材料概论 Ⅱ(1)

1、第一节第一节 合金元素在钢中的作用合金元素在钢中的作用第二节第二节 低合金高强度钢低合金高强度钢第三节第三节 合金结构钢合金结构钢第四节第四节 合金工具钢合金工具钢第五节第五节 不锈钢与耐热钢不锈钢与耐热钢第六节第六节 铸铁铸铁第七节第七节 铝合金铝合金第八节第八节 钛合金钛合金第九节第九节 铜合金铜合金碳钢的主要缺点：碳钢的主要缺点：淬透性低强度和屈强比低回火稳定性差不能满足耐热性、耐磨性、耐蚀性等特殊性能要求碳钢有意识的加入合金元素有意识的加入合金元素合金钢第一节第一节 合金元素在钢中的作用合金元素在钢中的作用(合金化原理合金化原理)一、合金元素对钢平衡组织与性能的影响一、合金元素对钢平衡

2、组织与性能的影响 钢中常加入的合金元素钢中常加入的合金元素 Ti、Zr、Nb、V ， W、Mo、Cr ， Mn、Fe 强强K形成元素形成元素 中强中强K形成元素形成元素 弱弱K形成元素形成元素 Al、Si、Ni、N、Co、Re 非非K形成元素形成元素1.合金元素在钢中的分布合金元素在钢中的分布K形成元素，强形成元素，强，碳化物稳定性，碳化物稳定性，熔点，熔点，硬度，硬度，溶入，溶入A中难易程度中难易程度，聚集长大倾向，聚集长大倾向 形成合金铁素体形成合金铁素体，大多数大多数Me可溶入可溶入F合金合金F 固溶强化固溶强化强化强化F合金渗碳体合金渗碳体 通式：通式：( (Fe,Me)Fe,Me)3

3、 3C C 例如：例如：( (FeFe，MnMn) )3 3C (Fe,Cr)C (Fe,Cr)3 3C (Fe,W)C (Fe,W)3 3C C 钢的硬度、强度和耐磨性。钢的硬度、强度和耐磨性。特殊碳化物特殊碳化物 VC WC VC WC r r2323C C6 6、 简单晶格（简单晶格（间隙相间隙相） 复杂晶格复杂晶格（间隙化合物间隙化合物） 钢的硬度、强度和耐磨性钢的硬度、强度和耐磨性弥散强化弥散强化形成合金碳化物形成合金碳化物形成金属间化合物形成金属间化合物 如：Ni3Al Ni3Ti， Ni3Mo FeTi， FeCr （） 强化相微量元素偏聚于晶界微量元素偏聚于晶界 如：As、Sb

4、、Sn等，造成高温回火脆性1. 扩大扩大相区元素相区元素（使（使A3 、A4 ）：）：Mn、Ni、Co 、 C、N、Cu等，使等，使S、E点向左下方移动点向左下方移动 。2. 缩小缩小相区元素相区元素（使（使A3 、A4 ）：）：Cr、V，Mo、W、Ti、Si、Al等，使等，使S、E点向左上方移动点向左上方移动 。Me对对相图相图S、E点的影响点的影响二、合金元素对钢不平衡组织和性能的影响二、合金元素对钢不平衡组织和性能的影响1.对对C曲线及组织的影响曲线及组织的影响 确定钢在非平衡冷却条件下的组织应根据确定钢在非平衡冷却条件下的组织应根据C C曲线和曲线和CCTCCT曲线，曲线，合金元素通过

5、影响合金元素通过影响C C曲线和曲线和CCTCCT曲线，曲线，近而近而影响钢的组织和性能影响钢的组织和性能2. 对钢性能的影响对钢性能的影响淬透性淬透性 除除Co外，所有溶入奥氏体的合金元素外，所有溶入奥氏体的合金元素均使过冷均使过冷A转变曲线转变曲线C（CCT）曲线右移）曲线右移,降低降低VKC，增加增加钢钢的淬透性。的淬透性。 回火稳定性回火稳定性指淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力。指淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力。 合金钢回火后综合性能优于碳钢：回火到相同温度，合合金钢回火后综合性能优于碳钢：回火到相同温度，合金钢的强度、硬度较高；在相同回火硬度的条件下，合金钢金钢的强度、硬度

