電阻率 2.6610-8m (歐姆米) (99.9%Al)； 順磁性（磁化率215,2、力性,純鋁進(jìn)行6080冷變形，b 雖然能達(dá)到150180MPa， 但已降低到11.5%，變脆,3、化學(xué)性能,鋁的化學(xué)活潑性極高，標(biāo)準(zhǔn)電極電位（1.67伏）。

2、鋁在空氣中表面生成510nm厚的Al2O3保護(hù)膜，在大氣中耐蝕。 在濃硝酸中有極高的穩(wěn)定性，與有機(jī)酸及食品幾乎不反應(yīng)。 在硫酸、鹽酸、堿、鹽中不穩(wěn)定,4、特點(diǎn),質(zhì)量輕 優(yōu)秀的導(dǎo)電、傳熱和塑性變形性能 在大氣中有良好的耐蝕性 強(qiáng)度低不適于作結(jié)構(gòu)材料,二、鋁的合金化,合金化原理主要固溶強(qiáng)化和時效強(qiáng)化 固溶強(qiáng)化：元素溶解度大，與Al原子直徑差大，例如Mg 和Mn 時效強(qiáng)化：所加元素或形成的中間相，高溫時在Al中有較 大的溶解度，隨溫度降低溶解度急劇變小。 常加入的元素為Zn、Mg、Cu、Si、Li,各種元素在鋁中的極限溶解度,鋁合金中常見元素的原子直徑（原子間最緊密距離,鋁合金常加入的元素為Zn、M

3、g、Cu、Si、Li,在合金中可能形成： CuAl2 S Al2CuMg MgZn2 T Al2Mg3Zn3 Mg2Si AlLi Mg2Al3 鋁中的主要雜質(zhì)：Fe、Si 為了改善合金的塑性和抗蝕性，合金中常加入Mn、Cr、Zr、Ti、Cu等微量元素,三、分類、牌號和狀態(tài)符號,1) 我國鋁及其合金過去的分類和牌號： 采用漢語拼音加阿拉伯?dāng)?shù)字表示 純鋁：LG工業(yè)高純鋁；L工業(yè)純鋁 變形鋁合金分類及牌號: （L）（類）（序號）（狀態(tài),純鋁,國產(chǎn)變形鋁合金分五大類，常見只有四大類,2)美國變形鋁合金牌號及狀態(tài),牌號： 用四位阿拉伯?dāng)?shù)字表示 第一位數(shù)表示合金系（即加入最多的那種元素） 第二位數(shù)表示原

4、始合金或改進(jìn)合金，0為原始合金， 改進(jìn) 合金依次為1、2、3等 最后兩位數(shù)表示具體合金牌號，對于純鋁表示小數(shù)點(diǎn)后兩位 鋁含量（114599.45Al， 120099.00Al,目前我國變形鋁合金牌號,表示方法基本與美國相同,不同之處在于第二位不用阿拉伯?dāng)?shù)字,而是用英文字母： 例如：7A04、7B04,狀態(tài),F加工態(tài)（熱軋、擠壓）,不控制應(yīng)變硬化量 O退火再結(jié)晶狀態(tài)，強(qiáng)度最低、塑性最高 W固溶處理正在自然時效過程（不穩(wěn)定） H冷作硬化狀態(tài) T熱處理狀態(tài),應(yīng)變硬化狀態(tài),H1應(yīng)變硬化。 H2應(yīng)變硬化加不完全退火。 H3應(yīng)變硬化穩(wěn)定處理。 H112加工過程的應(yīng)變硬化（不控制應(yīng)變量）。 H321加工過程

5、的應(yīng)變硬化（控制應(yīng)變量）。 H116特殊應(yīng)變硬化,熱處理狀態(tài),在T后附有一位或多位數(shù)。對于T狀態(tài)，列出了在兩次操作之間或操作之后的室溫下可能發(fā)生自然時效時間。如果這段時間在冶金學(xué)上有重要意義的話，就應(yīng)對這段時間加以控制。數(shù)字110表示處理的具體程序,T1 從高溫成形過程冷卻和自然時效至基本穩(wěn)定的狀態(tài) T2 從高溫成形過程冷卻，然后冷加工和自然時效至基本穩(wěn)定的狀態(tài) T3 固溶處理、冷加工和自然時效至基本穩(wěn)定的狀態(tài) T4 固溶處理，自然時效到基本穩(wěn)定的狀態(tài) T5 從高溫成形過程冷卻，然后進(jìn)行人工時效的狀態(tài) T6 固溶處理，人工時效到強(qiáng)度最高的狀態(tài) T7 固溶處理，人工時效到過時效狀態(tài)（穩(wěn)定化處理的

