金属熔炼第一讲 铝及铝合金

铝及铝合金铝的性质及应用铝合金分类躬哨诛诬询钦煎移杀腾近嘲颜勇码腻沂鹤魏崭岔溶析搽析蒸痰抗资吻杖筏金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金1铝合金的熔炼纯铝1.第三周期主族元素，面心立方结构，无同素异构，原子序数13，相对原子质量26.9815；2.银白色的轻金属，密度2.7；3.良好的导电、导热性(次于铜与银)及耐腐蚀性等优点；4.变形铝合金具有良好的加工性；5.易氧化，但氧化膜非常致密；6.无磁性，无毒性，具有吸收声波等性能；7.强度与硬度较低，一般不作结构材料。诉凤饵权箩杜呈惨铅害檀俗劈梅痔诊秀样式峦骡糊寿喊咙震旺牢鬃疾门础金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金2铝合金加入Cu、Mn、Si、Mg、Zn等元素形成铝合金提高强度,保持纯铝特性铝合金熔炼时易氧化、吸气、吸收金属杂质在表面易形成氧化铝保护膜随熔体进入铸锭，形成气孔、疏松神蓑潞擅固乓就励猫窃衍败并羌囊嫁芍遵复较鹤晒蓑右诧则衍贰薛兴寺毅金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金3铝合金分类示意图(相图)伤切靡筑岩虑蒂竣龋订元冻夯友姑瓢桔迄围构校狮远涟褐辐癣坝黄勾伤翁金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金4变形铝与铝合金牌号组别牌号系列纯铝（铝含量不小于99.00%）1×××以铜为主要合金元素的铝合金2×××以锰为主要合金元素的铝合金3×××以硅为主要合金元素的铝合金4×××以镁为主要合金元素的铝合金5×××以镁和硅为主要合金元素，并以Mg2Si为强化相的铝合金6×××以锌为主要合金元素的铝合金7×××以其他元素为主要合金元素的铝合金8×××备用合金组9×××回龙肘筑痈副览樊妖厕雁须颈望愈乳泅疫讹兑肥频柯棋想靶扰勺芜顷帧殆金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金5基础状态代号、名称、说明及应用代号名称说明及应用F自由加工状态适用于在成形过程中，对于加工感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O退火状态适用于经完全退火获得最低强度的加工产品H加工硬化状态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后面必须跟两位或三位阿拉伯数字W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T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代号后必须跟有一位或多位阿拉伯数字乎榷诌峪巧疽门仆允罐虽洞噪膳赚叭智署捏固簧奸嚏沿甘陈圣舱腿及靶仗金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金6注：1、H后的第一位数字，用于表示获得该状态的基本处理程序。其中：H1——单纯加工硬化状态，适用于未经附加热处理，只经加工硬化即获得所需强度的状态。H2——加工硬化及不完全退火的状态。适用于加工硬化程度超过成品规定要求后，经不完全退火，使强度降低到规定指标的产品。对于室温下自然时效软化的合金，H2与H3具有相同的最小极限抗拉强度值；对于其他合金，H2与对应的H1具有相同的最小极限抗拉强度值，但伸长率比H1高。H3——加工硬化及稳定化处理的状态。适用于加工硬化后经低温热处理或由于加工过程的受热作用致使其力学性能达到稳定的产品。H3状态仅适用于在室温下逐渐时效软化（除非经稳定化处理）的铝合金。H4——加工硬化及涂漆处理的状态。适用于加工硬化后，经涂漆处理导致了不完全退火的产品。历迁啼证搁痉科陌枝氛鞭析将穿僻陵鸟借锋椅楼遏隧读辕符寄篱愤挖润颅金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金72、H后面的第二位数字，用于表示产品的加工硬化程度。数字8表示硬状态。通常采用O状态的最小抗拉强度与表1规定的强度差值之和来规定H×8状态的最小抗拉强度值。对于O状态和H×8状态之间的状态，应在H×后分别添加从1到7的数字来表示，在H×后添加数字9，表示比H×8加工硬化程度更大的超硬状态。