有色金屬資料

1、1.工業(yè)純鋁的特性1密度較小，約為2.7g/cm3 ；面心立方晶格（FCC）；2無同素異晶轉(zhuǎn)變；導電、導熱性好，僅次于銀、金、銅。極強的抗大氣腐蝕能力，在空氣中鋁的表面生成致密的氧化膜，保護了內(nèi)部金屬不被腐蝕鈍化現(xiàn)象。但鋁不能耐酸、堿、鹽的腐蝕3；非磁性、無火花材料；4強度低，塑性好，比強度高；2. 用于制作鋁合金的合金元素大致分為主加元素（硅、銅、鎂、鋅、錳等）和輔加元素（鉻、鈦、鋯等）。鋁與主加元素的二元相圖一般都具有右圖所示形式，根據(jù)該相圖上最大溶解度D點，把鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。成分在D點以左的合金，加熱到固溶線以上時，可得到單相固溶體，塑性好，宜于進行壓力加工，稱為變形鋁

2、合金。變形鋁合金又分為兩類：成分在F點以左的合金，固溶體成分不隨溫度而變，屬熱處理不可強化合金；成分在DF點之間的合金，固溶體成分隨溫度而變，屬熱處理可強化鋁合金。成分在D點以右的合金，由于有共晶組織存在，適于鑄造，稱為鑄造鋁合金。鑄造鋁合金中有成分隨溫度變化的固溶體，也能用熱處理強化。但距D點越遠，強化效果愈不明顯。3 牌號 防銹鋁合金：LF+序號 硬鋁合金： LY +序號 超硬鋁合金：LC +序號 鍛鋁合金： LD +序號4. 常用變形鋁合金 防銹鋁合金主要是Al-Mn和Al-Mg系合金。Mn和Mg主要作用是提高抗蝕能力和塑性，并起固溶強化作用。防銹鋁合金鍛造退火后組織為單相固溶體，抗蝕性

3、、焊接性能好，易于變形加工，但切削性能差。不能進行熱處理強化，常利用加工硬化提高其強度 硬鋁合金主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量Mn?？蛇M行時效強化，也可進行變形強化。強度、硬度高，加工性能好，耐蝕性低于防銹鋁。 超硬鋁合金屬Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量Cr和Mn。時效強化效果超過硬鋁合金.熱態(tài)塑性好，但耐蝕性差。常用合金有 LC4 (7A04 )、LC9 (7A09 )等，主要用于工作溫度較低、受力較大的結(jié)構(gòu)件, 如飛機大梁、起落架等 鍛鋁合金Al-Cu-Mg-Si系合金 可鍛性好，力學性能高，用于形狀復(fù)雜的鍛件和模鍛件，如噴氣發(fā)動機壓氣機葉輪、導風輪等5. Si對鋁合金組

4、織和性能的影響僅含硅元素的鋁硅合金（如ZL102）通常稱硅鋁明。鑄造后幾乎全部得到共晶體組織(+Si), 1）具有優(yōu)良的鑄造性能：熔點低；流動性好（充型能力）；收縮?。崃褍A向小）。2） 對力學性能的影響：抗拉強度（需經(jīng)變質(zhì)處理）200MPa以上；伸長率（可達6%12%）；當Si>14%，性能急劇惡化。3）對物理、化學性能的影響：降低密度（Si密度2.35）；降低導電性能；電導率下降（存在轉(zhuǎn)折01.65）；耐磨性提高；線脹系數(shù)下降；抗蝕性好（Al2O3與SiO2保護膜、電位差小）；應(yīng)力腐蝕傾向小。 4）對切削性能的影響：比Al-Cu、Al-Mg等鑄造鋁合金差，僅比純鋁好。共晶體增多可提高

5、切削性能。過共晶范圍隨Si量增多切削功降低，但表面光潔度逐漸變差，產(chǎn)生積屑瘤，形成刀痕。 5）改善方法：細化初晶Si；加入易切削元素（Sn、Bi、Pb等）；加熱切削、電解磨削、加入切削液等。6. 1. 變質(zhì)處理 在一般情況下，ZL102的共晶體由粗針狀硅晶體和 固溶體構(gòu)成, 強度和塑性都較差。 澆鑄前向合金液中加入占合金重量2%3%的變質(zhì)劑(常用鈉鹽混合物: 2/3NaF+1/3NaCl)以細化合金組織, 顯著提高合金的強度及塑性。這種處理方法即是變質(zhì)處理。 經(jīng)變質(zhì)處理后的組織是細小均勻的共晶體加初生 固溶體,獲得亞共晶組織是由于加入鈉鹽后，鑄造冷卻較快時共晶點右移的緣故。 其他變質(zhì)