6、狀態(tài)） T8 固溶處理后冷加工，然后進(jìn)行人工時效的狀態(tài) T9 固溶處理、人工時效、然后冷加工的狀態(tài) T10從高溫成形工序冷卻，然后冷加工并進(jìn)行人工時效的狀態(tài) TX51通過拉伸消除應(yīng)力的狀態(tài) TX52 通過壓縮消除應(yīng)力的狀態(tài) TX54 通過拉伸和壓縮相結(jié)合的方法消除應(yīng)力的狀態(tài),第二節(jié) 變形鋁合金,簡單地說： 硬鋁 綜合機(jī)械性能好（不耐蝕） 超硬鋁 室溫強(qiáng)度最高 鍛鋁 熱塑性好 防銹鋁 耐蝕性好，易成形，焊接性好（強(qiáng)度低,一、 硬鋁,1、一般特點(diǎn) 較好的綜合機(jī)械性能 b42060MPa，0.2280300MPa，1517。 耐蝕性低 有晶間腐蝕現(xiàn)象，應(yīng)力腐蝕（SCC）傾向小。 焊接性不好 主要用于

7、以鉚釘、螺栓、點(diǎn)焊為連接手段的結(jié)構(gòu)中。 可熱處理強(qiáng)化,AlZnMg合金相圖,2、硬鋁的組織,在AlCuMg三元系合金相圖鋁角附近，按Mg含量增加，依次可能出現(xiàn)以下四個相,CuAl2 正方晶格 S：Al2CuMg 斜方晶格 T：Mg32（CuAl）49 立方晶格 (也稱CuMg4Al6) ：Mg2Al3 面心立方,隨Mg含量增加，相減少，S相增加 Cu/Mg 8, 主要是相 Cu/Mg84， 主要是S相 Cu/Mg41.5， 主要是S相， S相中Cu/Mg2.61 相析出序列的GP區(qū)和是圓片狀 S相析出序列的GP區(qū)和S是針狀 強(qiáng)化效果： ST 耐熱性： 隨溫度升高，S相比軟化的慢， S相高溫強(qiáng)化

8、 效果好,3、硬鋁的合金化,成分范圍： Cu：2.56.0，硬鋁的主要成分 Mg：0.42.8，主要作用生成S相 Mn：0.41.0，消除Fe對抗蝕性的有害影響，抑 制再結(jié)晶產(chǎn)生擠壓效應(yīng)，超過1 產(chǎn)生（MnFe）Al結(jié)晶相 有時加：Ti細(xì)化鑄態(tài)晶粒 Be提高氧化膜的致密性，防止Mg的燒損,典型合金的化學(xué)成分,LY12（相當(dāng)2024）Al4.3Cu1.5Mg0.6Mn LY11（相當(dāng)2017）Al4.3Cu0.6Mg0.6Mn LY2 Al2.9Cu2.2Mg0.6Mn,4、硬鋁的熱處理,除生產(chǎn)工序中的熱處理外，硬鋁的主要熱處理是淬火時效 淬火：原則是在防止過燒、晶粒粗化、包鋁層污染的前提下，盡

9、可能采用較高 的加熱溫度，以使強(qiáng)化相充分固溶，但硬鋁的固溶溫度范圍窄，非常容 易過燒,時效,除耐熱硬鋁LY2合金進(jìn)行人工時效，大多數(shù)硬鋁都是在自然時效狀態(tài)下應(yīng)用。 硬鋁自然時效狀態(tài)下的抗蝕性（晶間腐蝕）優(yōu)于人工時效狀態(tài),硬鋁合金易產(chǎn)生晶間腐蝕的原因,含Cu的固溶體和Cu2Al相的電極電位都較高，當(dāng)Cu2Al在晶界沉淀時，晶界附近出現(xiàn)含Cu較低的貧化帶，該貧化帶電極電位較低，在腐蝕介質(zhì)中成為陽極，而含Cu較高的晶粒內(nèi)部和析出相（Cu2Al）則為陰極。另外，晶界兩側(cè)的Cu貧化帶很窄（面積?。?，陽極電流密度高，故遭到強(qiáng)烈腐蝕（即沿晶界腐蝕）。 為了改善硬鋁的抗蝕性，除合金化、熱處理及其它措施（陽極化

