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1、第二章鋁及其合金第一節(jié)工業(yè)純鋁、合金化及鋁合金的分類、牌號和狀態(tài)符號一、工業(yè)純鋁1、物性熔點660.24℃;密度2.7×103kg/m3;彈性模量(E)72000MPa面心立方晶格a=0.4049nm;原子直徑0.286nm相對電導(dǎo)率62%IACS(InternationalAnnealedCopperStandard)電阻率2.66×10-8Ωm(歐姆米)(99.9%Al);順磁性(磁化率215);12、力性純度σbMPaσ0.2MPaδ%HB99.9949224584~11299.7(A00)65264499.5702831126~175純鋁進(jìn)行60~80%
2、冷變形,σb雖然能達(dá)到150~180MPa,但δ已降低到1~1.5%,變脆23、化學(xué)性能鋁的化學(xué)活潑性極高,標(biāo)準(zhǔn)電極電位(-1.67伏)。鋁在空氣中表面生成5~10nm厚的Al2O3保護(hù)膜,在大氣中耐蝕。在濃硝酸中有極高的穩(wěn)定性,與有機(jī)酸及食品幾乎不反應(yīng)。在硫酸、鹽酸、堿、鹽中不穩(wěn)定。34、特點質(zhì)量輕優(yōu)秀的導(dǎo)電、傳熱和塑性變形性能在大氣中有良好的耐蝕性強(qiáng)度低不適于作結(jié)構(gòu)材料4二、鋁的合金化合金化原理主要固溶強(qiáng)化和時效強(qiáng)化固溶強(qiáng)化:元素溶解度大,與Al原子直徑差大,例如Mg和Mn時效強(qiáng)化:所加元素或形成的中間相,高溫時在Al中有較大的溶解度,隨溫度降低溶解度急劇變
3、小。常加入的元素為Zn、Mg、Cu、Si、Li。5各種元素在鋁中的極限溶解度元素溫度℃極限溶解度元素溫度℃極限溶解度Wt%At%Wt%At%Zn4437028.8Ti665~1.30.74Ag56656.613.8Cr6610.770.40Mg45017.418.5Cd6490.40.09Ge4247.22.7V661~0.40.21Cu5485.652.4Zr6600.280.08Li6004.216.3Sn228~0.06~0.01Mn6581.820.9Fe6550.050.025Si5771.651.59Ni6400.040.026鋁合金中常見元素的原子
4、直徑(原子間最緊密距離)元素原子直徑?元素原子直徑?Mg3.196V2.632Zr3.170Cu2.556Li3.039Cr2.498Sn3.022Ni2.491Cd2.979Fe2.482Ti2.890Ge2.450Ag2.888Si2.351Al2.862Mn2.240Zn2.6657鋁合金常加入的元素為Zn、Mg、Cu、Si、Li。在合金中可能形成:θ-CuAl2S-Al2CuMgη-MgZn2T-Al2Mg3Zn3β-Mg2Siδ-AlLiβ-Mg2Al3鋁中的主要雜質(zhì):Fe、Si為了改善合金的塑性和抗蝕性,合金中常加入Mn、Cr、Zr、Ti、Cu等微量
5、元素。8三、分類、牌號和狀態(tài)符號(1)我國鋁及其合金過去的分類和牌號:采用漢語拼音加阿拉伯?dāng)?shù)字表示純鋁:LG工業(yè)高純鋁;L工業(yè)純鋁變形鋁合金分類及牌號:(L)(類)(序號)(狀態(tài))9純鋁工業(yè)純鋁含Al%工業(yè)高純鋁含Al%L199.7LG599.99L299.6LG499.97L399.5LG399.93L499.3LG299.9L599LG199.85L698.810國產(chǎn)變形鋁合金分五大類,常見只有四大類名稱牌號合金系防銹鋁LF╳╳Al-Mn和Al-Mg硬鋁LY╳╳Al-Cu-Mg鍛鋁LD╳╳Al-Mg-Si-(Cu)超硬鋁LC╳╳Al-Zn-Mg-Cu特殊鋁L
6、T╳╳其它11(2)美國變形鋁合金牌號及狀態(tài)牌號:用四位阿拉伯?dāng)?shù)字表示第一位數(shù)表示合金系(即加入最多的那種元素)第二位數(shù)表示原始合金或改進(jìn)合金,0為原始合金,改進(jìn)合金依次為1、2、3等最后兩位數(shù)表示具體合金牌號,對于純鋁表示小數(shù)點后兩位鋁含量(1145-99.45%Al,1200-99.00%Al)12牌號合金系1×××含Al>99.00%2×××Cu3×××Mn4×××Si5×××Mg6×××Mg和Si7×××Zn8×××其它13目前我國變形鋁合金牌號表示方法基本與美國相同,不同之處在于第二位不用阿拉伯?dāng)?shù)字,而是用英文字母:例如:7A04、7B0414狀態(tài):F
7、-加工態(tài)(熱軋、擠壓),不控制應(yīng)變硬化量O-退火再結(jié)晶狀態(tài),強(qiáng)度最低、塑性最高W-固溶處理正在自然時效過程(不穩(wěn)定)H-冷作硬化狀態(tài)T-熱處理狀態(tài)15應(yīng)變硬化狀態(tài):H1-應(yīng)變硬化。H2-應(yīng)變硬化加不完全退火。H3-應(yīng)變硬化穩(wěn)定處理。H112-加工過程的應(yīng)變硬化(不控制應(yīng)變量)。H321-加工過程的應(yīng)變硬化(控制應(yīng)變量)。H116-特殊應(yīng)變硬化。16熱處理狀態(tài):在T后附有一位或多位數(shù)。對于T狀態(tài),列出了在兩次操作之間或操作之后的室溫下可能發(fā)生自然時效時間。如果這段時間在冶金學(xué)上有重要意義的話,就應(yīng)對這段時間加以控制。數(shù)字1~10表示處理的具體程序。17T1-從高溫
8、成形過程冷卻和自然時效至