6、方法 急冷，增加過冷度，控制Si晶體的長大 加入高純Si(低P含量)；消除P異質(zhì)晶核的作用 加入其它變質(zhì)劑(詳見后)7. 變質(zhì)處理 Na或Na鹽存在的問題：與水反應(yīng)生成氫氣，使得鑄件產(chǎn)生皮下氣泡 2增加粘度，阻礙氣泡和夾雜的排除3.Na有效變質(zhì)時間短（4060min 其他變質(zhì)劑：Sr (0.020.06%)：延長有效時間RE (1%)Sb (0.10.5%)：大大延長變質(zhì)時間 Bi (0.20.25)過共晶Al-Si合金的變質(zhì)(細化初晶Si) 加變質(zhì)元素P，增加AlP異質(zhì)核心的作用加As(砷)，生成AlAs，作用類似 超聲波振動結(jié)晶 急冷 低溫鑄造 高壓鑄造8 固溶體：是指溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格

7、中而仍保持溶劑類型的合金相。這種相稱為固溶體。工業(yè)上所使用的金屬材料，絕大部分是以固溶體為基體的，有的甚至完全由固溶體所組成。 9 固溶體分成置換式固溶體和間隙式固溶體兩大類。置換式固溶體溶質(zhì)原子處于溶劑原子的位置上，即置換了溶劑原子，如黃銅中，鋅置換了銅原子；間隙式固溶體是溶質(zhì)原子處于溶劑原子的間隙處，如鐵中，碳原子處在鐵原子排列的間隙處. 10 淬火：將鋼件加熱到奧氏體化溫度并保持一定時間，然后以大于臨界冷卻速度冷卻，以獲得非擴散型轉(zhuǎn)變組織，如馬氏體、貝氏體和奧氏體等的熱處理工藝。11 含銅量對Al-Cu二元合金力學性能的影響1.含銅量在5.0%6.0%，抗拉強度最大，伸長率降低。6%時兩

8、者均急劇下降 2.含銅量在4.0%6.0%，鑄造性能差（熱裂傾向大，收縮率大，共晶體中CuAl2在熔點附件塑性很低，收縮時易拉裂3.含銅量提高，力學性能降低，固溶體與CuAl2間電位差較大，耐腐蝕性不好。 4.銅鋁二元合金鑄造性能差，應(yīng)用不廣，可加入Mn、Ti、Ni、Cd、Ce（鈰）等元素獲得高強度和耐熱合金。 12 含Ti量對合金性能的影響少量Ti可使組織細化，成分分不均勻，提高強化效果，0.2%0.25%最佳，過多產(chǎn)生Ti的偏析13 雜質(zhì)對合金性能的影響 控制雜質(zhì)含量 硅影響最大14 高強度合金特點：1.材料純度高。多采用高純鋁配制，雜質(zhì)鐵、硅含量控制嚴2.加入有益微量元素15 耐熱鑄造鋁

9、合金 是指在高溫下有足夠的抗氧化性和在溫度和載荷(動態(tài)和靜態(tài))的長時間作用下，具有抗塑性變形(蠕變)和破壞能力及導熱性好和密度低等特點。16 鑄造耐熱鋁合金的耐熱性影響因素1.固溶體化學成分固溶體化學組成愈復(fù)雜，組織結(jié)構(gòu)愈穩(wěn)定，合金的耐熱性愈好2.第二相性質(zhì) 第二相的熱穩(wěn)定性愈高，晶粒愈細，沿晶界分布的彌散相愈高，則愈能阻滯固溶體在高溫下的變形，合金的耐熱性就越好17 提高鑄造耐熱鋁合金耐熱性的途徑：1.固溶體強化 耐熱溫度高低取決于原子鍵結(jié)合的強度，在合金中添加合適的元素，可以大大提高原子鍵結(jié)合強度，提高耐熱性。多元合金較二元合金原子鍵結(jié)合強度大2.第二相性質(zhì) 第二相即熱處理過程中的析出相。

