第二章铝硅系-2013-4解析
铝硅高温相变储热材料显微组织与储热性能研究
第 29卷 第 2期 2013年 4 月
湖 南有 色金 属
HUNAN N0NFERROUS METALS
5l
铝硅高温相变储热材料显 微组织与储热 性能研 究
陈举 飞 ,崔学敏 ,彭小燕 ,段雨露 ,徐 国富
(1.中南大学 材 料科 学与工程 学院,湖南 长 沙 410083; 2.有 色金 属 材 料 科 学 与 工 程 教 育部 重 点 实验 室 ,湖 南 长 沙 410083)
2 实验结 果与分析
2.1 储 热 材料 的物 相分 析 不 同硅含 量 的 A1一si合 金 储热 材 料 的 XRD谱
线 及其 相分 析如 图 1所 示 ,从 图 1可看 出 :四种 A1一 Si合金储热材料都是 由 o【(A1)及硅相组成 ,si含量 的变化 ,合 金 中的物 相种类 基 本 不 变 ,只是 在 量 上有 一 些变 化 。 由 A1一si合 金 的相 图 可 知 :A1—7Si合 金 的主要 组 成为 0【(A1)+共 晶 <仅(A1)+Si>;A1— 13Si合 金 、A1—16Si合 金 和 A1—20Si合金 的主要 组 成 均为初 晶硅 +共 晶 <仅(A1)+Si>;理 论上 在铝 硅 共晶点 时 A1—12.6Si合金 的主要组成 为共 晶 <o【
《最新有色金属金相图谱大全》
《最新有色金属金相图谱大全》
[编著]:本书编委会
[出版社]:冶金工业出版社
[卷册数]:四册
[光盘数]:一张
[开本]:16开
[出版日期]:2006年
[定价]:¥960.00元
详细目录
第一篇铸造铝合金金相图谱
第一章铸造铝合金概述
第二章铝-硅系为基的铸造合金
第三章铝-铜系为基的铸造合金
第四章铝-镁系为基的铸造合金
第五章铝-锌系为基的铸造合金
第六章铝-稀土金属为基的铸造合金
第七章铸造铝合金标准金相图片
第二篇钛合金金相图谱
第一章钛及其合金的组织分析方法
第二章最重要的钛基系统状态图
第三章钛合金的性能与相组成的关系
第四章铸及其合金的典型组织
第五章钛合金的性能与其显微组织的关系
第六章工业钛合金的组织和性能
第七章热强钛合金的组织和性能
第八章缺陷的金相
第三篇镍基合金金相图谱
第一章变形镍基合金金相图谱
第二章镍基铸造合金金相图谱
第四篇其它有色金属金相图谱
第一章铜合金金相图谱
第二章镁合金金相图谱
第三章硅及硅合金金相图谱
第四章锌及锌合金金相图谱
第五章锰及锰合金金相图谱
第五篇有色金属金相显微镜的光学原理与显微镜的操作及应用第一章金相显微镜的光学原理
第二章普通光学金相显微镜
第三章偏振光显微镜
第四章干涉显微镜
第五章相衬金相显微镜
第六篇有色金属金相试样的制备及金相显微摄影技术
第一章有色金属金相制样设备及技术
第二章有色金属金相试样的截取与镶嵌
第三章有色金属金相试样的磨光与抛光
第四章有色金属金相试样显微组织的显示
第五章有色金属金相显微摄影及暗室技术
第七篇有色金属金相组织的定性与定量分析第一章有色金属材料金相评析标准
第二章有色金属材料的物理检测
铸造AL-SI 铝硅合金的应用
(10)ZL111合金ZL111合金具有很好的气密性和抗热裂性及极好的流动性,高的强度,好的疲劳性能和承载能力,容易焊接并且耐腐蚀性好,适于砂型、金属型的压力铸造。目前,该类合金主要用于制造复杂、承受高载荷的零件,如用于飞机和导弹的铸件等。
(13)ZL114A合金ZL114A合金有很高的力学性能和很好的铸造性能,即很高的强度,好的韧性和很好的流动性、气密性和抗热裂性,能铸造复杂形状的高强度铸件,适合于各种铸造方法,用于高强度优质铸件,制造飞机和导弹仓体等承受高载荷的零件。
(14)ZL115合金ZL115合金适合于砂型和金属型铸造,具有很好的铸造性能和较高的力学性能,如高的强度和硬度及很好的伸长率,主要用作波导管、高压阀门、液压管路、飞机挂架和高速转子叶片等。
(2)ZL102合金ZL102合金具有最好的抗热裂性能和很好的气密性,以及很好的流动性,不能热处理强化,抗拉强度低,适于浇铸大的薄壁复杂零件,主要适合于压铸。目前,该类合金主要被用于承受低负荷形状复杂的薄壁铸件,如各种仪表壳体、汽车机匣、牙科设备、活塞等。
(3)ZL104合金ZL104合金具有良好的气密性、流动性和抗热裂性能,强度高,耐腐蚀性能、焊接性能和切削加工性能良好,但耐热强度低,易产生细小的气孔,铸造工艺较复杂。因此其目前主要被用于制造承受高负荷的大尺寸的砂型金属型铸件,如传动机匣、汽缸体、汽缸盖阀门、带轮、盖板工具箱等飞机、船舶和汽车零件。
汽车材料习题集及答案
汽车材料习题集及答案
目录