10、、涂漆）外，在板材表面包覆一層純度大于99.5的純鋁。純鋁的電極電位低于基體，可起陽極保護(hù)作用。包鋁層厚度一般占板材厚度的4，厚板可減至2,典型合金的熱處理,LY12：495WQ自然時效6天 （b450 MPa） 或室溫停3天19010h （b500 MPa） 不同合金自然時效硬化的能力和速度不同,5、硬鋁的性能和用途,按強(qiáng)度和用途分為：鉚釘、中強(qiáng)、高強(qiáng)和耐熱硬鋁四大類 鉚釘硬鋁： LY1、 LY4 、LY9 、LY10，以線材供應(yīng)。 LY1（剪切強(qiáng)度196 MPa）和LY10（剪切強(qiáng)度265 MPa） 自然時效狀態(tài)工藝塑性良好，鉚接時間不受限制。 LY4（剪切強(qiáng)度286 MPa）和LY9屬于

11、高強(qiáng)鉚釘硬鋁， 在淬火后規(guī)定時間內(nèi)鉚接，LY4在26h內(nèi)鉚接， LY9在20min內(nèi)鉚接。 中強(qiáng)硬鋁： LY11：塑性好，以板、棒、型材應(yīng)用于各種工業(yè)， 在航空工業(yè)中主要用于模鍛螺旋槳葉。 高強(qiáng)硬鋁： LY12： 強(qiáng)度最高，應(yīng)用最廣，用于制造主要受力件。 板材：飛機(jī)蒙皮、壁板。 型材：飛機(jī)隔框、翼肋、長桁 耐熱硬鋁： LY2： 較好的高溫性能，用于制造在較高溫度（150250） 下工作的構(gòu)件，如航空發(fā)動機(jī)內(nèi)的壓氣機(jī)葉片,二、超硬鋁 （Al-Zn-Mg-Cu系合金,超硬鋁是在Al-Zn-Mg合金基礎(chǔ)上加Cu發(fā)展起來的，它的強(qiáng)度超過硬鋁，可達(dá)600700MPa，所以稱超硬鋁。第二次世界大戰(zhàn)后，才開

12、始大批生產(chǎn)和應(yīng)用。 調(diào)質(zhì)的45鋼：b780850 MPa 0.2450550 MPa,1、Al-Zn-Mg系中強(qiáng)可焊鋁合金,特點(diǎn)： 高的時效硬化能力； 中等強(qiáng)度（b300450 MPa）； 優(yōu)良的可焊性； 好的熱變形性和抗應(yīng)力腐蝕性能； 寬的固溶處理溫度范圍； 低的淬火敏感性,相組成,工業(yè)上實際應(yīng)用的Al-Zn-Mg合金成分范圍處于： T和T相區(qū) 當(dāng)Zn含量不變時， 隨Mg含量增加合金中逐漸出現(xiàn)T相。 T相：Al2Mg3Zn3，立方晶格，a1.4291.471nm。 相：MgZn2， 六方晶格，a0.521nm ，c0.86nm。 Zn/Mg14 ， 主要是T相。 Zn/Mg 4， 出現(xiàn)相。

13、Zn/Mg67， 完全有相組成,時效序列,無論合金是落在T還是相區(qū)，實際上時效析出序列均如下： 球形GP區(qū)T 是部分共格的過渡相，六方晶格， a0.496nm ，c0.868nm。 110以下 主要是GP區(qū) 110140 主要是 160200 主要是 270以上 可出現(xiàn)T相,合金化,ZnMg的總量約4.57.6（wt），Zn/Mg 一般在23.8， （MgZn2中Zn/Mg5.38） 通常加入的微量元素： Mn 0.20.45，顯著提高SCR，增加淬火敏感性，產(chǎn)生剝落腐蝕。 Cr 0.3， 顯著提高SCR，增加淬火敏感性，產(chǎn)生剝落腐蝕。 Zr 0.150.3 細(xì)化晶粒，提高可焊性。 Ti 0.