10、析出相化學組成和晶格結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，和固溶體結(jié)構(gòu)組成差別越大，形成新相得擴散越慢，高溫下溶解度變化越小，合金抗熱和蠕變能力越高3.第二相得形狀和分布游離片狀或多面體、球體對基體變形阻礙作用小，沒有強化作用。形狀復(fù)雜、熱穩(wěn)定性好、在晶界上形成封閉的網(wǎng)狀或骨架狀分布的第二相對耐熱性較好.晶界性質(zhì)、晶粒大小和加入微量元素的 元素沿晶界形成網(wǎng)膜可提高晶界強度和抗蠕變能力，使晶間裂紋不易發(fā)展。某元素分布在晶粒內(nèi)部能強化固溶體和提高再結(jié)晶 均勻固溶體單相合金，晶粒大耐熱性高。有第二相的多相合金，晶粒愈細，耐熱性越高18 合金元素對鋁鎂合金的影響1、Si a硅是ZL301（鎂含量較高）的有害雜質(zhì)，但1%左右的硅

11、可改善ZL301的鑄造性能 b在含鎂量較少（5%）的ZL303，Si會使其室溫力學性能降低，但會提高高溫力學性能c硅的存在對合金的耐蝕性能影響不大19 、鎂及鎂合金的特性a比重輕 鎂(1.74) 鋁(2.70) 鐵(7.87)；b比強度和比剛度 比鋁、鋼高；c良好的阻尼減震性能；d優(yōu)良的導電、導熱性能；e良好的電磁屏蔽性能；f良好的機加工性能；g廢料易回收重復(fù)使用；20 鎂合金分類1鎂合金一般按三種分類方式：化學成分、成形工藝和是否含Zr。a化學成分：二元、三元和多元，一般將Mg與其中最主要元素歸為不同二元系(如Mg-Al、Mg-RE等)；b成形工藝：變形鎂合金和鑄造鎂合金(砂型、金屬型、擠壓

12、、低壓、高壓、熔模)；c是否含鋯：含鋯和不含鋯(Zr主要作用是細化晶粒)21 鎂及鎂合金的耐腐蝕技術(shù) 提高鎂合金耐蝕性能：a提高鎂及鎂合金的純度；b 添加新合金化元素開發(fā)新合金；c表面保護；化學處理、陽極氧化、有機物涂層、電鍍d 采用新工藝和新技術(shù)；快速凝固技術(shù)、離子注入激光表面熔覆22 銅合金的優(yōu)點及其分類 1. 優(yōu)點： 較高的力學性能、耐磨性能，很高的導熱性和導電性，抗腐蝕性能好 2.分類： 青銅：不以鋅為主加元素的統(tǒng)稱為青銅，按主加元素不同分為錫青銅、鋁青銅、鉛青銅、鈹青銅等。黃銅：以鋅為主加元素的稱為黃銅，按第二種合金元素的不同分為錳黃銅、鋁黃銅、硅黃銅、鉛黃銅23 銅錫二元合金的性能

13、及工藝特點a力學性能：取決于組織中+ 共析體比例，含錫量及冷卻速度決定，含錫5%10%最佳b結(jié)晶溫度寬，形成縮松，儲存潤滑油（耐磨件有利），可退火改善。c糊狀凝固，線收縮，易熱裂d錫不易氧化，不易蒸發(fā)，不需擋渣系統(tǒng)，不用底鑄e線收縮率是銅合金中最小的，冷裂傾向小，適用鑄造形狀復(fù)雜的鑄件或工藝品f反偏析：鑄件表面會滲出灰白色顆粒狀富錫分泌物，俗稱“冒錫汗”24 防止反偏析的工藝措施1.放置冷鐵（金屬激冷物），提高冷卻速度，出現(xiàn)層狀凝固;2.調(diào)整化學成分，如加入鋅，縮小結(jié)晶溫度范圍；3.采取有效地精煉除氣措施，減少合金中的含氣量25 ZCuSn5Pb5Zn5錫青銅（Sn，Pb，Zn46） 鉛的作用