6、较高；在相同回火硬度的条件下，合金钢的韧性较高。的韧性较高。回火稳定性回火稳定性回火稳定性的原因回火稳定性的原因 Me阻碍原子扩散阻碍原子扩散推迟回火转变推迟回火转变二次硬化二次硬化若钢中若钢中Cr、W、Mo、V等较强碳化物形成等较强碳化物形成元素含量较多时，在元素含量较多时，在400以上回火时还会弥散析出特殊碳化以上回火时还会弥散析出特殊碳化物物(如如VC、Mo2C、W2C等等)，使硬度重新升高，直至，使硬度重新升高，直至500600硬度达到最高值，出现所谓的二次硬化现象。硬度达到最高值，出现所谓的二次硬化现象。获得碳钢所不具备的特殊性能获得碳钢所不具备的特殊性能不锈钢、耐热钢、耐磨钢等特殊

7、性能钢不锈钢、耐热钢、耐磨钢等特殊性能钢钢的分类钢的分类 1. 按化学成分不同，分为碳钢和合金钢按化学成分不同，分为碳钢和合金钢 碳碳 钢钢: 低碳钢（wC0.25%） 中碳钢（wC0.250.60%） 高碳钢（wC0.60%）； 合金钢合金钢: 低合金钢（wMe5%） 中合金钢（wMe5%10% ） 高合金钢（wMe10%）。 钢的分类及编号钢的分类及编号2. 按钢的质量等级按钢的质量等级 普通钢普通钢(WS0.0350.050%、WP 0.0350.045%) 优质钢优质钢(WS0.035%、WP 0.035%) 高级优质钢高级优质钢(WS0.025%、WP 0.025%) 。3. 按钢的

8、主要用途按钢的主要用途 结构钢（工程构件用钢和机器零件用钢）结构钢（工程构件用钢和机器零件用钢） 工具钢（刃具钢、模具钢及量具钢）工具钢（刃具钢、模具钢及量具钢） 特殊性能钢（不锈钢、耐热钢及耐磨钢）特殊性能钢（不锈钢、耐热钢及耐磨钢） 编号原则编号原则 中国钢号的编号，根据中国钢号的编号，根据GB221-1979规定，由三规定，由三部分相结合组成：部分相结合组成：化学元素符号化学元素符号，用以表示钢中，用以表示钢中所含化学元素种类（采用国际化学元素符号）；所含化学元素种类（采用国际化学元素符号）；汉语拼音字母汉语拼音字母，用以表示产品的名称、用途、冶炼，用以表示产品的名称、用途、冶炼方法等特

9、点，常采用的缩写字母及含义见表方法等特点，常采用的缩写字母及含义见表10.3；阿拉伯数字阿拉伯数字，用以表示钢中主要化学元素含量，用以表示钢中主要化学元素含量（质量百分数）或产品的主要性能参数或代号。（质量百分数）或产品的主要性能参数或代号。l 理清思路理清思路,紧紧围绕主线索来识记此部分内容紧紧围绕主线索来识记此部分内容。l典型钢号典型钢号钢的类别（按用途分类）钢的类别（按用途分类）典型用途典型用途主要性能要求主要性能要求化学成分特点（碳含量，合金化学成分特点（碳含量，合金元素的作用）元素的作用）最终热处理工艺及相应组织最终热处理工艺及相应组织l 结构钢结构钢l编号原则编号原则l 普通质量的

10、结构钢普通质量的结构钢: Q+数字数字(+质量等级质量等级+脱氧方法脱氧方法)l 优质结构钢优质结构钢 ：两位数字：两位数字+元素符号元素符号+数字数字l 含碳量（万分之一）含碳量（万分之一） Me含量含量lMe的主要作用的主要作用：l 主加元素主加元素 Cr、Mn、Ni、Sil 提高淬透性，强化提高淬透性，强化Fl 辅加元素辅加元素 W、Mo、V、Til 细化晶粒，进一步提高淬透性细化晶粒，进一步提高淬透性l 工作条件、常见的失效形式以及主要性能要求工作条件、常见的失效形式以及主要性能要求l 此类构件一般不做相对运动，长期承受静载荷作用；有一定使此类构件一般不做相对运动，长期承受静载荷作用；