14、2， 細(xì)化晶粒，提高可焊性。 Cu 0.25， 顯著提高SCR，降低可焊性。 該合金不采用自然時效制度，其原因有二： Al-Zn-Mg系合金GP區(qū)長大速度緩慢，自然時效過程需數(shù)月才能達(dá) 到穩(wěn)定階段。 與人工時效比較，自然時效的抗應(yīng)力腐蝕能力差,2、Al-Zn-Mg-Cu系超硬鋁,四十年代初，人們發(fā)現(xiàn)在Al-Zn-Mg系合金中加入2Cu能改善合金的塑性和抗蝕能力，再加入少量的Cr等微量元素可強(qiáng)烈提高抗應(yīng)力腐蝕性能， 從此發(fā)展了Al-Zn-Mg-Cu合金，即超硬鋁,超硬鋁的相組成,在Al-Zn-Mg系合金中加入 Cu，主要強(qiáng)化仍然是析出序列，但還可能出現(xiàn)S相（Al2CuMg）析出序列， 當(dāng)Cu含量

15、大于2時，還可能出現(xiàn)（CuAl2）析出序列。 通常認(rèn)為在125150時效：Al-Zn-Mg-Cu系合金是 在Al-Zn-Mg合金時效序列（GPT）的基礎(chǔ)上， 又出現(xiàn)了Al-Cu-Mg合金的沉淀過程（GPBSSS,合金化,Zn和Mg主要強(qiáng)化元素 Cu也起強(qiáng)化作用， 但主要還是提高SCR，極限溶解度2 ZnMgCu一般在9.7513.5 Mn、Cr、Zr、Ti的含量和作用與Al-Zn-Mg合金相似 Fe和Si為雜質(zhì),典型合金LC4,LC4合金：Al-6Zn-2.3Mg-1.7Cu-0.2Cr-0.4Mn （Fe和Si分別小于0.5） 超硬鋁的熱處理： 人工狀態(tài)下使用。 LC4合金： 470WQ 單

16、級時效（T6）：12024h, 強(qiáng)度高（ b 550MPa ）、SCC敏感 雙級時效（T74）：1203h1603h， 稍過時效，強(qiáng)度降低10， SCC不敏感,外的幾國種典型合金發(fā)展方向：提高Zn和Cu、降低Fe和Si、以Zr代替Mn和Cr,超硬鋁的特點(diǎn)和應(yīng)用,特點(diǎn)：強(qiáng)度最高； 抗蝕性低（有SCC傾向）； 焊接性不好；缺口敏感性強(qiáng)； 耐熱性比硬鋁差。 應(yīng)用：可生產(chǎn)板材、型材及模鍛件應(yīng)用于飛機(jī)結(jié) 構(gòu)，如：翼梁、蒙皮、起落架、大梁,三、鍛鋁 Al-Mg-Si及Al-Mg-Si-Cu系,1、Al-Mg-Si合金 特點(diǎn)： 突出的特點(diǎn)是有優(yōu)良的熱塑性，適于生產(chǎn)鍛件。 另外： 中等強(qiáng)度，良好的耐蝕性和可焊

17、性（沒有SCC） 易進(jìn)行陽極氧化著色或上琺瑯（Cu對陽極氧化不利） 第一個工業(yè)Al-Mg-Si合金是美國1923年的專利 （51S合金，0.6Mg，1Si） 6063合金：0.68Mg，0.4Si， Cu、Cr、Mn、Ti均0.1,Al-Mg-Si合金的組織,強(qiáng)化相是Mg2Si（相） Al-Mg-Si合金的組織 可用AlMg2Si偽二元相圖來研究 在共晶溫度， Mg2Si在Al中的極限溶解度為1.85,時效序列,針狀GP區(qū)有序針狀GP區(qū)（六方）（六方） Al-Mg-Si合金（Mg2Si1.2）的Tc溫度很高（190），在150160時效組織是由針狀GP區(qū)或棒狀相組成，很少出現(xiàn)PFZ，也不在位錯