14、：自潤滑，降低摩擦系數(shù)，提高耐磨性；有助于消除顯微縮松，提高耐水壓性能；改善切削加工性能含鉛量上限為6%，太高力學性能明顯下降26 鋁青銅性能特點a力學性能： 取決于鋁含量，6%伸長率最高，11%強度最高，一般控制在911%b抗腐蝕性能：表面有一層致密的Al2O3惰性保護膜，在海水、氯鹽及酸性介質(zhì)中有良好的抗腐蝕性。但不能出現(xiàn)2相（陽極），可加4%左右的鎳擴大相，消除2相c鑄造性能：結(jié)晶溫度范圍小，流動性好，鑄件組織致密，壁厚效應(yīng)小。凝固時體收縮率較大，易形成集中性大縮孔，需嚴格控制順序凝固（冷鐵）27 鋁青銅的緩冷脆性鋁青銅的特有缺陷，即在緩慢冷卻的條件下，共析 +2（586）的產(chǎn)物2呈網(wǎng)狀

15、在相晶上析出，形成隔離晶體聯(lián)結(jié)的脆性硬殼，使合金發(fā)脆，即“緩冷脆性”，也稱為“自動退火脆性”28 消除緩冷特性的工藝措a施加入鐵、錳等合金，增加相穩(wěn)定性；b加入鎳擴大相區(qū)，消除相；c提高冷卻速度29 黃銅優(yōu)缺點結(jié)晶溫度范圍小，充型能力強，鋅沸點低可除氣，因而鑄造性能好，力學性能比錫青銅高應(yīng)用廣泛缺點：脫鋅腐蝕。形成微電池，陽極相（富鋅相）腐蝕，剩下相（銅）骨架30 性能a力學性能1.與鋅含量有關(guān)，32%為單相組織（銅為基的固溶體），面心立方晶格，塑性好；2.30%左右伸長率最大，繼續(xù)增加含量，伸長率下降；3.32%39%出現(xiàn)相（CuZn為基的固溶體），體心立方晶格，強度硬度高；4.室溫下至45

16、%出現(xiàn)峰值，超過此含量后強度、伸長率均劇烈下降b鑄造性能1.結(jié)晶溫度范圍小，流動性好，熔化溫度比錫青銅低；2.鋅本身是脫氧劑，不用脫氧，鑄造工藝簡單；3.含鋅40%的黃銅沸點只有1050，低于熔煉溫度，能帶走銅液中的氣體和夾雜；4. 收縮率較大，易形成縮孔，應(yīng)設(shè)計大的冒口和冷鐵31 提高鑄造黃銅性能的途徑1.合金化 加入鋁、錳、硅、鉛、鎳等合金，通過固溶強化相和相，在保留良好鑄造性能的同時，提高力學性能抗腐蝕性能和切削性能等；2.細化晶粒 加入鐵活微量硼、釩、鋯等元素，細化晶粒，提高力學性能，改善鑄造性能3.提高合金純度 嚴格控制雜質(zhì)鉍、硫等含量（形成低熔點相），可加入鈰鈣鋰等改善32 鋅鋁合

17、金的類型a按鑄造方法分，可分為壓鑄合金和重力鑄造合金兩大類；b按用途來分，可分為儀表用合金、阻尼合金、模具合金及零件耐磨合金等。33 鋅鋁合金的使用特點：a良好的軸承性能，具有較低的摩擦系數(shù)、較高的承載能力和較高的耐磨性b成本低、能耗少及污染小，鋅鋁鑄造合金的生產(chǎn)成本僅為銅合金的1/3c生產(chǎn)周期短，鋅金屬熔化潛熱比鋁低，傳遞到模具上的熱量少d機加工性能好e表面質(zhì)量優(yōu)越，可經(jīng)受各種防腐裝飾處理f良好的耐腐蝕性g較高的導電導熱性，與銅、鋁合金基本相同h良好的鑄造成型性能，可鑄造較薄的鑄件i非磁性及非火花性，可制造抗干擾零件j良好的電磁性及無線電屏蔽性34 鋅鋁合金的結(jié)晶特點a合金含鋁量的不同出現(xiàn)共

18、晶、包晶及勻晶反應(yīng)b出現(xiàn)固相、及其他相c固態(tài)相變：共析轉(zhuǎn)變、脫溶反應(yīng)、調(diào)幅分解35 合金元素的作用a Cu：1.提高合金抗拉強度、硬度，2.提高合金韌性(Cu%=2% 3.過高會增加熱裂傾向b,Mg：1.少量鎂提高屈服強度、抗拉強度、硬度(0.01%)2.降低韌性、塑性 降低蠕變趨勢 提高抗晶間腐蝕 提高耐磨性過高 提高熱裂傾向出現(xiàn)明顯屈服點c.Mn：稍提高合金屈服強度、抗拉強度，其他無明顯影響d.Si：使等軸枝晶變?yōu)槿∠虻臉渲钪г诘虯l合金中出現(xiàn)塊狀Si相e雜質(zhì)元素鉛和錫：降低抗拉強度、沖擊韌性及伸長率鐵含量大于0.2%降低伸長率36 鈦合金的特點a優(yōu)點 比強度高 抗蝕性好(海水、氨介質(zhì)