11、有一定使用温度要求（如锅炉的使用温度可达用温度要求（如锅炉的使用温度可达250以上，而桥梁可在以上，而桥梁可在-30-50寒冷的低温条件下使用）；通常暴露在野外大气或海水寒冷的低温条件下使用）；通常暴露在野外大气或海水浸蚀条件下服役；在成型过程中经受剧烈的冷变形，如冷弯、冲压、浸蚀条件下服役；在成型过程中经受剧烈的冷变形，如冷弯、冲压、剪切，经焊接而成等。剪切，经焊接而成等。l 常见的失效形式有在生产成型过程中钢板发生破裂，或钢板成常见的失效形式有在生产成型过程中钢板发生破裂，或钢板成型焊接过程中由于热影响区产生裂纹而失效，在严寒的天气下使用型焊接过程中由于热影响区产生裂纹而失效，在严寒的天气

12、下使用时船体或桥梁发生断裂等时船体或桥梁发生断裂等 。l 在首先满足良好的冷变形性与可焊性等工艺性能前提下，要求在首先满足良好的冷变形性与可焊性等工艺性能前提下，要求有较高的屈服强度、抗拉强度、良好的塑、韧性，以保证工程结构有较高的屈服强度、抗拉强度、良好的塑、韧性，以保证工程结构的可靠性；较低的韧脆转变温度（的可靠性；较低的韧脆转变温度（TK）和较好的耐大气或海水腐蚀）和较好的耐大气或海水腐蚀性，以适应工作环境的要求等性，以适应工作环境的要求等 。l典型钢号典型钢号Q235：易于冶炼、工艺性能好、价格易于冶炼、工艺性能好、价格低廉，工程上用量很大，约占钢总产量的低廉，工程上用量很大，约占钢总

13、产量的70%80%，一般不经热处理强化，大多以热轧，一般不经热处理强化，大多以热轧成品供货。成品供货。典型钢号典型钢号16Mn（Q345）， 具有较高的强度、良好的塑具有较高的强度、良好的塑性和低温韧性及焊接性，是我国性和低温韧性及焊接性，是我国此类钢中产量最多、用途极广的此类钢中产量最多、用途极广的钢 种 ； 其 中钢 种 ； 其 中 M n 含 量 为含 量 为1.2%1.6%，其作用有：固溶强，其作用有：固溶强化；细化化；细化F晶粒，降低晶粒，降低TK温度；温度；增加增加P数量。它广泛用于制造钢数量。它广泛用于制造钢筋、建筑钢结构，桥梁、船体、筋、建筑钢结构，桥梁、船体、车辆、容器等；热

14、轧空冷或正火车辆、容器等；热轧空冷或正火态下使用，相应组织为态下使用，相应组织为F+P（S）。）。l 机械结构用钢系指用以制造各种机器零件的机械结构用钢系指用以制造各种机器零件的钢种，例如轴类、齿轮、紧固件、轴承和高强度钢种，例如轴类、齿轮、紧固件、轴承和高强度结构等，广泛应用在汽车、拖拉机、机床、工程结构等，广泛应用在汽车、拖拉机、机床、工程机械、电站设备、飞机及火箭等装置上。机械、电站设备、飞机及火箭等装置上。 l1. 工作条件与性能要求工作条件与性能要求l2. 淬透性淬透性l3.机器零件用钢机器零件用钢的分类的分类l1.1.工作条件与性能要求工作条件与性能要求l 主要承受拉、压、弯、扭、