18、形核或沉淀,Al-Mg-Si合金的成分,Mg2Si中 MgSi1.73，通常 MgSi 2 合金隨Mg2Si相對量增大，強(qiáng)度升高。 Mg過剩會降低Mg2Si在固溶體中的溶解度 Si過剩無此作用，一般保持Si含量高于Mg 應(yīng)考慮Si容易與Mn和Fe形成雜質(zhì)相（FeMnSi）Al6，消耗Si。 因此，Si含量應(yīng)適當(dāng)提高。 Al-Mg-Si合金有明顯的時效停放效應(yīng)，添加Cu可減輕該效應(yīng)。 （Mg2Si含量小于1時無停放效應(yīng)）， 添加Cu使Al-Mg-Si合 金的室溫強(qiáng)度和耐熱性明顯增加，但塑性和耐蝕性下降。 Mn提高Al-Mg-Si合金強(qiáng)度、韌性、耐蝕性，Cr有相同作用。 Ti可消除鑄錠中的柱狀晶，

19、并細(xì)化晶粒，改善工藝塑性,Al-Mg-Si合金的熱處理,鍛鋁可進(jìn)行自然時效或人工時效，但自然時效速率慢（需10天以上），而且強(qiáng)化效果比人工時效差（約差3050）。 鍛鋁一般在人工時效狀態(tài)下使用 520530WQ 1501701012h,應(yīng)用,特點(diǎn) ：中等強(qiáng)度，b 300 MPa Mg2Si0.81.2， b300 MPa 如6061擠壓后重新固溶處理水淬（T6），b316 MPa 飛機(jī)發(fā)動機(jī)零件、直升飛機(jī)螺旋槳葉、 形狀復(fù)雜的鍛件和模鍛件,2、Al-Mg-Si-Cu合金,Al-Mg-Si-Cu系合金是在Al-Mg-Si系基礎(chǔ)上發(fā)展出來的。 第一個工業(yè)Al-Mg-Si合金是美國1923年的專利（

20、51S合金，0.6Mg，1Si）， 6063：0.68Mg，0.4Si，Cu、Cr、Mn、Ti均0.1。 突出的特點(diǎn)是有優(yōu)良的熱塑性，適于生產(chǎn)鍛件。 另外，中等強(qiáng)度， 良好的耐蝕性和可焊性（沒有SCC） 易進(jìn)行陽極氧化著色或上琺瑯（Cu對陽極氧化不利） 我國的Al-Mg-Si-Cu合金都是Si過剩型合金。 一般特點(diǎn)：與Al-Mg-Si合金相同，加Cu后著色困難， 原因是在陽極氧化時有Cu從樣品表面沉淀。 Cu，b，抗蝕,Al-Mg-Si-Cu合金的組織,主要強(qiáng)化相為Mg2Si（）序列 還可出現(xiàn)Cu4Mg5Si4AlX（W）序列 當(dāng)Cu含量非常高時才能出現(xiàn)S和序列,合金化,Al-Mg-Si合金加

21、Cu后出現(xiàn)含Cu相，它參與時效強(qiáng)化，故鍛鋁的強(qiáng)度隨Cu含量提高而增加。 Cu的作用：提高強(qiáng)度和耐熱性， 降低塑性和抗蝕性， 降低自然時效速度， 抑制停放效應(yīng),熱處理： 熱處理特點(diǎn)與Al-Mg-Si合金相同， 但隨Cu含量升高淬火溫度降低， 540500,應(yīng)用,LD2 工藝塑性好，b330 MPa 抗蝕性接近LF21，用于直升機(jī)旋翼、 形狀復(fù)雜的鍛件。 LD10 強(qiáng)度高（接近硬鋁）共晶組織多， 鑄錠熱裂傾向小， 有好的熱塑性。 生產(chǎn)承受重載荷的鍛件和模鍛件,幾種典型的Al-Mg-Si-Cu合金,3、耐熱鍛鋁 （Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金,在Al-Cu-Mg基礎(chǔ)上加1Fe和1Ni， 形成Al

22、9FeNi相（為穩(wěn)定化合物彌散質(zhì)點(diǎn)）， 起彌散強(qiáng)化作用。 LD7（2618）：2.2Cu、1.6Mg、 1.25Ni、1.25Fe、0.05Ti 使用溫度范圍 150225 內(nèi)燃機(jī)活塞，壓氣機(jī)鼓風(fēng)機(jī)的渦輪葉片， 高溫工作的鍛件,四、防銹鋁,包括ALMn系和AlMg系合金 共同特點(diǎn)： 強(qiáng)度比純鋁高， 優(yōu)秀的抗蝕性和可焊性， 不能熱處理強(qiáng)化,1、Al-Mn系合金,LF21（3003），1.01.6Mn， Mn再高出現(xiàn)MnAl6，對軋制不利。 由于MnAl6的電極電位與純鋁相近， 因此有少量MnAl6合金仍有好的抗蝕性。 退火態(tài)b130 MPa，0.250 MPa，23 抗蝕性好與純鋁相似，塑性好，

