铝的基本知识培训课件

铝的基本知识培训教案讲师:2011年9月16日铝及铝合金的基本知识

铝及铝合金的特点

１．密度低。铝的密度约为2.7g/cm2２．塑性高。铝及其合金延展性好，可以通过挤压、轧制或拉拔等压力加工手段制成各种型，板、箔、管和丝材．３．易强化。纯铝的强度并不高，但通过合金和热处理容易使之强化，制造高强度铝合金，其比强度可以与合金钢媲美。

4.导电好,铝的导电性和导热性仅次于银和铜５．耐腐蚀。铝是一个负电性很强的金属，与氧具有极高亲和力。６．易回收。铝的熔融温度较低，约为660℃，碎屑废料容易再生，回收率高，回收的能耗只有冶炼的3%。７．可焊接。铝合金可用TIG或MEG法惰性气体焊接，焊接后力学性能高，耐蚀性好，外观美丽。８．易表面处理。表面处理可进一步提高或改变铝的表面性能。铝及铝合金的命名

四位字符牌号命名的方法

1XXX纯铝（铝含量不小于99．00％）2XXX以铜为主要合金元素的铝合金3XXX以锰为主要合金元素的铝合金4XXX以硅为主要合金元素的铝合金5XXX以镁为主要合金元素的铝合金6XXX以镁和硅为主要合金元素并以Mg2Si相为强化相的铝合金7XXX以锌为主要合金元素的铝合8XXX以其它合金元素为主要合金元素的铝合金9XXX备用合金各类牌号的命名方法纯铝的牌号命名法1XXX组表示纯铝（其中铝合金含量不低于99.00％时为纯铝），牌号的最后两位数字表示最低铝百分含量，牌号的第二位字母表示原始纯铝的改型情况。铝合金的牌号命名法

铝合金的牌号用２XXX～８XXX系列表示。牌号的最后两位数没有特殊意义，仅用来区分同一组中不同的铝合金。牌号第2位的字母为A,则表示原始纯铝,如果是B～Y的其他字母,则表示为原始合金的改型情况。最后两位数没有实际意义,仅为合金的顺序号。铝合金的状态

铝合金的状态可分为：F、O、H、W、T五种状态１．F表示为自由加工状态适用于在成型过程中，对于加工硬化和热处理条件无特殊要求的产品，该状态产品的力学性能不作规定.２．O表示为退火状态适用于经完全退火获得最低强度的加工产品.３．H表示为加工硬化提高强度的产品适用于通过加工硬化提高强度的产品，产品在加工硬化后可经过（也可不经过）使强度有所降低的附加热处理H代号后面必须跟有两位或三位阿拉伯数字４．W表示固溶热处理状态一种不稳定状态，仅适用于经固溶热处理后，室温下自然时效的合金，该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段.５．T表示热处理状态适用于热处理后，经过（或不经过）加工硬化达到稳定状态的产品T代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字.TX细分状态代号说明与应用

TXX及TXXX细分代号说明与应用

力学性能关系图.铝中杂质对性能的影响

铜元素

铝铜合金富铝部分548时，铜在铝中的最大溶解度为5.65%,温度降到302时，铜的溶解度为0.45%。铜是重要的合金元素，有一定的固溶强化效果，此外时效析出的CuAl2有着明显的时效强化效果。铝合金中铜含量通常在2.5%～5%，铜含量在4%~6.8%时强化效果最好，所以大部分硬铝合金的含铜量处于这范围。硅元素

Al—Si合金系富铝部分在共晶温度577

时，硅在

固溶体中的最大溶解度为1.65%。尽管溶解度随温度降低而减少，介这类合金一般是不能热处理强化的。铝硅合金具有极好的铸造性能和抗蚀性。

若镁和硅同时加入铝中形成铝镁硅系合金，强化相为MgSi。镁和硅的质量比为1.73:1。设计Al-Mg-Si系合金成分时，基体上按此比例配置镁和硅的含量。有的Al-Mg-Si合金，为了提高强度，加入适量的铜，同时加入适量的铬以抵消铜对抗蚀性的不利影响。