15、冲击、疲劳应力，且往主要承受拉、压、弯、扭、冲击、疲劳应力，且往往是几种载荷同时作用。可以是恒载或变载，作用力的往是几种载荷同时作用。可以是恒载或变载，作用力的方向是单向或反复的。工作环境是大气、水和润滑油，方向是单向或反复的。工作环境是大气、水和润滑油，温度在温度在-50+100范围之间。范围之间。l 一般机械零件的主要失效形式是变形和断裂。为保一般机械零件的主要失效形式是变形和断裂。为保证机械零件正常工作，必须要求有良好的力学性能，如证机械零件正常工作，必须要求有良好的力学性能，如足够高的强度、塑性、冲击韧度和疲劳强度等。足够高的强度、塑性、冲击韧度和疲劳强度等。l 很显然，欲满足机械结构

16、用钢的性能要求，必须对很显然，欲满足机械结构用钢的性能要求，必须对其进行热处理强化，才能充分发挥钢材的性能潜力。其进行热处理强化，才能充分发挥钢材的性能潜力。M相变及随后的回火转变综合应用了固溶强化、沉淀强化、相变及随后的回火转变综合应用了固溶强化、沉淀强化、细晶强化和相变强化的机理，是最重要、最经济的强化细晶强化和相变强化的机理，是最重要、最经济的强化手段手段。l2. 淬透性淬透性l 淬透性对机械结构用钢具有十分重要的意义。淬透性对机械结构用钢具有十分重要的意义。淬透的钢可获得高强度、高屈强比、高疲劳强度淬透的钢可获得高强度、高屈强比、高疲劳强度和高冲击韧度，以及低的韧脆转折温度（和高冲击韧

17、度，以及低的韧脆转折温度（TK）。）。钢中合金元素可明显提高钢的淬透性。对淬透性钢中合金元素可明显提高钢的淬透性。对淬透性要求不高的合金结构钢，才采用单一的合金元素要求不高的合金结构钢，才采用单一的合金元素合金化方案；要求较高淬透性者均采用多元少量合金化方案；要求较高淬透性者均采用多元少量的合金元素综合合金化方法。的合金元素综合合金化方法。l 按热处理工艺特点和用途不同，将其分为调按热处理工艺特点和用途不同，将其分为调质钢、表面硬化钢（渗碳钢、渗氮钢）、超高强质钢、表面硬化钢（渗碳钢、渗氮钢）、超高强度钢、弹簧钢、滚动轴承钢及易切削钢等。度钢、弹簧钢、滚动轴承钢及易切削钢等。P392 例题例题

18、调质钢调质钢P388 例题例题滚动轴承钢滚动轴承钢 编号原则编号原则：一位数字一位数字+元素符号元素符号+数字数字 含碳量（千分之一，含碳量（千分之一，1%不标）不标） Me含量含量 工具钢总体特性工具钢总体特性 对结构钢而言，常用力学性能指标对结构钢而言，常用力学性能指标b（s）、）、-1、ak等作为判断该钢在某种工作条件下能否胜任等作为判断该钢在某种工作条件下能否胜任的重要依据；而对工具钢来说，大多是在承受很大局部的重要依据；而对工具钢来说，大多是在承受很大局部压力和磨损条件下工作，用硬度、耐磨性表示该工具对压力和磨损条件下工作，用硬度、耐磨性表示该工具对局部压力和磨损的抗力，其耐磨性取决

19、于马氏体的高硬局部压力和磨损的抗力，其耐磨性取决于马氏体的高硬度及碳化物的性质、数量、形态与分布。度及碳化物的性质、数量、形态与分布。l基本性能要求基本性能要求: 高硬度、高耐磨性高硬度、高耐磨性l化学成分化学成分：高碳：高碳(0.65%)lMe的主要作用的主要作用：l 主加元素主加元素 Cr、 W、Mo、Vl 提高硬度提高硬度 提高耐磨性提高耐磨性l 辅加元素辅加元素 Cr、 Mn、Ni、Sil 提高淬透性，提高回火稳定性提高淬透性，提高回火稳定性锻造及预先热处理锻造及预先热处理 锻造时应采用大的锻造比、反锻造时应采用大的锻造比、反复锻造以获得均匀分布的复锻造以获得均匀分布的K；而；而K的形