23、易于沖壓成形。 這類合金退火時易產(chǎn)生不均勻的粗大晶粒組織，原因是Mn在鑄造時產(chǎn)生晶內(nèi)偏析，低Mn處再結(jié)晶溫度低，晶粒易長大，造成退火材晶粒尺寸不均勻。加少量 Fe有好的作用。但一般要求Fe+Mn1.8,應(yīng)用,退火、半硬、硬狀態(tài)應(yīng)用 以管、板、型材應(yīng)用于焊接用品、炊事用品， 航空上廣泛用于要求沖壓、受力不大的零件。 Al-Mn合金中加1Mg損害表面質(zhì)量，但有固溶強(qiáng)化作用，可提高強(qiáng)度10（如3004） 3004合金：1.2Mn，1.0Mg， 生產(chǎn)飲料罐,2、Al-Mg系合金,特點(diǎn)： 密度比純鋁輕，強(qiáng)度比純鋁和Al-Mn高。 退火態(tài)：LF3 b196 MPa LF5 b274 MPa 在大氣和海水中

24、抗蝕性比純鋁好 在酸性和堿性介質(zhì)中抗蝕性比LF21差 好的塑性、可焊性和拋光性能,Mg在Al中的溶解度極限17.4（450）， Al-Mg系合金中的相（Mg2Al3）也有沉淀過程： GP區(qū)（Mg2Al3） 但由于Mg原子尺寸大，GP區(qū)周圍有密集的空位 云，GP區(qū)與母相不發(fā)生共格應(yīng)變，無明顯時效 硬化效應(yīng)。 含Mg高時，相有強(qiáng)烈沿晶界沉淀現(xiàn)象，造成剝落腐蝕（exfoliation corrosing,通常使用的Al-Mg合金含Mg5， 該類合金冷作后如不進(jìn)行120150穩(wěn)定化處理， 在室溫可發(fā)生時效軟化。 LF2（2.4Mg）：內(nèi)燃機(jī)、柴油機(jī)的油管， 焊接油箱，艦船上部。 LF3（3.5Mg）：

25、用于焊接結(jié)構(gòu)， 相當(dāng)于5154。 當(dāng)Mg5時，相沿晶沉淀形成連續(xù)網(wǎng)（尤其Mg8）， 合金變脆，產(chǎn)生SCC和剝落腐蝕。采用形變熱處理解決,高M(jìn)g合金的缺點(diǎn),由MgO組成的氧化膜不致密，不起保護(hù)作用， 抗蝕性低、易SCC和剝落腐蝕， 產(chǎn)生鈉脆（不能用鈉鹽作熔煉劑,幾種常用變形鋁合金的主加成分,五、Al-Li合金,目前的Al-Li合金是指添加23Li的各種鋁合金，除理論研究外，都是三元或三元以上的鋁合金。 優(yōu)點(diǎn)： 密度小 （每加1wtLi合金密度降低3） 彈性模量高，剛度大（每加1wtLi合金彈性模量增加6） 淬火時效析出大量（Al3Li）使合金大大強(qiáng)化。 缺點(diǎn)： 材料生產(chǎn)困難， （Li與一般材料都

26、反應(yīng)，價格是一般鋁合金的23倍）， 斷裂韌性低， 廢料回收難于管理,淬火時效析出大量（Al3Li）使合金大大強(qiáng)化,高強(qiáng) 相當(dāng)于2000系和7000系 高的抗疲勞性 比其它鋁合金高 高的耐熱性 比鋁銅合金好 抗蝕性 比7000系好 較好的超塑性,Al-Li合金二元相圖虛線代表亞穩(wěn)溶解度曲線,立方結(jié)構(gòu)，LI2有序結(jié)構(gòu)（Cu3Au型）點(diǎn)陣常數(shù)a=0.4047nm,含2.5wtLi的Al-Li-Cu-Mg合金在190時效對應(yīng)不同的Cu、Mg含量時合金得到的沉淀產(chǎn)物,幾種典型的Al-Li合金,第三節(jié) 鑄造鋁合金,特點(diǎn)： 比重小，比強(qiáng)度高。 有良好的抗蝕性和鑄造工藝性 (可進(jìn)行各種成型鑄造) 熔點(diǎn)低、熔煉