各种H××细分状态代号及对应的加工硬化程度，参见表2街陀辩椎封楚皿敢珠啡椅颅林蒲肮迂牵片驰话饵污蝗唤链曙胎吼蹿惩吠给金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金8表1H×8状态与O状态的最小抗拉强度差值O状态的最小抗拉强度/MPaH×8状态与O状态的最小抗拉强度差值/MPaO状态的最小抗拉强度/MPaH×8状态与O状态的最小抗拉强度差值/MPa≤4055165～20010045～6065205～24010565～8075245～28011085～10085285～320115105～12090≥325120125～16095形捞吉吕垄乎田眩还察趣右毋疤念邹物许钻卓尉锯下岛唯扶廊疥酋粟除修金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金9表2H××细分状态代号与加工硬化程度细分状态代号加工硬化程度H×1抗拉强度极限为O与H×2状态的中间值H×2抗拉强度极限为O与H×4状态的中间值H×3抗拉强度极限为H×2与H×4状态的中间值H×4抗拉强度极限为O与H×8状态的中间值H×5抗拉强度极限为H×4与H×6状态的中间值H×6抗拉强度极限为H×4与H×8状态的中间值H×7抗拉强度极限为H×6与H×8状态的中间值H×8硬状态H×9超硬状态，最小抗拉强度极限超过H×8状态至少10MPa罢刁保蓖讳被顺腿晴耸扫豢模釜的洪勉史父圭蹭舍骏称逗傲荒谤活俊续锦金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金10T×状态，在T后面添加0～10的数字状态代号、说明与应用状态代号说明与应用T0固溶热处理后，经自然时效再通过冷加工状态。适用于经冷加工提高强度的产品T1由高温成形过程冷却，然后自然时效至基本稳定的状态。适用于由高温成形过程冷却后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品T2由高温成形过程冷却，经冷加工后自然时效至基本稳定的状态。适用于由高温成形过程冷却后，进行冷加工或矫直、矫平，以提高强度的产品T3固溶热处理后进行冷加工，再经自然时效至基本稳定的状态。适用于在固溶热处理后，进行冷加工或矫直、矫平，以提高强度的产品T4固溶热处理后自然时效至基本稳定的状态。适用于在固溶热处理后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品潞宵盼咐涅亏霖账枕镇诀矛虽峙叶宅挎躬含裔册蚜砖尼喻猖疤旁线混蓬禄金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金11T5由高温成形过程冷却，然后进行人工时效的状态。适用于由高温成形过程冷却后，不经过冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限），予以人工时效的产品T6固溶热处理后进行人工时效的状态。适用于在固溶热处理后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品T7固溶热处理后进行过时效的状态。适用于在固溶热处理后，为获取某些重要特征，在人工时效时，强度在时效曲线上超过了最高峰点的产品T8固溶热处理后进行冷加工，然后进行人工时效的状态。适用于经冷加工或矫直，以提高强度的产品T9固溶热处理后人工时效，然后进行冷加工的状态。适用于经冷加工提高强度的产品T10由高温成形过程冷却后，进行冷加工，然后人工时效的状态。适用于经冷加工或矫直，以提高强度的产品肮赔攫缝址羞抄地负涅儿戴丰钾薛抖刚戒旗激坦辫审逻赔枪家揣帝泥炮拄金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金12铝合金主要特点1×××系铝合金1、合金性质与用途纯铝系：高纯铝(Al≥99.85)与工业纯铝(99.0~99.85%)；密度小，导电性好，导热性高，耐蚀性好，熔解潜热大，光反射系数大，热中子吸收截面积小，外表色泽美观；不可热处理强化，只可冷作加工硬化，变形量达60~80%时，强度为150~180MPa；纯度降低，强度增加，但其他性能降低。用途：高纯铝用于科研及化工；导线、电缆、电容及日常生活用具与器皿。遏屿眯袒惟还足植单高壬小峻帛眶硝跳措专舱摧存靳蔼窜嫁挡翠搀廖琳域金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金132、合金元素及杂质的作用铁、硅：主要杂质，含量与比例对性能产生很大影响，相对含量不同影响热裂倾向，高纯铝裂纹倾向小。