20、状和大小则与的形状和大小则与预先热处理预先热处理球化退火工艺密切相关，所以工具钢球化退火工艺密切相关，所以工具钢在淬火前必须进行球化退火以获得细小、均匀、颗在淬火前必须进行球化退火以获得细小、均匀、颗粒状粒状K。 最终热处理最终热处理：淬火：淬火+低温回火低温回火组织组织：细针状细针状M回火回火+ 细小均匀的颗粒状细小均匀的颗粒状K + 少量少量Ar1. 刃具钢刃具钢（1）碳工钢（）碳工钢（T12A）（2）低合金刃具钢（）低合金刃具钢（9SiCr）（3）高速钢（）高速钢（W18Cr4V）2. 冷作模具钢（冷作模具钢（Cr12MoV）3. 热作模具钢（热作模具钢（5CrNiMo、3Cr2W8V）

21、4. 量具钢（量具钢（CrWMn） 特殊性能钢系指具有特殊物理、化学性能特殊性能钢系指具有特殊物理、化学性能的钢。常用的有不锈钢、耐热钢及耐磨钢等。的钢。常用的有不锈钢、耐热钢及耐磨钢等。 l1. 有关金属腐蚀的概念有关金属腐蚀的概念l（1） 金属腐蚀的主要形式（均匀腐蚀，点腐蚀、应金属腐蚀的主要形式（均匀腐蚀，点腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、穿晶腐蚀、腐蚀疲劳等）；力腐蚀、晶间腐蚀、穿晶腐蚀、腐蚀疲劳等）；l（2） 金属腐蚀类型（化学腐蚀、电化学腐蚀）金属腐蚀类型（化学腐蚀、电化学腐蚀）l(1) 化学腐蚀化学腐蚀l钢的高温氧化钢的高温氧化l(2)电化学腐蚀电化学腐蚀l有腐蚀电流产生有腐蚀电流产生

22、l总是电位低的阳总是电位低的阳极金属遭到腐蚀极金属遭到腐蚀(1)形成钝化膜；形成钝化膜；加入加入Cr,Si,Al(2)形成单相组形成单相组织织;Cr,Ni,Mn(3)提高基体的提高基体的电 极 电 位 ；电 极 电 位 ； Cr,Nil（1）马氏体不锈钢）马氏体不锈钢l（如1Cr13，2Cr13，3Cr13，4Cr13）l（2）铁素体不锈钢）铁素体不锈钢l（如1Cr17Ti） l（3） 奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢l（如1Cr18Ni9Ti， 1Cr18Mn8Ni5N ）l（4）F-A型不锈钢型不锈钢（00Cr18Ni5Mo3Si2）l（5）沉淀硬化不锈钢）沉淀硬化不锈钢（0Cr17Ni7Al）l

23、 A不锈钢在不锈钢在400800等温或缓慢冷却时，等温或缓慢冷却时，易产生晶间腐蚀。易产生晶间腐蚀。l原因：原因：沿沿A晶界析出晶界析出r r2323C C6 6l防止方法：防止方法：l（1）降低碳含量）降低碳含量l（2）加入强碳化物形成元素如）加入强碳化物形成元素如Ti、Nb等等1. 有关耐热性的概念有关耐热性的概念 热稳定性（高温抗氧化性）热稳定性（高温抗氧化性） 合金化：合金化： Cr、Al、Si 热强性热强性(高温强度）高温强度） 当当TTR时时, 随随T 、b（s） ； 一定时（一定时（ 2.08%(E)的铁碳合金，杂质的铁碳合金，杂质元素元素 多多 组织上组织上: C主要以游离石墨

24、形式存在，相当主要以游离石墨形式存在，相当于在钢的基体上分布着不同形状、大小和于在钢的基体上分布着不同形状、大小和数量的石墨数量的石墨 钢基体不同形态的钢基体不同形态的G1.铸铁的分类铸铁的分类 根据碳在铸铁中的存在形式分类根据碳在铸铁中的存在形式分类 灰口铸铁灰口铸铁 G 暗灰色暗灰色 白口铸铁白口铸铁 Fe3C 亮白色亮白色 麻口铸铁麻口铸铁 G、 Fe3C 灰、白相间灰、白相间 根据根据G的形态分类的形态分类 普通灰铸铁普通灰铸铁 片状片状G HT 可锻铸铁可锻铸铁 团絮状团絮状G KT 蠕墨铸铁蠕墨铸铁 蠕虫状蠕虫状G RuT 球墨铸铁球墨铸铁 球状球状G QT lG的晶体结构的晶体结