第一章金属材料的力学性能--------------------------------(3)第二章钢铁材料----------------------------------------------------------------(4)第三章有色金属及其合金---------------------------------(8)第四章非金属材料-------------------------------------------------------------(9)第五章汽车零件的选材------------------------------------------------------(11)第六章汽车燃料---------------------------------------------------------------(11)第七章车用润滑油及特种液------------------------------------------------(13)第八章汽车轮胎---------------------------------------------------------------(15)第九章汽车美容材料---------------------------------------------------------(16)习题答案------------------------------------------------------------------------(16)
环境地学考试复习2013(重点版)解析
第一章
在环境科学中所讲的环境也称人类生存环境,是指以人群为中心、为主体的外部世界,主要是地球表层与人类发生相互作用的自然要素及其总体。换句话说,以人类为中心,人以外的充满着各种有生命和无生命的物质、空间、条件和状况,即为人类环境。
从环境地学研究的角度,可以将地球环境系统分解为生态子系统、资源子系统和社会经济子系统三个相对独立的部分。
在这个系统中环境要素之间的相互作用通常遵循以下规律:
木桶定律
整体大于部分之和原理
相互依赖性和不可替代性
环境地学属于环境科学的分支学科之一,它是以人-地系统为研究对象,研究人-地系统的组成、结构、发展变化规律,并运用地球科学一系列分支学科的理论和方法来调节和控制、改造和利用人-地系统的科学。
环境地学并不是研究人-地系统的全面性质,而只研究自然环境作用于人类的影响,以及人类作用于环境而引起环境变化对人类活动的反馈的那部分内容。
环境地学研究的起步必须立足于坚实的野外调查与定位观测,结合室内化验分析与实验模拟资料,运用综合比较研究法和相关分析研究法,才能从宏观和微观相结合角度把握环境系统过程与功能时空分异规律。
图片中子解的常识:叠层石,由古老的蓝绿藻和沉积物所形成,1800Ma;三叶虫,兴盛于寒武纪,5亿年;恐龙兴盛于珠罗纪、白垩纪,绝灭于第三纪开始0.65亿年。
第二章
太阳系是由恒星太阳、行星及其卫星、小行星、矮行星、彗星、流星体和行星际物质构成的天体系统。太阳是太阳系的中心天体,占太阳系总质量的99.86%,其他天体都在太阳的引力作用下绕其公转。
按照2006年在布拉格召开的国际天文学联合会(IAU)新的定义,太阳系中共计有八大行星,按距太阳远近排列依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星,按照最新的行星定义,原来的行星冥王星被降级为矮行星。
钙铝硅系微晶玻璃微观结构与力学性能研究
钙铝硅系微晶玻璃微观结构与力学性能研究
任祥忠;易先文;章勇;刘艳;张培新;刘剑洪
【摘要】通过熔融法制备出以钙长石为主晶相的CaO-Al2O3-SiO2 (CAS)系微晶玻璃,采用差热分析、X射线衍射和扫描电子显微镜等测试手段,对不同TiO2添加量的CAS系微晶玻璃的结构和形貌进行表征,同时采用顺磁共振和正电子湮没寿命谱技术,探讨不同TiO2添加量对微晶玻璃微观结构与力学性能关系的影响.结果表明:不同TiO2加入量并不影响CAS系微晶玻璃析出的主晶相类型,但会使体系的析晶峰温度降低,促进体系析晶;在微晶玻璃高温熔融及热处理时,Ti4+会被还原成Ti3+,同时产生氧空位,Ti3+—O—Ti3+与氧空位缺陷间自旋角关联作用的强弱,直接影响抗弯强度的大小;间隙Ti4的形成,造成缺陷和Al、Si空位的存在,使材料的物理化学性能发生改变.间隙Ti4虽然造成缺陷和空位的存在,但Ti4+与O2-间通过静电作用,使原来相互独立的氧离子成为一体,键强增大,导致抗弯强度增大;当TiO2超过6%时,部分Ti4取代Si4+,而Ti—O键比Si—O键键强小,导致抗弯强度减弱.在核化温度为750℃,核化时间为2h,晶化温度为950 ℃,晶化时间为2h,TiO2质量分数为6%时,CAS系微晶玻璃具有优良的力学性能,抗弯强度为314 MPa,显微硬度为830 MPa.