27、工藝和設(shè)備簡單,一、分類和牌號,按GB 117374 鑄鋁分四大類。 AlSi （ZL1XX） Al-Cu （ZL2XX） Al-Mg （ZL3XX） Al-Zn （ZL4XX,美國鑄造鋁合金的分類和牌號,用四位數(shù)字表示，但第三位數(shù)字后有小數(shù)點(diǎn)， 第一位數(shù)表示合金系， 第二和第三位數(shù)表示牌號， 小數(shù)點(diǎn)后0表示鑄件，1表示鑄錠， 當(dāng)對原始合金或雜質(zhì)中限修改時，在數(shù)字前按字母順序加A、B、C、D等（但不包括I、O、Q和X）， X表示實驗合金,1xx.x 純度99.00的純鋁 2xx.x 以加Cu為主 3xx.x 以加Si為主，還加Cu和或Mg 4xx.x Si 5xx.x Mg 7xx.x Zn

28、8xx.x Sn 9xx.x 其他 6xx.x 未使用系列,例如,二、Al-Si系鑄造鋁合金,俗稱“硅鋁明”，應(yīng)用最廣的一類鑄造鋁合金。 特點(diǎn)： 最好的鑄造性能。 （線收縮小，流動性好，熱裂傾向小） 中等強(qiáng)度、較好的抗蝕性 AlSi系合金的共晶點(diǎn)靠近Al端。 共晶成分 Al11.7Si （577,ZL102 （共晶合金,Si易呈粗大的針狀形態(tài)分布， 強(qiáng)度低（160Mpa）機(jī)械性能差，熱處理強(qiáng)化效果不大， 一般只進(jìn)行退火，退火制度（3003h，空冷或隨爐冷） 共晶組織： 隨過冷度增大，組織變細(xì)，強(qiáng)度高，機(jī)械性能變好。 ZL102： 用鐵模生產(chǎn)薄壁件，可得滿意的機(jī)械性能。如果用砂 ?；蚝癖诩?，組織

29、粗大，機(jī)械性能不好,為了提高Al-Si合金的機(jī)械性能，可采用如下手段,變質(zhì)處理： 目的：細(xì)化Si相，改變Si相形態(tài) 變質(zhì)劑：NaSb（銻）RE（Sr鍶） (效果越來越好) Sr對改善共晶Si的形態(tài)最有效,Al-12Si合金變質(zhì)處理前 400,Na變質(zhì)處理后， 400強(qiáng)度提高30,時效強(qiáng)化： 加入合金元素： Cu、Mg 除起變質(zhì)作用外，還能時效強(qiáng)化。 加入形成（CuAl2），S（Al2CuMg），（Mg2Si）的元素。 在Al-Si中加Mg形成，同時加入Mg和Cu形成和S,固溶強(qiáng)化： 加入合金元素 例如： 加少量Mn，除起固溶處理強(qiáng)化作用外，還能使粗針狀的 （Fe2Si2Al9）轉(zhuǎn)化為骨骼狀的（

30、AlMnFeSi），減輕雜 質(zhì)對合金的有害影響,退火態(tài)使用 ：ZL102 Al-Si 200以下使用 人工時效： ZL101 Al-7Si-0.3Mg，200以下使用 ZL104 Al-9.25Si-0.22Mg0.35Mn 200以下使用 ZL105 Al-5Si-0.45Mg-1.25Cu 250以下使用 ZL103 在ZL105的基礎(chǔ)上提高Cu，增添Mn ZL108（活塞合金） 相當(dāng)于在102基礎(chǔ)上加入1.5Cu 0.7Mg 0.6Mn （ZL108需作變質(zhì)處理），5506h淬火，2058h時效 ZL109 12Si 1.0Cu 1.2Mg 1.0Ni 相當(dāng)于102上加1.0Cu 1.2Mg 1.0Ni可熱處理強(qiáng)化,ZL102鑄