25、构密排面上原子间共价鍵密排面上原子间共价鍵结合，原子间距结合，原子间距0.142nm；密排面间为；密排面间为分子鍵结合，面间距分子鍵结合，面间距0.304nm。lG的力学性能的力学性能l强度强度20MPa，硬度，硬度35HBS,塑、韧性塑、韧性0。G对铸铁的作用对铸铁的作用缺点：缺点： 空洞、裂纹，空洞、裂纹， 应力集中，强度、应力集中，强度、 塑性、韧性塑性、韧性 较低较低优点：优点： 良好的铸造性、良好的铸造性、切削加工性、减摩切削加工性、减摩性、性、 减震性、缺减震性、缺口敏口敏 感性感性1.复线铁碳相图复线铁碳相图Fe-Fe3C 亚稳系亚稳系Fe-G 稳系稳系l液态阶段石墨化液态阶段石

26、墨化 LGl LcAE+ G共晶共晶l Fe3C 3Fe+Gl中间阶段石墨化中间阶段石墨化 AE Gl Fe3C 3Fe+Gl固态阶段石墨化固态阶段石墨化 AS FP+G共析共析l Fe3C共析共析 3Fe+G 化学成分：化学成分： C、Si 冷却速度：冷却速度： 浇注温度，铸型材浇注温度，铸型材料，铸件壁厚料，铸件壁厚 普通灰铸铁普通灰铸铁 严重割裂基体严重割裂基体 强度利用率强度利用率30%50% 可锻铸铁可锻铸铁 减轻了对基体的割裂减轻了对基体的割裂 40%70% 球墨铸铁球墨铸铁 对基体割裂作用最小对基体割裂作用最小 70%90% 铸铁名铸铁名称称典型牌号典型牌号石墨形态石墨形态组织特

27、征组织特征用途用途灰铸铁灰铸铁HT350HT200片状片状F+G片片，P+G片片F+P+G片片床身、机座床身、机座机身、车床卡盘、齿轮机身、车床卡盘、齿轮可锻铸可锻铸铁铁KTH350-10KTZ450-06团絮状团絮状F+G团团P+G团团汽车、拖拉机的前后轮汽车、拖拉机的前后轮壳、制动器、冷暖器接壳、制动器、冷暖器接头头球墨铸球墨铸铁铁QT600-3QT800-2球状球状F+G球球，P+G球球F+P+G球球轴瓦、传动轴、飞轮轴瓦、传动轴、飞轮曲轴、连杆、球磨机齿曲轴、连杆、球磨机齿轮轮蠕墨铸蠕墨铸铁铁RuT420RuT300蠕虫状蠕虫状F+G蠕虫蠕虫F+P+G蠕虫蠕虫活塞环、制动盘、泵体、活塞

28、环、制动盘、泵体、变速器箱体、排气管变速器箱体、排气管1.常用铸铁的分类、牌号、组织与用途常用铸铁的分类、牌号、组织与用途 类型类型种类种类高温高温退火退火低温低温退火去应去应力退力退火火正火正火调调质质等温等温淬火淬火表面表面强化强化灰铸铁灰铸铁850950500500650650表面表面淬火淬火可锻铸铁可锻铸铁9501000球墨铸铁球墨铸铁900950720760900950（840860） 注：表示不能；表示可以。铸铁类别铸铁类别性能性能白口白口铸铁铸铁灰铸铁灰铸铁蠕墨蠕墨铸铁铸铁可锻可锻铸铁铸铁球墨球墨铸铁铸铁抗拉强度抗拉强度-伸长率伸长率-冲击韧度冲击韧度-磨粒磨损磨粒磨损-黏着磨损