【期刊名称】《深圳大学学报(理工版)》
【年(卷),期】2013(030)003
【总页数】6页(P319-324)
【关键词】微晶玻璃;顺磁共振;正电子湮没;力学性能;微观结构;显微硬度
2013高考分类解析-----理综(化学)非选择题部分(4.元素化合物)
2013年高考分类解析---理综(化学)非选择题部分(4.元素化合物)
备注:2013年高考化学或者理科综合(化学)试题统计及顺序
(共15套,31地区)
1、(1套)大纲版全国卷(广西)
2、(1套,9地区)新课标全国卷I(内蒙古、宁夏;黑龙江、吉林、河南、河北、山西、陕西、湖南、江西)
3、(1套,7地区)新课标全国卷II(西藏,新疆;青海、甘肃、贵州、云南、辽宁)
4、(4套,4地区)4个直辖市各一套:北京、天津、上海、重庆
5、(8套,8地区)自主命题省份:浙江,山东,四川,福建,广东,安徽,江苏,海南。
27、(15分)五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,A和C同族,B和D 同
族,C离子和B离子具有相同的电子层结构。A和B、D、E均能形成共价型化合物。A 和B形成的化合物在水中呈碱性,C和E形成的化合物在水中呈中性。回答下列问题:(1)五种元素中,原子半径最大的是,非金属性最强的是(填元素符号);(2)由A和B、D、E所形成的共价型化合物中,热稳定性最差的是(用化学式表示);
(3)A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应,产物的化学式为,其中存在的化学键类型为;
(4)D最高价氧化物的水化物的化学式为;
(5)单质D在充足的单质E中燃烧,反应的化学方程式为;D在不充足的E中燃烧,生成的主要产物的化学式为;
(6)单质E与水反应的离子方程式为。
【答案】(1)Na(1分)Cl (1分)(2)PH3(2分)
(3)NH4Cl(2分)离子键和共价键(2分)
(4)H3PO4(2分)(5)2P+5Cl22PCl5(2分)PCl3(1分)
第二章轻金属及超-铝合金方案
固溶体
1、保持溶剂的晶格特征。 2、溶质原子溶入导致固溶体的晶格畸变而使金属强度、硬
度提高——即固溶强化,同时有较好的塑性和韧性。因 此常作为结构材料的基本相。 3、在物理性能方面,随溶质原子浓度的增加,固溶体的电 阻率下降,电阻升高,电阻温度系数减小。
(2)纯铝的分类及应用
工业纯铝 L1~6 铝箔、蜂窝结构、导电材 料、铝合金表面包覆材料
高纯铝 L01~04
2.铝的合金化 (1)目的:提高强度、硬度
(2) 种类:Cu、Mg、Zn、Mn、Si等
固溶强化(晶格畸变) Mg>Cu>Si≈Mn>Zn
(3)强化途径
时效强化(析出强化) 与析出相结构和特性相关
Al – Zn – Mg – Cu (Cr、Mn) 通过时效 强化和形成的强化相, 使铝合金达到最高的 硬度和强度。但耐蚀 性较差,易应力腐蚀, 缺口敏感性高。LC4、 LC9。 多用于制造受力大的 重要构件,例如飞机 大梁、起落架等。
飞机主起落架
4.锻铝合金 ( LD ) : Al – Mg – Si – Cu 具有良好的热塑性,通过固溶
• 生产灵活性大; • 但与轧制相比,产量低,成本高,成品率
低,加工费用高。
铝硅合金金相试样制备技巧
PTCA(PART A:PHYS.TEST.)尊財必邏2■验莰末与方法IX)I : 10.11973 Ihjy-wl202102009错石圭合金金相试样制备技巧
何捃,郝书慧,王思翔,刘哲,陈学广,马晓莉
(河北工业大学材料科学与工程学院.天津300130)
摘要:在制备铝硅合金的金相试样时•其磨面易在低压力下出现硅粒脱落的现象,细微划痕很
难消除,易造成假象。对铝硅合金金相试样制备的基本操作及常见问题的解决方法进行了分析和
总结,以便给理化检验工作者提供参考。
关键词:铝硅合金;金相试样;磨制;抛光
中图分类号:TG115.2 文献标志码:A 文章编号:1001-4012(2021 >02-0038-03
Preparation Technique of Metallographic Sample of Aluminum-silicon Alloy
HE Jun. HAO Shuhui. WANG Sixiang. LIU /h e. CHEN Xueguang, MA Xiaoli
(School of Materials Science Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China)
Abstract:During the preparation of metallographic samples of aluminum-silicon alloy, the phenomenon of silicon particles falling off under low pressure is easy to appear on the grinding surface of aluminum-silicon alloy, and the micro scratch is difficult to eliminate,which is easy to cause false appearance. The basic operation of metallographic sample preparation of aluminum-silicon alloy and the solutions to common problems are analyzed and summarized in order to provide reference for physical and chemical testing workers.
