《航空工程材料（活頁式）》 課件 9鋁及鋁合金

第6講鋁及其合金目錄123鋁及其合金性能特點鋁合金的分類鋁合金的熱處理4鋁合金的牌號、性能及用途概述在工業(yè)生產(chǎn)中，通常把鐵及其合金稱為黑色金屬，把其他非鐵金屬及其合金稱為有色金屬。

有色金屬及其合金

概述有色金屬的產(chǎn)量和用量不如黑色金屬多，但由于其具有許多優(yōu)良的特性，如特殊的電、磁、熱性能，耐蝕性能及高的比強度(強度與密度之比)等，已成為現(xiàn)代工業(yè)中不可缺少的金屬材料.材料占汽車凈重比AlFe塑料其它橡膠磁材料玻璃聚碳酸酯Ti碳纖維各種材料在先進汽車中占的重量百分比一、鋁及其合金性能特點純鋁具有銀白色金屬光澤，密度小(2.72)，熔點低(660.4℃),導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能優(yōu)良。耐大氣腐蝕，易于加工成形。具有面心立方晶格，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，無磁性。鋁合金制造的機翼一、鋁及其合金性能特點鋁合金既具有高強度又保持純鋁的優(yōu)良特性。鋁合金常加入的元素主要有Cu、Mn、Si、Mg、Zn等，此外還有Cr、Ni、Ti、Zr等輔加元素。

鋁合金型材鋁鑄件二、鋁合金的分類可將鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。變形鋁合金又分為可熱處理強化和不可熱處理強化兩類.鋁合金分類示意圖三、鋁合金的熱處理

并淬火后獲得過飽和的單相固溶體組織的處理。時效是指將過飽和的固溶體加熱到固溶線以下某溫度保溫，以析出彌散強化相的熱處理。

可熱處理強化變形鋁合金的熱處理方法：固溶處理+時效。固溶處理是指將合金加熱到固溶線以上，保溫加熱固溶淬火過飽和時效析出三、鋁合金的熱處理在室溫下進行的時效稱自然時效；在加熱條件下進行的時效稱人工時效。時效強化效果與加熱溫度和保溫時間有關(guān)。

溫度一定時，隨時效時間延長，時效曲線上出現(xiàn)峰值，超過峰值時間，析出相聚集長大，強度下降，為過時效。隨時效溫度提高，峰值強度下降，出現(xiàn)峰值的時間提前。含4%Cu鋁合金的時效曲線時效時間/d時效時間屈服強度時效峰過時效亞時效鋁合金的熱處理四.鋁合金的牌號、性能及用途按GB/T16474-2011規(guī)定，變形鋁及鋁合金的牌號采用四位數(shù)字體系，第一、三、四為阿拉伯?dāng)?shù)字，第二位為英文大寫字母（C\I\L\N\O\P\Q\Z字母除外）。牌號的第一位數(shù)字表示鋁及其合金的組別，如下表所示。除改型合金外，鋁合金組別按主要合金原始（6xxx系按Mg2Si）來確定。鋁及其合金的組別組別牌號系列純鋁（鋁含量不小于99.0%）1xxx以Cu為主要合金元素的鋁合金2xxx以Mn為主要合金元素的鋁合金3xxx以Si為主要合金元素的鋁合金4xxx以Mg為主要合金元素的鋁合金5xxx以Mg、Si為主要合金元素的鋁合金6xxx以Zn為主要合金元素的鋁合金7xxx以其它為主要合金元素的鋁合金8xxx四.鋁合金的牌號、性能及用途

4.1變形鋁合金⑴變形鋁及鋁合金牌號表示方法按GB/T16474-2011規(guī)定，變形鋁合金的牌號用2xxx~8xxx系列表示。牌號的最后兩位數(shù)字沒有特殊意義，僅用來區(qū)分同一組不同的鋁合金。牌號的第二位字母表示原始合金的改型情況。如果牌號第二位字母是A，則表示原始合金；若是B~Y的其他字母，則表示為原始合金的改型合金。變形鋁合金的新舊牌號對照表如教材所示。四.鋁合金的牌號、性能及用途4.1變形鋁合金⑴變形鋁及鋁合金牌號表示方法根據(jù)國標(biāo)規(guī)定，變形鋁及鋁合金可直接引用國際四位數(shù)字體系牌號或采用國標(biāo)規(guī)定的四位字符牌號。全世界鋁的用量百萬噸四.鋁合金的牌號、性能及用途GB3190-82中的舊牌號仍可繼續(xù)使用，表示方法為:

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+序號鋁合金波紋管鋁合金制品鋁是可以回收利用的金屬四.鋁合金的牌號、性能及用途⑵常用變形鋁合金①防銹鋁合金主要是Al-Mn和Al-Mg系合金。Mn和Mg主要作用是衛(wèi)星天線（LF2）