29、黏着磨损-减振性能减振性能铸造工艺性能铸造工艺性能-切削加工性能切削加工性能 注：表中注：表中“”“”优，优，“”良，良，“-”一般，一般，“”“”差。差。纯铝的优良特性纯铝的优良特性： 密度小，熔点低密度小，熔点低 导电、导热性好导电、导热性好 铸造性、压力加工性优良铸造性、压力加工性优良 耐蚀性高耐蚀性高缺点缺点： 强度低，强度低，b=50MPa铝合金铝合金：加入加入Me（Cu、Mg、Zn、Mn、Ni等）等） 既保持纯铝的优良特性，同时得到显著强化既保持纯铝的优良特性，同时得到显著强化 有较高的比强度、比刚度，应用广泛有较高的比强度、比刚度，应用广泛铝合金的分类铝合金的分类 不能热处理强化

30、不能热处理强化 防锈铝防锈铝 LF6 形变铝合金形变铝合金 能热处理强化能热处理强化 硬铝硬铝 LY12 超硬铝超硬铝 LC4 锻铝锻铝 LD 铸造铝合金铸造铝合金 铝硅铝硅 ZL101 铝铜铝铜 ZL202 铝镁铝镁 ZL3 铝锌铝锌 ZL4铝合金铝合金一、铝合金的强化一、铝合金的强化（1）热处理强化（时效强化）热处理强化（时效强化）主要强化途径主要强化途径 条件条件：固溶度随温度下降而减小；能析出强化：固溶度随温度下降而减小；能析出强化相。相。 过程过程：固溶处理（淬火）：固溶处理（淬火） + 时效处理（自然时时效处理（自然时效；人工时效）效；人工时效）其它强化方式：其它强化方式：（2）固

31、溶强化）固溶强化 （3）细晶强化）细晶强化 （4）加工硬化（形变强化）加工硬化（形变强化）lAl-4%Cu 缓冷：缓冷： + b =200MPal 固溶处理：固溶处理： 过过 b =250MPal 时效处理时效处理 b =400MPal机理简介机理简介：过过过过+GP区区过过+GP区区（）过过+ 。硬铝合金硬铝合金 Al-Cu-Mg系合金是使用最早，最具代表性的一种系合金是使用最早，最具代表性的一种铝合金，具有高强度、高硬度，故称硬铝，又称杜拉铝铝合金，具有高强度、高硬度，故称硬铝，又称杜拉铝主要强化相有主要强化相有：(CuAl2) (Mg2Al3) S(CuMgAl2) T(CuMg2Al6

32、)按照所含合金元素数量及时效强化效果的不同按照所含合金元素数量及时效强化效果的不同,硬铝可分为硬铝可分为:低合金低合金(低强度低强度)硬铝硬铝(LY1、LY10)淬火后冷态下塑性较好，淬火后冷态下塑性较好， 强度低强度低 铆钉硬铝铆钉硬铝标准标准(中强度中强度)硬铝硬铝(LY11)强化相数量较多，具有中等强度强化相数量较多，具有中等强度 和塑性，用于制作大型铆钉、飞机螺旋桨叶片等重要构件和塑性，用于制作大型铆钉、飞机螺旋桨叶片等重要构件高合金高合金(高强度高强度)硬铝硬铝(LY12、LY6)合金元素含量较高合金元素含量较高, 强化相更多强化相更多, 强度、硬度高，塑性加工能力较低，可以制作航空强度、硬度高，塑性加工能力较低，可以制作航空 模锻件和重要的销轴等模锻件和重要的销轴等（1）简单硅铝明）简单硅铝明（ZL102）成分成分：Wsi=1013%组织组织：粗大共晶组织粗大共晶组织 （变质处理前）（变质处理前）强度、塑性都较差强度、塑性都较差性能性能：铸造性、焊接性好，比重小，并有相当好的抗蚀铸造性、焊接性好，比重小，并有相当好的抗蚀性和耐热性，但不能时效强化，强度较低。性和耐热性，但不能时效强化，强度较低。变质处理后组织为变质处理后组织