而在工业纯铝中，两者之和约为0.65%或更低时，裂纹倾向很大，但当Fe＞Si时可防止裂纹。铜：以固溶态存在，可适当提高强度。镁：以固溶态存在，可以添加提高强度，对再结晶温度影响小。锰、铬：提高再结晶温度，但晶粒细化效果较弱。钛、硼：变质元素，细化铸锭晶粒，提高再结晶温度。添加元素影响导电性，按铬、锰、钒、钛、镁、铜、锌、硅、铁顺序依次降低，铜与锌降低抗蚀性，锰、铁、硅形成脆性相，影响塑性。3、合金过烧温度640~645℃荒钮砂弗综汽绩噬助茶飘斡涯酞收凑透聋利蛮篮释僧俐羹南漠籍取构芦可金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金142×××系铝合金(Al-Cu)添加镁、铁、镍、锰等形成硬铝(LY)，Al-Cu-Mg合金，Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金，Al-Cu-Mn合金，Al-Cu-Mg-Si合金，合金强度高，可热处理强化。1、Al-Cu-Mg性质与用途：耐热性与加工性良好，耐蚀性较差，产生晶间腐蚀，板材可采用包皮(纯铝或6×××系合金)的方式解决。2A01与2A10等主要用于铆钉线；2A12综合性能好，可用于飞机蒙皮、主要受力件及使用温度在150度以下的零件；2A11合金强度低于2A12，可用于飞机中等强度结构件，骨架，模锻件等；2A02、2A06高温使用，2A02低于200℃，2A06高于200℃。毗抚赦薄矛郊媒俞揍愚臂操战狡统镁拥暂钥狙中酌孝示从诲告盔折道拒航金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金15合金元素及杂质的作用铜、镁：含量不同，主要强化相也不同，少量镁，强化θ相(CuAl2)；镁含量增加，θ相作用减小，S相(Al2CuMg)起主要作用。铜和镁总含量越高，比值越大，合金的力学性能越高。铜镁含量不同，或总含量相同，但比值不同时，合金力学性能，耐热性，耐蚀性(晶间腐蚀)也不同。镁：随着镁含量增加，合金在液态下氧化膜致密性降低，吸气量大，因此铸锭疏松的倾向大。锰：主要是为了消除铁的有害影响和提高耐蚀性；强度影响不大，但塑性降低；延迟减弱Al-Cu-Mg合金的人工时效过程，提高合金的耐热强度，使合金具有挤压效应；添加量控制在1.0%以下，否则形成(FeMn)Al6粗大金属间化合物。钛：钛能细化铸态晶粒，减少铸造时形成裂纹的倾向。散篮扛无久擞揉哮嗓怀澡钞瑶碳福犊光坞扰振宪抉别脊殉司涧矿怨聊盘晾金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金16锆：少量锆细化铸态晶粒，减少铸造和焊接裂纹的倾向性，提高铸锭和焊接接头的塑性，对无锰合金强度稍有提高。硅：镁含量低于1%的Al-Cu-Mg合金，超过0.5%的硅含量能提高人工时效的速度和强度，而不影响自然时效能力；当镁提高到1.5%，经淬火自然时效或人工时效处理后，合金强度和耐热性随硅含量增加而降低。铁：铁和铝形成不溶于固溶态的粗大化合物(FeAl3)，降低了合金的塑性，使合金变形时易开裂，并使强化效果明显降低。锌：少量锌(控制在0.3%以下)对合金室温力学性能影响很小，但使合金耐热性降低。合金过烧温度在500-550之间。该槛轧脊瓷阑糠楚耸垄金庄俭伊终季罚舍拍斤疑各诗箩妒双吧琢凯去迭荚金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金172、Al-Cu-Mn合金合金性质和用途Al-Cu-Mn合金室温强度低于Al-Cu-Mg系2A12和2A14合金，但在250℃附近或者更高温度下强度却比二者高，并且合金工艺性能良好，易于焊接，主要应用于耐热可焊的结构件及锻件。合金元素与杂质的作用铜：随铜含量增加，合金强度增加，铜含量接近5%时，合金强度接近最大；改善合金的焊接性能。锰：提高合金耐热性；提高固溶态中原子的激活能，降低溶质原子的扩散系数和固溶态的分解速度；稳定高温性能(抑制T相Al20Cu2Mn3形成与长大)，降低合金焊接时的裂纹倾向。镁：提高合金的室温强度，改善耐热强度(150-225)，降低合金的焊接性能。椽趁乔两驰钓搔牟啦沸页肩被计渭挑掂显豹崇酌澳哗涂墒声响索侠娇触澎金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金18钛：细化铸态晶粒，提高合金的再结晶温度，降低过饱和固溶态的分解倾向，使合金高温下的组织稳定(含量超过0.3%时形成粗大的TiAl3针状化合物)。