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、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。四.鋁合金的牌號、性能及用途汽化器(熱交換管為LF21)常用的Al-Mn系合金有LF21（3A21），其抗蝕性和強度高于純鋁，用于制造油罐、油箱、管道、鉚釘?shù)刃枰獜澢?、沖壓加工的零件。常用的Al-Mg系合金有LF5（5A05），其密度比純

鋁小，強度比Al-Mn合金高，在航空工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，如制造管道、容器、鉚釘及承受中等載荷的零件。四.鋁合金的牌號、性能及用途②硬鋁合金主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量Mn。可進行時效強化，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。常用硬鋁合金如LY11(2A11)、LY12(2A12)等，用于制造沖壓件、模鍛件和鉚接件，如螺旋槳、梁、鉚釘?shù)?

飛機翼梁(腹板為硬鋁合金)四.鋁合金的牌號、性能及用途③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.飛機主起落架四.鋁合金的牌號、性能及用途④鍛鋁合金Al-Cu-Mg-Si系合金可鍛性好，力學(xué)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(dǎo)風(fēng)輪等.壓氣機葉片Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐熱鍛鋁合金常用牌號有LD7(2A70)、LD8(2A80)、LD9(2A90)等。用于制造150~225℃下工作的零件，如壓氣機葉片、超音速飛機蒙皮等。四.鋁合金的牌號、性能及用途美F-117隱身戰(zhàn)斗機

(所用材料大部分是鋁合金)高比強鋁合金機翼四.鋁合金的牌號、性能及用途4.2鑄造鋁合金包括：Al-Si系：代號為ZL1+兩位數(shù)字順序號Al-Cu系：代號為ZL2+兩位數(shù)字順序號Al-Mg系：代號為ZL3+兩位數(shù)字順序號Al-Zn系：代號為ZL4+兩位數(shù)字順序號⑴Al-Si系鑄造鋁合金又稱硅鋁明。其中ZL102(ZAlSi12)是含12%Si的鋁硅二元合金，稱為簡單硅鋁明.577℃12.7%四.鋁合金的牌號、性能及用途在普通鑄造條件下，ZL102組織幾乎全部為共晶體，由粗針狀的硅晶體和

固溶體組成，強度和塑性都較差。生產(chǎn)上通常用鈉鹽變質(zhì)劑進行變質(zhì)處理，得到細小均勻的共晶體加一次

固溶體組織，以提高性能。未變質(zhì)處理

經(jīng)變質(zhì)處理

ZL102的鑄態(tài)組織四.鋁合金的牌號、性能及用途加入其他合金元素的鋁硅鑄造合金稱復(fù)雜(或特殊)硅鋁明。Al-Si系鑄造鋁合金的鑄造性能好，具有優(yōu)良的耐蝕性、耐熱性和焊接性能。活塞(裙部為鋁硅合金)用于制造飛機、儀表、電動機殼體、汽缸體、風(fēng)機葉片、發(fā)動機活塞等。四.鋁合金的牌號、性能及用途⑵Al-Cu系鑄造鋁合金這類合金的耐熱性好，強度較高；但密度大，鑄造性能、耐蝕性能差，強度低于Al-Si系合金。汽缸頭常用代號有ZL201(ZAlCu5Mn)、ZL203(ZAlCu4)等。主要用于制造在較高溫度下工作的高強零件，如內(nèi)燃機汽缸頭、汽車活塞等。四.鋁合金的牌號、性能及用途⑶Al-Mg系鑄造鋁合金這類合金的耐蝕性好，強度高，密度??；但鑄造性能差,耐熱性低。常用代號為ZL301(ZAlMg10)、ZL303(ZAlMg5Si1)等.主要用于制造外形簡單、承受沖擊載荷、在腐蝕性介質(zhì)下工作的零件，如艦船配件、氨用泵體等。鼓風(fēng)機密封件等(ZL102、301)四.鋁合金的牌號、性能及用途⑷Al-Zn系鑄造鋁合金這類合金的鑄造性能好，強度較高，可自然時效強化；但密度大，耐蝕性較差。大型空壓機活塞(ZL401)常用代號為ZL401(ZAlZn11Si7)、ZL402(ZAlZn6Mg)等.主要用于制造形狀復(fù)雜受力較小的汽車、飛機、儀器零件。四.鋁合金的牌號、性能及用途合金牌號舉例牌號含義性能用途鋁合金LF55號防銹鋁合金耐蝕、塑性好冷成型件LY1111號硬鋁合金強硬度高沖壓模鍛件LC44號超硬鋁合金高強受力大結(jié)構(gòu)件LD77號鍛鋁合金可鍛、耐溫鍛件ZL102