文档介绍：第5章 非铁合金及粉末冶金材料
工程材料及其热处理-色
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教学基本要求
,熟练掌握铝合金的分类与选用;
,熟练掌握铜合金的分类与选用;
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§1 铝及铝合金
一、纯铝
纯铝是银白色的金属,熔点(与其纯度有关,ωAl=%时)℃,×103kg/m3,面心立方晶格,无同素异构转变。
纯铝含有Fe、Si、Cu、Zn等元素,使性能略微降低。
铝与大气中氧作用,在表面生成一层Al2O3薄膜,保护内部的材料不受环境侵害。
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牌号有L01、L02、L03、L1、L2、L3、L4、L5等,“L”是“铝”的汉语拼音字头,后面的数字表示顺序号,数字大,则纯度越低。
高纯铝,~%,用于科学研究及制作电容器等;
工业高纯铝,~%,用于制作铝箔、包铝及冶炼铝合金的原料;
工业纯铝,~%,制作电线、电缆、器皿及配制合金。
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分为(铸造)未压力加工产品及(变形)压力加工产品。
按GB/T 8063-1994规定,铸造纯铝牌号由“Z”和铝的化学元素符号及表明铝含量的数字组成,例如ZAl99。5表示ωAl=%的铸造纯铝;
变形铝按GB/T16474-1996规定,其牌号用四位字符体系的方法命名。用1 X X X表示,牌号最后两位数字表示最低铝百分含量X100(质量分数
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X100)后,小数点后面两位数字。牌号第二位的字母表示原始纯铝的改型情况,如字母为A,表示为原始纯铝。
例如,牌号1A30的变形铝表示ωAl =%的原始纯铝, 其他字母,为原始纯铝的改型。
按GB/T 3190-1996规定,我国变形铝的牌号有1A50、1A30等。
高纯铝的牌号有1A99、1A97、1A93、1A90、1A85等。
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工业纯铝的Rm=90~120MPa,硬度24~32HBW,纯铝因其强度较低,不宜用来制造承受载荷的结构零件。
延伸率A=32~40%,断面收缩率Z=70~90%, 高!适宜压力加工型材,铝资源丰富,成本相对低。
二、铝合金及其强化处理
若在铝中加入适量的硅、铜、镁、锰等元素,配制成铝合金,可得到较高强度的铝合金。
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铝合金不仅可以通过冷变形强化的方法提高其强度,大多数铝合金还是可以像钢铁一样借助于热处理—“时效硬化”的方法进行强化。
目前工业上使用的某些铝合金强度已高达600MPa以上,且仍保持着密度小、耐蚀性好的持点。制造承受较大载荷的机器零件和构件,铝合金能胜任!
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合金元素加入纯铝中后,形成铝基固溶体,导致晶格发生畸变,增加了位错运动的阻力,由此提高铝的强度。
合元的固溶强化能力同其本身的性质及固溶度有关,在简单的二元合金中,如Al-Zn、Al-Ag合金系,组元间常有相似的物理化学和原子尺寸,固溶体晶格畸变程度低,导致固溶强化效果不高。
因此,铝的强化不能单纯依靠合金元素的固溶强化作用。
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时效强化又称为沉淀强化,是强化铝合金的重要手段。
所谓时效,是指类似于淬火的固溶处理后在室温或者较高的环境温度下,随着停留时间的延长其强度、硬度升高,塑性和韧性下降的现象。
一般把合金在室温放置过程中发生的时效称为自然时效;而把合金在加热条件下发生的时效称为人工时效。
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