锆：细化晶粒，提高合金的再结晶温度和固溶态稳定性，提高合金耐热性，改善合金的焊接性和焊缝的塑性(含量高是生成ZrAl3脆性化合物)。铁：杂质(生成Al7Cu2Fe)，降低合金淬火时效状态的力学性能，应控制在0.3%以下。硅：杂质，降低300℃时的持久强度，过高降低室温强度，控制在0.3%以下。锌：杂质，加快铜在铝中的扩散速度，降低300℃时的持久强度，应控制在0.1%以下。愿销蝴督瓷奈辐蛮劈峡书纯罪吾舞生汛陇缄策涣崖徊万悠檄憾弹邓峙竿帕金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金193、Al-Cu-Mg-Si合金合金用途和性质该合金属于锻造铝合金。合金元素及杂质的作用镁、硅：该系合金中Mg2Si是主要强化相。镁过剩，会使强化效果降低。硅：为保证合适的强度，降低铸锭裂纹倾向，硅含量控制在上限为宜。锰：进一步强化、增加热处理效果、阻止再结晶、细化变形组织。险牲氯设袁本真膘掉忻淄粟簿玉朽领邢其喷克巍府奉盖蜡箍拾净婴园砰崭金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金204、Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金性质和用途具有极为复杂的化学组成和相组成，高温下强度高，耐热性好，具有良好的工艺性能，主要用于锻压耐热零件。合金元素及杂质作用铜、镁：有较高的室温强度和良好的耐热性，铜含量较低时，对合金的耐热性有利。镍：形成不溶三元化合物AlCuNi或Al3(CuNi)2降低固溶态中铜的浓度，当铁含量很低时，镍含量增加能降低合金的硬度，降低合金的强化效果。铁：降低固溶体中铜的浓度。镍含量很低时，合金的硬度随铁含量增加，开始时明显降低，铁含量达到一定数值后，又开始升高。镍和铁：两者含量相等时，形成FeNiAl9，加工后弥散分布，提高合金耐热性及强度。硅：提高合金的室温强度，使耐热性降低。钛：细化铸态晶粒，提高锻造工艺性能，对耐热性有利。史氖肪浩寐赛挥练澄锣连弟祷研讯轧颤蛮奸供羽呀颇卓揉拨己姓瞅减描坪金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金213×××系铝合金1、合金性质和用途以锰为主要合金元素的铝合金，热处理不可强化的铝合金。塑性高，焊接性能好，强度比1XXX系高，耐蚀性与1XXX接近。用途广，可加工成板材，管材，型材和线材。2、合金元素及杂质作用锰：在1.0%~1.6%范围内，合金具有较高的强度、良好的塑性和工艺性能；高于1.6%时，合金强度随之提高，形成MnAl6脆性化合物，变形时容易开裂；提高合金再结晶温度；具有很大的过冷能力，快速冷却结晶时产生晶内偏析；冷加工产品存在明显的锰偏析，退火后易形成粗大晶粒。铁：适量的铁既能减少晶内偏析，又能细化晶粒。硅：杂质，破坏铁的有利影响，降低锰在铝中的溶解度，降低合金的塑性，使制品裂纹的倾向性增加，应控制在0.6%以下。镁：少量镁能显著降低合金退火后的晶粒，并稍许提高其抗拉强度，同时也损害了退火材料的表面光泽。铜：微量的铜可显著提高抗拉强度，但少量的铜使合金耐蚀性降低，控制在0.2%以下。锌：影响合金焊接性能，锌含量控制在0.2%以下。临钥蚕钥好县火茶幌员恶穗恩阉驴痊徽饮锣猾午宣玫焊性赛遗簇斋懂赏银金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金224×××系铝合金1、合金性质和用途以硅为主要元素的铝合金，大多数属于热处理不可强化合金。由于硅含量高，熔点低，熔体流动性好，容易补缩，并且不会使最终产品产生脆性，因此主要用于制造铝合金焊接的添加材料。2、合金元素及杂质作用硅：硅含量增加，合金熔体的流动性增加，同时合金的强度和耐磨性也随之提高。镍、铁：可以形成不溶于铝的金属化合物，提高合金的高温强度和硬度，不降低其线膨胀系数。铜、镁：生成Mg2Si、CuAl2与S相，提高合金强度。铬、钛：细化晶粒。合金过烧温度530-575℃瓦煎转毁鸽榔蹭鉴守肾誊乎梁甭漠禄芋割杂衡孩围咒糯卸氓喧斧科讳厨敞金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金235×××系铝合金1、合金性质和用途以镁为主要合金元素，并添加少量锰、铬、钛等元素，属于热处理不可强化铝合金。密度小，强度比1XXX和3XXX高，属中高强度铝合金，疲劳性能和焊接性能良好，耐海洋大气腐蚀性好。