铝合金表面阳极极化
铝合金表面阳极氧化处理
摘要:在电解液中,利用电解作用使铝合金(作为阳极)表面形成氧化膜的过程,称做电化学氧化,又称阳极氧化。用这种方法在铝的表面生成的氧化膜称作阳极氧化膜,是一种电化学的转化膜。选用不同浓度的草酸、稀硫酸作为氧化溶液,分别进行铝合金表面阳极氧化处理;当浓度低或是氧化时间不足时,得到的膜厚达不到要求;电解液温度升高时或是极比过大都将导致膜厚不均匀;当用同浓度的硫酸和草酸溶液分别作为电解液时,草酸的效果较硫酸好,得到的氧化膜厚,但是草酸氧化成本较高;草酸氧化膜不仅富有弹性,而且它的耐磨性,耐蚀性和装饰性比硫酸氧化膜有所提高,硬度与硫酸的相似,孔隙率比硫酸的小,膜的绝缘性能良好。综合比较草酸作为电解液效果优于硫酸作为电解液。
关键词:铝合金电解液氧化膜阳极氧化
Aluminium surface anodic oxidation process Abstract:In electrolyte ,Using electrolytic action to make the aluminium surface forming oxidation film ,this prossing is called electrochemical oxidation,which is also said as anodic oxidation. This method in the aluminum oxide film called surface generated anodized is a kind of electrochemical conversion film.Choosing different concentrations of oxalic acid, dilute sulphuric acid as oxidation solution, separately anodized aluminium .When the concentration of low or oxidized time is insufficient, the film is thickness.And when the electrolyte temperature rises or the ratio of the cathode and anode is bigger, mostly will cause the film thickness ;When using a sulfuric acid or oxalic acid solution as electrolyte, the oxide film of the former is thicker, but the cost of the oxalic acid oxidation is higher;Oxalic acid oxidation film is flexibility, and its wear resistance, corrosion resistance and adornment is better than sulfuric acid oxidation film . And the hardness is similar to sulfuric acid, porosity ratio of sulfuric acid is small, which also has a good insulation . Comprehensive comparison ,using the oxalic acid as electrolyte is better than that of sulfuric acid .
