鋁合金在當代工業(yè)中的應用

1、鋁合金在當代工業(yè)中的應用朱佩巧教學目的：1、了解鋁合金應用前景； 2、了解鋁的性能特點；3、掌握鋁合金的分類及應用；4、掌握鋁合金的熱處理。教學重點：熱處理教學課時：2課時教學過程：一、前言鋁合金具有重量輕，比強度高，加工工藝性好，抗腐蝕性好等優(yōu)點,在汽車、飛機等工業(yè)中應用越來越廣泛。以汽車工業(yè)為例，環(huán)保、能源、安全是汽車發(fā)展的三大課題，隨著能源和環(huán)境問題的日益尖銳，人類環(huán)保意識日益增強，對燃油經(jīng)濟性的要求越來越高。燃油經(jīng)濟性是汽車的重要指標，節(jié)省燃油既是能源問題，又是環(huán)保問題，尤其是還與廣大汽車用戶的燃油費支出相關。有專家說，每減輕45kg汽車自身質量，1L汽油能增加6km的行程；還有另一種

2、計算方法，車身每減輕100kg，每百公里可節(jié)省燃油0.4-1.0L。對汽車本身來說，大約70%的油耗是用在車身質量上的，這促使汽車用板向輕量化材料方向發(fā)展，以降低車輛的自身重量。由于鋁合金具有重量輕，比強度高，抗腐蝕性好等優(yōu)點,可滿足汽車車身輕量化的要求。在汽車工業(yè)中使用鋁合金，可降低油耗、減輕質量，因此減少廢氣排放，減輕污染程度；又鋁質汽車零件基本上都可回收，廢舊汽車的回收率高，可降低成本；并且鋁可以多次循環(huán)再生，對其性能來講沒有多大變化。因此，在保證不降低汽車原有的安全性能下，鋁合金的使用能明顯減輕了汽車自重，達到了節(jié)能和環(huán)保的目的。二、鋁的性能特點 密度小; 導電及導熱性能好; 抗大氣腐

3、蝕性好; 塑性高;強度低; 無磁性; 無打擊火花; 加工工藝性好等。三、鋁合金的分類1、形變鋁合金 1) 防銹鋁合金 ( LF ) : Al Mn 通過固溶強化提高鋁合金的強度和抗蝕性 ( 比純鋁好 )。 應用于日常生活用品 例如:LF21。2)硬鋁合金 ( LY ) : Al Cu Mg 通過時效強化提鋁合金強度。但耐蝕性不高。應用于飛機零件等。 例如:LY1、LY11、LY12。3)超硬鋁合金 ( LC ) : Al Zn Mg Cu 通過時效強化和形成的強化相,使鋁合金達到最高的硬度和強度，但耐蝕性較差。應用于飛機重要零件等 。 例如:LC4、LC9。飛機翼梁(腹板為硬鋁合金) 飛機主起

4、落架(超硬鋁合金)4)鍛鋁合金 ( LD ) : Al Mg Si Cu 具有良好的熱塑性,通過固溶處理和人工時來提高鋁合金的力學性能。 例如:LD5、LD6、LD10。2、鑄造鋁合金1)鑄造鋁 硅合金( ZL101ZL111 ) :活塞(裙部為鋁硅合金)2)鑄造鋁 銅合金 ( ZL201ZL203 ) : 有較高的強度、塑性及耐熱性,但鑄造性能和耐蝕性較差。汽缸頭3)鑄造鋁 鎂合金ZL301、ZL302 鼓風機用密封件(ZL102)及抗空架件，有較高的強度、韌性及耐蝕性,但鑄造性能和耐熱性較差。4)鑄造鋁 鋅合金(ZL401、ZL402 ) :具有良好的鑄造性,經(jīng)變質處理和時效處理后,強度高

5、,但耐蝕性差。五、鋁合金的熱處理1、退火 1)形變鋁合金的退火: 消除應力,硬度不變。 消除加工硬化,降低硬度,冷塑性加工。2)鑄造鋁合金的退火 : 消除應力；均勻成分；2、時效強化1)定義: 在固溶處理后的合金隨時間延續(xù)而發(fā)生進一步強化的現(xiàn)象。2)背景資料: 1906年德國 Duralumin首次發(fā)現(xiàn)。 1910年德國A· Welmer 發(fā)明并獲專利。1916年用于制造飛機。1938年 Guinier Preston 建立學說。3)原理 ( G P 學說 ):G P 區(qū) ( Guinier Preston zone )也 稱“富銅區(qū)”, 即: 在鋁合金表面第一層的銅原子成為小片狀,含量增加。3、 回歸 人工時效后的鋁合金沒有回歸現(xiàn)象。六、小結： 科學家對鋁合金的研究越來越深入，鋁合金