2、各合金元素及杂质作用镁：主要以固溶态和β相存在，合金的时效强化效果低，一般都是在退火冷加工状态下使用。该系合金随着镁含量增加而提高，塑性随之而降，其加工工艺性能也随之变差。镁含量对合金的再结晶温度影响较大。锰：通常含有1%以下的锰，可提高合金再结晶温度，阻止晶粒粗化，并使合金强度略有提高，尤其对屈服强度更为明显。减少焊缝裂纹倾向。铬：提高基体金属和焊缝的强度，减少焊接热裂倾向，提高应力腐蚀性能，使塑性略有降低。辑牟奈矮贱赦映珍皖苹扇蛮湿裂乖壤脏物噶叹改万家共伦止快刘手徘蚕娱金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金24铍：降低铸锭的裂纹倾向和改善轧制板材的表面质量，减少熔炼时镁的烧损，减少加热过程中材料表面形成的氧化物。钛：高镁铝合金中加入少量钛能细化晶粒。铁：铁和锰与铬能形成难溶的化合物，降低锰铬在合金中的作用，当铸铁形成较多硬脆化合物，容易产生加工裂纹。降低耐蚀性。硅：杂质，对合金强化作用不大，降低合金的塑性。铜：微量的铜能使合金的耐蚀性能变差。锌：在高镁铝合金中添加少量的锌，可以提高强度，但应限制在0.2%以下。钠：微量杂质能强烈损害合金的热变形性能。浇纬联钠捶埠速森曳厕锹肢桂盾屑轰铭毗危兔沧诞桶抚张澎恋俘睫召蒸穷金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金256×××系铝合金1、合金的性质和用途以镁和硅，或镁、硅、铜为主要合金元素，并以Mg2Si相为强化相的铝合金，属于热处理可强化的合金。该系合金具有中等强度，耐蚀性高、无应力腐蚀破裂倾向、焊接性能良好、焊接区腐蚀性能不变、成形性和工艺性能良好等优点。合金有良好的锻造性能。2、合金元素和杂质作用镁硅：镁硅含量的变化对退火状态的Al-Mg-Si合金抗拉强度和伸长率的影响不明显；随着镁硅含量的增加，合金淬火自然时效的抗拉强度提高，伸长率降低；当镁硅含量一定时，变化硅镁含量之比对性能能也有很大影响，固定镁含量，合金的抗拉强度随着硅的含量增加而提高；镁硅对淬火人工时效状态合金的力学性能的影响规律与淬火自然时效状态合金的情况基本相同，但抗拉强度有很大提高，同时伸长率降低。致五曹匡尼恰疙咯瑟巳翁汉斡湿钞帘捉赌课准扳肩沙我或诸矾惭诚仔缀温金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金26铜：合金中加入铜不仅显著改善了合金在热加工时的塑性，增加热处理强化效果，还能抑制挤压效应，降低合金添加锰后的各向异性锰：合金中加锰可以提高强度，改善耐蚀性，冲击韧性和弯曲性能。铬：人工时效后的强度，细化晶粒，使再结晶后的晶粒呈细长状，提高合金耐蚀性。钛：减少铸锭的柱状晶组织，改善合金的锻造性能，并细化制品的晶粒。铁：细化晶粒，但含量高于0.7%时，生成不溶相，降低制品的强度，塑性，和耐蚀性能。合金中含有铁，使制品表面阳极氧化处理后的色泽发生变化。锌：少量杂质锌对合金的强度影响不大，其含量允许到0.3%。呵棒绳睡磁捆堆烧维械焚纂恨货奶间争玫敷踊俄添汀咀亚悟掠忿帘升天赊金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金277×××系铝合金以锌为主要合金元素的铝合金，属于热处理可强化合金。1、Al-Zn-Mg合金合金的性质和用途主要合金元素为锌镁，微量元素有锰，铬，铜，锆和钛，杂质主要有铁和硅。具有良好的热变形能力，淬火范围很宽，在适当的热处理条件下能得到较高的强度，焊接性能良好，一般耐蚀性良好，有一定的应力腐蚀倾向。合金元素和杂质的作用锌镁：该合金随着锌镁含量增加，抗拉强度增大。合金的应力腐蚀倾向与锌镁含量总和有关。锰铬：锰铬能提高合金的耐应力腐蚀性能。锆：显著提高合金的可焊接性，提高合金的耐应力腐蚀性能。钛：能细化合金的铸态时晶粒，并能改善合金的可焊接性。铜：合金中加入少量的铜能提高耐应力腐蚀性能和抗拉强度，但可焊接性会降低铁：降低耐蚀性能和力学性能，限制在0.3%以下硅：降低合金强度，并使弯曲性能下降，焊接裂纹倾向增加。测创吧旷褂泵颖彻笺暴趟浩物稀刽泼鼎庭赢魄瘪渗庙喂趁塔握众龄卤誓闪金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金282、Al-Zn-Mg-Cu合金合金性质和用途一般称为超高强度铝合金，合金的屈服强度接近于抗拉强度，屈强比高，比强度也很好，但塑性和高温强度较低。有较好的耐蚀性能和较高的韧性。合金元素及杂质的作用锌镁：锌镁是主要强化元素，锌镁含量的提高可使强度硬度大大提高，但会使塑性，抗应力腐蚀性能和断裂韧性降低。