Al-Mg2Si合金系合金平衡相图富铝部分Mg2Si在铝中的最大溶解度为1.85%，且随温度的降低而减速小。

变形铝合金中，硅单独加入铝中只限于焊接材料，硅加入铝中亦有一定的强化作用。续上镁元素

Al-Mg合金系平衡相图富铝部分尽管溶解度曲线表明，镁在铝中的溶解度随温度下降而大大地变小，但是在大部分工业用变形铝合金中，镁的含量均小于6%，而硅含量也低，这类合金是不能热处理强化的，但是可焊性良好，抗蚀性也好，并有中等强度。

镁对铝的强化是明显的，每增加1%镁，抗拉强度大约升高瞻远34MPa。如果加入1%以下的锰，可能补充强化作用。因此加锰后可降低镁含量，同时可降低热裂倾向，另外锰还可以使Mg5Al8化合物均匀沉淀，改善抗蚀性和焊接性能。锰元素

Al-Mn合金系平平衡相图部分在共晶温度658时，锰在

固溶体中的最大溶解度为1.82%。合金强度随溶解度增加不断增加，锰含量为0.8%时，延伸率达最大值。Al-Mn合金是非时效硬化合金，即不可热处理强化。

锰能阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，并能显著细化再结晶晶粒。再结晶晶粒的细化主要是通过MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用。MnAl6的另一作用是能溶解杂质铁，形成（Fe、Mn）Al6，减小铁的有害影响。

锰是铝合金的重要元素，可以单独加入形成Al-Mn二元合金，更多的是和其它合金元素一同加入，因此大多铝合金中均含有锰。

续上锌元素

Al-Zn合金系平衡相图富铝部分275时锌在铝中的溶解度为31.6%，而在125时其溶解度则下降到5.6%。

锌单独加入铝中，在变形条件下对铝合金强度的提高十分有限，同时存在应力腐蚀开裂、倾向，因而限制了它的应用。

在铝中同时加入锌和镁，形成强化相Mg/Zn2，对合金产生明显的强化作用。Mg/Zn2含量从0.5%提高到12%时，可明显增加抗拉强度和屈服强度。镁的含量超过形成Mg/Zn2相所需超硬铝合金中，锌和镁的比例控制在2.7左右时，应力腐蚀开裂抗力最大。

如在Al-Zn-Mg基础上加入铜元素，形成Al-Zn-Mg-Cu系合金，基强化效果在所有铝合金中最大，也是航天、航空工业、电力工业上的重要的铝合金材料。微量元素的影响

铁和硅

铁在Al-Cu-Mg-Ni-Fe系锻铝合金中，硅在Al-Mg-Si系锻铝中和在Al-Si系焊条及铝硅铸造合金中，均作为合金元素加的，在基它铝合金中，硅和铁是常见的杂质元素，对合金性能有明显的影响。它们主要以FeCl3和游离硅存在。在硅大于铁时，形成β-FeSiAl3(或Fe2Si2Al9)相，而铁大于硅时，形成α-Fe2SiAl8(或Fe3Si2Al12)。当铁和硅比例不当时，会引起铸件产生裂纹，铸铝中铁含量过高时会使铸件产生脆性。钛和硼

钛是铝合金中常用的添加元素，以Al-Ti或Al-Ti-B中间合金形式加入。钛与铝形成TiAl2相，成为结晶时的非自发核心，起细化铸造组织和焊缝组织的作用。Al-Ti系合金产生包反应时，钛的临界含量约为0.15%，如果有硼存在则减速小到0.01%。铬

铬在Al-Mg-Si系、Al-Mg-Zn系、Al-Mg系合金中常见的添加元素。600℃时，铬在铝中溶解度为0.8%，室温时基本上不溶解。铬在铝中形成（CrFe）Al7和（CrMn）Al12等金属间化合物，阻碍再结晶的形核和长大过程，对合金有一定的强化作用，还能改善合金韧性和降低应