19、) 耐熱性較好(400500 oC) 我國Ti資源豐富 b 缺點 制取工藝復(fù)雜 價格昂貴37 鈦的合金化1.a穩(wěn)定元素為了衡量a穩(wěn)定元素 在鈦合金中穩(wěn)定a相的程度，提出了鋁當量的概念2. 中性元素定義：對Ti的b轉(zhuǎn)變溫度影響不明顯的元素特征：a一般在a、b兩相中均有較大的溶解度，甚至形成無限固溶體(Zr)bSn、Ce、La、Mg等也屬中性元素c也能對a相起到強化作用，同時降低塑性，但影響不如Al大dCe、La等稀土元素可起到細化晶粒、提高熱穩(wěn)定性、提高高溫抗拉強度的作用。3.b穩(wěn)定元素 定義：降低Ti的b轉(zhuǎn)變溫度的元素 特征：又可分為b同晶穩(wěn)定元素和b共析穩(wěn)定元素b同晶穩(wěn)定元素與b-Ti晶格類

20、似，能與其形成無限置換互溶，而在a-Ti中有限互溶b共析穩(wěn)定元素在a和b-Ti中均為有限固溶，但在b-Ti中溶解度較大，與Ti形成具有共析反應(yīng)的相圖，這類元素又可分為慢共析和快共析兩種。38 馬氏體相變原理：鈦或鈦合金中的相在快冷時原子來不及通過擴散轉(zhuǎn)變成平衡相，只能通過切變方式近程遷移，形成穩(wěn)定元素過飽和的固溶體，實質(zhì)上也是同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。特征：表面出現(xiàn)浮凸 39 馬氏體力學性能 由于鈦合金中馬氏體是置換型固溶體，只有較小強化作用，另外， 嚴重降低屈服強度。40 相變1. 淬火相變 位于Ck附近的合金從相區(qū)淬火后可轉(zhuǎn)變?yōu)橄?，相與相共格，為à轉(zhuǎn)變的中間過渡相。b晶型特征：合金元素含量較

21、低時為六方結(jié)構(gòu)；合金元素增加變?yōu)榱夥骄?。c相變特征：無擴散轉(zhuǎn)變，無表面浮凸。d組織形態(tài)：相離子尺寸很小且高度彌散分布。 2. 等溫相變淬火后形成的亞穩(wěn)相在550以下等溫(回火或時效)可轉(zhuǎn)變?yōu)橄?等溫相)。b相變特征：形核為切變方式，長大為擴散方式。c組織形態(tài)：橢球形或立方體形。力學性能：一種硬脆相，使得合金硬度、強度和彈性模量升高，但降低塑性(>80%無宏觀塑性)，50%時有較好強塑性配合。41 +鈦合金的基本組織類型與性能a魏氏組織 獲得條件：變形開始和終了溫度都在相區(qū)，變形量較小(<50%)；將合金加熱到相區(qū)再緩慢冷卻。組織特征：粗大的原始晶粒；晶界；晶內(nèi)片狀束，取向不一；晶

22、界寬度和晶內(nèi)束尺寸均受冷速影響。b網(wǎng)籃組織 獲得條件：變形在轉(zhuǎn)變溫度附近，或在相區(qū)開始變形，在兩相區(qū)終止變形，變形量較大(50%80%)。 組織特征：原始晶界被破壞；出現(xiàn)少量顆粒狀晶界；晶內(nèi)片狀束變短，交錯排列。c雙態(tài)組織獲得條件：在兩相區(qū)上部變形或在兩相區(qū)變形后加熱到兩相區(qū)上部溫度再空冷(板條狀+相+初生相)或淬火(針狀馬氏體+初生相)。組織特征：轉(zhuǎn)變組織為基體；互不相連的初生相(<50%)。d等軸組織 獲得條件：比雙態(tài)組織形變溫度低。 組織特征：初生相(>50%)為基體；一定量的轉(zhuǎn)變組織(溫度過低將不發(fā)生轉(zhuǎn)變)。42 各類組織性能特點：a魏氏組織 拉伸強度較高 塑性最差(晶粒粗