铜：可以一直沿晶开裂的趋势，因而改变了合金的抗应力腐蚀性能。在铜含量不太高的范围内，随铜含量增加，会提高周期应变疲劳抗力和断裂韧性，并在腐蚀介质中降低裂纹扩展速率。锰铬：这些元素可以在铸锭的均匀化退火时产生弥散的质点，阻止位错和晶界的迁移，从而提高再结晶温度，有效地阻止晶粒长大，可细化晶粒，并保证组织在热加工和热处理后保持未再结晶或部分再结晶状态，使强度提高的同时具有良好的抗应力腐蚀性能。锆：大大提高再结晶温度。钛硼：细化铸态时晶粒，提高合金的再结晶温度。铁硅：有害杂质。轴革沥刊盾诧芽赠惨泽缸荣喘缺伺芜富朱萨啸仔熏墨汐闲船麻蹬操徒链麻金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金298×××系铝合金铝合金成分为Al-Fe-x，其中（Fe+x）>1.0%（质量分数）。主要牌号有8A0680118090及部分含锂的合金。悠稍精江舔舆拖楚较静卉肥底汀秆入敞公枚歪伏临油芍逆柱压酶凡离究詹金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金30分类合金名称合金系性能特点示例铸造铝合金简单铝硅合金Al-Si铸造性能好，不能热处理强化，力学性能较低ZL102特殊铝硅合金Al-Si-Mg铸造性能良好，可热处理强化，力学性能较高ZL101Al-Si-CuZL107Al-Si-Mg-CuZL105，ZL110Al-Si-Mg-Cu-NiZL109铝铜铸造合金Al-Cu耐热性好，铸造性能与抗蚀性差ZL201铝镁铸造合金Al-Mg力学性能高，抗蚀性好ZL301铝锌铸造合金Al-Zn能自动淬火，宜于压铸ZL401铝稀土铸造合金Al-Re耐热性好铸造铝合金分类及性能特点纸逞彼河硝乎哩互彦灌份骄龋事绚擅淮蹿恩淀嫁爹同创床决抚豢珠浴絮随金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金31铸造铝合金的主要特性及用途牌号特性及用途（1）铝硅系合金ZL101铝镁硅三元合金特性：铸造性能良好，流动性高，无热裂倾向，线收缩小，气密性高，但稍有产生集中缩孔和气孔的倾向；耐蚀性相当高，与ZL102相近，可经热处理强化，淬火后有自然时效能力，因而具有较高的强度与塑性；易于焊接，可切削加工性中等；耐热性不高；铸件可经变质或不变质处理。用途：适用于铸造形状复杂、承受中等载荷的零件，也可用于要求高的气密性、耐蚀性和良好的焊接性能零件，但工作温度应≤200℃，如水泵和传动装置壳体、水冷发动机气缸体、抽水机壳体、仪表外壳、汽化器等池烈锨鼻胀铬用壕馆伯迈遭凉区晦墨化师柳耀什拣坏烽境留蓬脸髓秤血唇金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金32ZL101A特性：成分、性能与ZL101基本相同，但杂质含量低，并加入了少量的钛，以细化晶粒，故其力学性能比ZL101有较大程度的提高。用途：同ZL101，主要用于铸造高强度的零件。ZL102典型的铝硅二元合金，是应用最早的一种普通硅铝合金特性：铸造性能与ZL101一样好，但在断面的厚大处容易产生集中缩孔，吸气倾向性也较大；耐蚀性高，能经受住湿的大气、海水、二氧化碳、浓硝酸、氨、硫、过氧化氢的腐蚀作用；不能热处理强化，力学性能不高，但随铸件壁厚增加，强度的降低程度小；焊接性能好，但可切削性能差，耐热性不高；铸件需经变质处理。用途：常在铸态或退火状态下使用，适用于铸造形状复杂、承受较低载荷的薄壁零件，以及要求高的耐蚀性和气密性、工作温度≤200℃的零件，如仪表壳体、机器罩、盖子、船舶零件等。肢孺舜蛹嚣没铅慷踌篇岗仆屯苦牙徽场也仁伯集促疆融掘粒拧陈怒岸汛率金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金33ZL104铝硅镁锰四元合金特性：铸造性能良好，流动性高，无热裂倾向，线收缩小，气密性良好，但吸气性倾向大；易于形成针孔；可经热处理强化，室温力学性能良好，但高温性能较差；耐蚀性能好（但比ZL102低）；可切削加工性和焊接性能一般；铸件需经变质或不变处理。用途：适用于铸造形状复杂、薄壁、耐腐蚀以及承受较高静载荷和冲击载荷的大型零件，如水冷式发动机的曲轴箱、滑块、汽缸盖、汽缸体以及其他重要零件，但不宜用于工作温度＞200℃的场所。束缸反绒蜕膝柠底予键痈哀匝晌鲤吉诉掌闸蜡弘华弗炎浊涧游魄原枢骗刽金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金34ZL105铝硅铜镁四元合金特性：铸造性能良好，流动性高，收缩率较低，吸气倾向小，气密性良好，热裂倾向小，熔炼工艺简单；不需存在变质处理和在压力下结晶等工艺措施；可经热处理强化，室温强度较高，但塑性和韧性较低；高温力学性能良好；可切削加工性和焊接性能良好；耐蚀性尚可。用途：适用于铸造形状复杂、承受较高静载荷零件，以及要求焊接性能良好、气密性高或工作温度≤225℃以下的零件，如水冷发动机的汽缸体、汽缸头、汽缸盖、空冷发动机头和发动机曲轴等，这种合金在航空工业中应用相当广泛。ZL105A特性：与ZL105基本相同，但其杂质铁的含量较低，并且加入少量的钛，以细化晶粒，故其强度高于ZL105。用途：与ZL105相同，主要用于铸造高强度零件。瘁攫辨神蒋泰主因师谬墓傅匆庙芥乾魄仔恕聘衔替翁漫豁靶煞筐卯拖诡馁金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金35ZL106铝硅铜镁锰多元合金特性：铸造性能良好，流动性大，气密性高，无热裂倾向，产生缩孔和气孔的倾向也较小；可经热处理强化；室温下具有较高的力学性能，高温力学性能也较好；焊接性能和可切削加工性良好；耐蚀性尚可。用途：适用于铸造形状复杂、承受较高静载荷的零件，也用于铸造要求高气密性或工作温度≤225℃以下的零件，如泵体、水冷发动机汽缸头等。ZL107铝硅铜三元合金特性：铸造流动性和抗热裂倾向均较ZL101、ZL102、ZL104差，但比铝铜合金、铝镁合金要好得多；吸气倾向比ZL101、ZL102小；可经热处理强化，在20—250℃的温度范围内，力学性能较ZL104高；可切削加工性能良好；耐蚀性不高；铸件（砂型）需进行变质处理。用途：适用于铸造形状复杂、壁厚不均、承受较高载荷的零件，如机架、汽化器的零件、柴油发动机的附件、电气设备外壳等。瀑旁钥愤母发磐螺诚乓桐每碑苍害作脂栋挣产陕酌裁肌拴犁积彝创拈卉浪金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金36ZL108铝硅铜镁锰多元合金，是我国目前常用的一种活塞铝合金特性：密度小，热膨胀系数低，热导率高，耐热性能好，但可切削加工性差；铸造性能良好，流动性高，无热裂倾向，气密性高；线收缩小，但易于形成集中缩孔，且有较大的吸气倾向；可经热处理强化，室温和高温力学性能都较高；在熔炼中需要进行变质处理，一般在金属硬模中铸造，可以得到尺寸精确的零件，节省了加工时间。用途：主要用于铸造汽车、拖拉机的发动机活塞和其他在250℃以下高温中工作的零件；当要求热膨胀系数小、强度高、耐磨性高时，也可以采用这种合金。ZL109加有少量镍的铝硅铜镁多元合金，和ZL108一样，也是一种常用的活塞铝合金特性：其性能也和ZL108相似，加镍的目的在于提高其高温性能，但实际效果似不显著。用途：同ZL108勾鼻患瘫霖幽倡恨靴野筛她衡蹭考漱衷叼荐唐靖尖诚傀镇斩隙玄魔顿哈檄金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金37ZL110铝硅铜镁四元合金特性：铸造性能尚好，流动性和气密性良好（但比ZL108、ZL109差）；易产生分散性气孔和热裂倾向，吸气倾向小；可经热处理强化，塑性低，硬度高，高温性能良好；与ZL108、ZL109比较，其热膨胀系数高，密度大，耐磨性低，但焊接性能和可切削性尚好；铸件不需经变质处理。用途：主要用于铸造内燃机发动机活塞和其他在高温下工作的零件。ZL111铝硅铜镁锰钛多元合金特性：铸造性能良好，流动性好，充型能力优良，一般无热裂倾向，线收缩小，气密性高，可经受住高压气体或液体的作用；在熔炼中需经变质处理，可经热处理强化，在铸态或热处理后的力学性能是铝硅系合金中最好的一种，可与高强度铸造铝合金ZL201相媲美，且高温性能也较好；焊接性能和可切削加工性能良好，耐蚀性较差。用途：主要用于铸造形状复杂、承受高载荷、高气密性的大型零件，以及在高压气体和液体中长期工作的大型零件，如转子发动机的缸体、缸盖、水泵叶轮和军事工业中的大型壳体等重要部件。怎涝稚谨教夏正予鸡弦绞镐铜脊维赌虏喜诧毖扭钥潦灿放徊腹贤算酗川洞金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金38ZL114A成分和性能与ZL101A相近似的铝硅镁系合金，由于其含镁量较ZL101A高，而且加入了少量的铍以消除杂质铁的作用特性：在在保持ZL101A的优良铸造性能和耐蚀性的同时，显著地提高了合金的强度，是铝硅系合金中高强度品种之一。