23、大、網(wǎng)狀晶界) 疲勞性能差 斷裂韌性高(晶間斷裂比例小，裂紋擴展路徑曲折) 蠕變抗力及持久強度高(晶粒粗大、次生彌散度)b網(wǎng)籃組織(綜合性能較優(yōu)) 塑性略高于魏氏組織 疲勞性能高于魏氏組織 斷裂韌性較低 極好的高溫持久強度c雙態(tài)組織和等軸組織 較高的疲勞性 較高的塑性 斷裂韌性較差 高溫性能也不如魏氏組織和網(wǎng)籃組織43 初生相對力學性能的影響：a、對強度影響不大；b、斷面收縮率增大；c、疲勞極限提高；d、沖擊韌性略有增加；e、抗蠕變及持久強度降低。其量為1545%綜合性能最佳。 44 軸承合金 軸承的作用：支承軸頸；承受軸的壓力和沖擊；載荷傳遞軸承的分類：滑動軸承(工作平穩(wěn)、承受較大載荷，速度

24、高)；滾動軸承 45 基本性能要求a力學性能 抗擠壓強度 工作溫度范圍內(nèi)的硬度 抗沖擊性能 疲勞強度抗咬合性 定義：發(fā)生干摩擦使軸承金屬軟化而被軸頸表面刮走的現(xiàn)象提高抗咬合性：軸承合金對潤滑油的良好吸附能力；高溫硬度 嵌藏性 鑲嵌掉下的硬質(zhì)點而不致劃傷表面 順應(yīng)性 軸承合金以塑性變形來適應(yīng)軸的方向摩擦性能 耐磨性減磨性(摩擦因數(shù)盡量小) 硬質(zhì)點托起軸頸 硬質(zhì)點減小軸與軸承接觸面積 硬質(zhì)點使?jié)櫥途鶆蚍植?耐腐蝕性 抵抗?jié)櫥椭械挠袡C酸和硫化物的腐蝕作用 導熱性 避免溫升而影響機器正常運轉(zhuǎn)46 比重偏析 密度Sb<Sn，相比重小于相，結(jié)晶時上浮 消除措施：加入Cu出現(xiàn)化合物Cu6Sn5 形

25、成針狀或星狀骨架適量加入Cu(2.56.0%)，否則發(fā)脆47 ZchSnSb11-6合金優(yōu)缺點： <150 oC時有較高強度 磨損小 比重偏析小 導熱性好 線脹系數(shù)小 抗咬合性好 耐腐蝕 塑性較差 疲勞強度較差48 鉛基軸承合金 性能特點a塑性好b疲勞強度較錫基合金高c成本低廉d力學性能較差e耐腐蝕性能較差f常?？刻砑雍辖鹪?Sb、Sn、Cu、Ni、Na、Ca等)來提高綜合性能和使用性能49 鉛鈣鈉系合金三元合金性能特點 1. 高溫強度好；抗咬合性好；抗沖擊性好；2. 氧化傾向嚴重；線脹系數(shù)大；耐蝕性差；3.熔煉工藝復(fù)雜 Mg可減少Ca和Na的燒損，Sn可改善合金與鋼殼的黏結(jié)度。50

26、鋁基軸承合金性能特點：密度??；導熱性好(錫基和鉛基合金的510倍) 力學性能高 高溫硬度 線脹系數(shù)大 抗咬合性差 對軸頸的磨損大 熔煉溫度高，易產(chǎn)生氧化膜 澆鑄工藝復(fù)雜(可采用冷軋工藝直接制備雙金屬帶51 形狀記憶效應(yīng)將材料在一定條件下進行一定限度以內(nèi)的變形后，再對材料施加適當外界條件，材料的變形隨之消失 單程形狀記憶效應(yīng)材料在高溫下制成某種形狀在低溫相時將其任意變形，再加熱時恢復(fù)為高溫相形狀，而重新冷卻時卻不能恢復(fù)低 溫相時的形狀。 雙程形狀記憶效應(yīng)加熱時恢復(fù)高溫相形狀，冷卻時恢復(fù)低溫相形狀，即通過溫度升降自發(fā)可逆地反復(fù)恢復(fù)高低溫相形狀的現(xiàn)象， 或稱為可逆形狀記憶效應(yīng)全程形狀記憶效應(yīng)當加熱時

27、恢復(fù)高溫相形狀，冷卻時變?yōu)樾螤钕嗤∠蛳喾吹母邷叵嘈螤畹默F(xiàn)象。只能在 富鎳的Ti- Ni合金中出現(xiàn)。 52 熱彈性熱力學的化學自由能減少與彈性的非化學自由能增加之和達到某一極小值便停止長大，這種熱效應(yīng)和彈性效應(yīng)之間的平衡狀態(tài)就是熱彈性。偽彈性或超彈性當合金受拉力，由母相經(jīng)應(yīng)力誘發(fā)發(fā)生相變，形成馬氏體；當去除應(yīng)力后，部分應(yīng)變因應(yīng)力誘發(fā)馬氏體逆相變?yōu)槟赶喽貜?fù)，稱為偽彈性；當應(yīng)變?nèi)炕貜?fù)時稱為超彈性。53 形狀記憶合金性能特點 優(yōu)點：制造加工容易，價格便宜，具有良好的記憶 性能，相變點可在一定溫度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，不同成分的Cu-Zn-A1合金相變溫度不同。缺點：強度較低，穩(wěn)定性及耐疲勞性能差，不具有

28、物相容性。54 時效效應(yīng)：(馬氏體的高溫分解和馬氏體穩(wěn)定化)母相時效：沉淀相析出，起初沉淀過程抑制馬氏體相變使Ms點降低；隨著析出相長大，使母相出現(xiàn)溶質(zhì)原子貧富區(qū)，使Ms點升高或降低，使形狀記憶性能惡化馬氏體狀態(tài)時效：在As以下溫度時效，發(fā)生馬氏體穩(wěn)定化，表現(xiàn)為As、Af升高，逆轉(zhuǎn)變MàP受到抑制；熱彈性馬氏體轉(zhuǎn)變量減少；記憶效應(yīng)惡化。在As以上溫度分級淬火或淬火后上淬可一定程度抑制馬氏體穩(wěn)定化發(fā)生55 馬氏體狀態(tài)時效：在As以下溫度時效，發(fā)生馬氏體穩(wěn)定化，表現(xiàn)為As、Af升高，逆轉(zhuǎn)變MàP受到抑制；熱彈性馬氏體轉(zhuǎn)變量減少；記憶效應(yīng)惡化。在As以上溫度分級淬火或淬火后上淬可

29、一定程度抑制馬氏體穩(wěn)定化發(fā)生5657 鋁合金的強化熱處理原理1.固溶熱處理（俗稱淬火）:將合金加熱到單相固溶體狀態(tài)，并水冷至室溫，獲得過飽和固溶體組織2. 時效強化(時效): 固溶熱處理后的合金在室溫或加熱至一定溫度放置，隨放置時間的延長，因過飽和固溶體不穩(wěn)定而析出細小分散的的過渡相，使強度顯著增高、塑性降低的現(xiàn)象。在室溫進行的時效，稱為自然時效；在加熱條件下進行的時效，稱為人工時效。58 鋁合金時效強化的機理第一階段：形成溶質(zhì)原子Cu的富集區(qū)- GpI區(qū)，隨著GpI區(qū)的形成，將引起固溶體嚴重畸變，使位錯運動受到阻礙。第二階段：隨著時間的延續(xù)，溶質(zhì)原子繼續(xù)向GpI區(qū)擴散富集，并有序化而形成GpI I區(qū)第三階段：溶質(zhì)原子Cu繼續(xù)富集，第二階段形成的”相逐漸達到CuAl2的成分，并部分地與母相固溶體的晶格脫離，形成一種過渡相，隨著 的形成，固溶體的晶格畸變程度減輕，合金趨于軟化 第四階段： 穩(wěn)定的相- CuAl2形成，并與母相固溶體完全脫離聯(lián)系，使固溶體的晶格畸變大為減輕，時效產(chǎn)生的強化效果顯著減弱，合金軟化，這種現(xiàn)象稱為“過時效”。59 含4%Cu的鋁合金 時效硬化規(guī)律(1) 時效溫度越高, 強度峰值越低, 強化效果越小;(2) 時效溫度越高, 時效速度越快, 強度峰值出現(xiàn)所需時間越短;(3)&