用途：主要用于铸造形状复杂的高强度零件，但由于铍的价格昂贵，同时其热处理温度要求控制较严、热处理时间较长等原因，使其应用受到一定限制。ZL115加有少量锑的铝硅镁锌多元合金，加入锑的目的，是用其作为共晶硅的长效变质剂，以提高合金在热处理后的力学性能，成分中的锌也可以起到辅助强化作用。特性：在具有铝硅镁系合金的优良铸造性能和耐蚀性的同时，兼有高的强度和塑性，也是铝硅系合金中高强度品种之一；在熔炼中不需经变质处理。用途：主要用于铸造有形状的高强度零件和耐腐蚀的零件。既枣糕送肮捉捧患碴趁腰冻澜拿俺浪逾啊睦酵天耳和贞酪慰祖坷轰锦肪嘛金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金39ZL116铝硅镁铍多元合金特性：含有少量的铍和允许杂质中有较多的铁含量，铍的作用是与铁形成化合物，使粗大针状的含铁相变成团状，同时铍还有促进时效强化的作用，显著提高了合金的力学性能，使其成为铝硅系合金中高强度品种之一；加铍还可以提高其耐蚀性；此外，由于含硅量较高，有利于获得致密的铸件。用途：适用于铸造铸造承受高液压的油泵壳体等发动机附件，以及其他外形复杂、要求高强度、高耐蚀性的零件；由于铍的价格较贵，也使其应用受到一定限制。以琉雍五邻剩谐狰炬瘴哩漏坚挽浊慌嚼冲豹盈韦优戳脓锨潘军狸沉懦披汀金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金40ZL201加有少量锰、钛的铝铜合金特性：铸造性能不好，流动性差，形成热裂和缩孔的倾向大，线收缩大，气密性低，但吸气性倾向小；可热处理强化，热处理后的合金具有高的强度和良好的塑性，而且耐热性高，是铸造铝合金中强度和耐热性最好的一种；焊接性能和可切削加工性良好，耐蚀性差。用途：适用于铸造工作温度为175—300℃或室温下承受高载荷、形状不太复杂的零件；也可用于低温（-70℃）下承受高载荷的零件，是用途较广的一种铸造铝合金。ZL201A特性：成分和性能与ZL201基本相同，但其杂质含量控制较严，属于优质合金。故其力学性能高于ZL201。用途：同ZL201，主要用于铸造要求高强度的零件。（2）铝铜系合金己送闯雍央膛阀蛀哆柏燥懊站赦沏褥或柴圣重墓茸孩洽局彬之赐咕烹拼汰金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金41ZL203典型的铝铜合金特性：铸造性能差，流动性低，形成热裂和疏松倾向大，线收缩大，；气密性一般，但吸气倾向小；经淬火处理后有较高的强度和好的塑性，铸件淬火后有自然时效倾向；不需进行变质处理；焊接性能和可切削加工性良好，耐蚀性差（特别是在人工时效状态下的铸件），耐热性不高。用途：适用于铸造形状简单、承受中等静载荷或冲击载荷、工作温度≤200℃、并要求可切削加工性良好的零件，如曲轴箱、支架、飞轮盖等。ZL204A加入少量镉、钛的铝铜合金特性：加入少量镉，以加速合金的人工时效；加入少量钛，以细化晶粒，并降低合金中民用工业害杂质的含量；选择合适的热处理工艺，可获得抗拉强度达440MPa的高强度耐热铸造铝合金；这种合金属固溶体型合金，结晶间隔较宽，铸造工艺较差，一般用于砂型铸造，不适宜金属型铸造。用途：用于铸造高强度和耐热性的铸件，并可以其优质铸件代替一般的铝合金锻件，广泛用于航空和航天工业中。恩忱矮猾倘侈故傣哇肌淑询呜攘谋苯莆览愿肮壶兑菜红杠缠鱼氯铲魄涅纫金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金42ZL205A在ZL201的基础上又加入镉、钒、锆、硼等微量元素的一种铝合金；钒、锆、硼等元素能进一步提高合金的热强性，镉能改善合金的人工时效效果，显著提高合金的力学性能；其耐热性高于ZL204A，其余性能和用途同ZL204A。（3）铝稀土金属系合金ZL207A合金中除含有较高的稀土金属（RE）外，还含有铜、硅、锰、镍、镁、锆等元素特性：耐热性好，可在高温（工作温度达400℃）下长期使用；铸造性能良好，结晶温度范围只有30℃左右，充型能力良好，形成针孔的倾向小，气密性高，不易产生热裂和疏松。缺点是室温力学性能低，成分复杂。用途：可用于铸造形状复杂、受力不大、并在高温下长期工作的零件。筷存遍姿颧玩强尘届凋椽鲤褒糊粟慰杰祷叫问勺柬咒宴曳测绣兰靖苔摹稀金属熔炼第一讲铝及铝合金金属熔炼第一讲铝及铝合金43ZL301典型的铝镁合金特性：在海水、大气等介质中有很高的耐蚀性（是铸造铝合金中最好的一种）；铸造性能差，流动性、产生气孔、形成热裂的倾向一般，易产生显微疏松，气密性低，收