压铸基础知识之压铸铝合金化学成分的作用与影响
4). 铁(Fe)
铁能减少产品粘模倾向,易于压铸,在1.0%~ 1.5%是有益的,低于0.7%则使铝合金液易与模 具粘合而拉伤,以致铸件表面多肉或崩缺,特别 是当铁含量在0.6%以下时尤为强烈; 铝硅系、铝硅铜系合金若含过量铁,则会生成金 属化合物,从而使产品局部硬点,产品易产生裂 纹 故含铁量一般应控制在0.7~1.5%范围。但最高不 能超过 1.5%。
2)、铜
在铝合金中固溶进铜(Cu),机械性能可以提 高,切削性变好。不过,耐蚀性降低,容 易发生热间裂痕。作为杂质的铜(Cu)也是这 样。 铝硅系合金铜含量增加,热裂倾向增大
3). 镁(Mg)
在高硅铝合金中加入少量(约0.2~0.3%)的镁, 可提高强度和屈服极限,提高了合金的切削加工 性。 含镁8%的铝合金具有优良的耐蚀性,但其铸造性 能差,在高温下的强度和塑性都低,冷却时收缩 大,故易产生热裂和形成疏松。 铝硅系合金含镁可强化合金基体,提高耐蚀性、 电镀性、阳极皮膜性,使铸件有光亮的表面; 对铝硅铜系合金易产生热裂、减低伸长率和冲击 率; 故镁应该严格控制;
11)、铅(Pb)
可改善切削性能,但是使耐蚀性变坏
第二章、压铸原理
1、认识压铸
压力铸造(简称压铸)的实质是在
高压作用下,使液态或半液态金属 以较高的速度充填压铸型型腔,并 在压力下成型和凝固而获得铸件的 方法。
第二章压铸过程原理及常用压铸合金
Mn: 提高耐蚀性和强度,但过多会产生硬化与脆性; Mg: 提高强度极限、弹性极限、疲劳极限及硬度,提高耐蚀性,少粘模。但增大收 缩率,对于Al-Si-Cu合金,会产生低温脆性,含镁量高的铝合金易产生热裂和疏松;
(5) 注意问题 ☆ 在压铸件结构设计时,采用加强肋提高强度;铸件的壁厚变化应较平 缓过渡,不应急剧变化,更应避免尖角,主要是由于镁合金压铸件易产生缩 松和热裂。 ☆镁合金零件在装配中应避免与铝合金、铜合金、含镍钢等零件直接接 触而导致电化学腐蚀,主要是由于镁的电极电位低。 ☆在熔炼时应采取阻燃措施。方法一:加入微量铍(0.003%)阻燃。铍 以Al-5%Be中间合金方式加入,考虑到烧损,加入量一般为所需量的3倍。 但不能加入过多,易产生过多的渣。方法二:采用气体保护熔炼。SF6、 CO2、SO2、N2。
工艺性要求
☆ 高温下有足够的强度和可塑性,热脆性小; ☆ 尽可能小的线收缩率和裂纹倾向,以免压铸件产生裂纹,使压铸件有 较高的尺寸精度; ☆ 结晶温度范围小,防止压铸件产生过多的缩孔和缩松; ☆ 在过热温度不高时有足够的流动性,便于填充复杂型腔,以获得表面 质量好的压铸件; ☆ 与型壁产生的物理—化学作用的倾向小,以减少粘模和相互合金化;
4032铝合金热加工图及热变形机理研究
4032铝合金热加工图及热变形机理研究
陈强;刘华平;陈拂晓;杨永顺;郭俊卿
【摘要】采用Gleeble-1500热物理模拟实验机对4032铝合金进行等温压缩实验,研究应变速率在0.02s-1~5s-1和变形温度为370℃~490℃的4032铝合金的热变形特征,并根据材料动态模型构建4032铝合金的热加工图.应用OLYMPUS PMG3型光学显微镜观察分析压缩后试样的微观组织.研究表明:4032铝合金最佳热加工工艺参数为:变形温度460℃~490℃,应变速率0.03s-1~0.36s-1;4032铝合金热加工的软化机制主要是动态回复.
【期刊名称】《锻压装备与制造技术》
【年(卷),期】2013(048)005
【总页数】4页(P87-90)
【关键词】材料科学;4032铝合金;加工图;动态回复;流变失稳
【作者】陈强;刘华平;陈拂晓;杨永顺;郭俊卿
【作者单位】河南科技大学材料科学与工程学院,河南洛阳471023;洛阳中重发电设备有限责任公司,河南洛阳471003;河南科技大学材料科学与工程学院,河南洛阳471023;河南科技大学材料科学与工程学院,河南洛阳471023;河南科技大学材料科学与工程学院,河南洛阳471023
【正文语种】中文
【中图分类】TG301
4032铝合金是一种典型的共晶铝硅合金,具有中等力学性能(抗拉强度
350MPa),低的热膨胀系数,出色的耐磨和耐腐蚀性能,适合于制造空调压缩机活塞、发动机活塞、压缩机转子等零部件[1]。基于动态材料模型的热加工图能够
准确反映材料在不同变形条件下的组织结构变化,确定软化机理,研究出失稳区域,优化热加工工艺参数。本文采用Gleeble-1500热物理模拟实验机对4032铝合金进行等温压缩实验,得到压缩式样的真应力-真应变关系曲线。依据动态材料模型
T6热处理技术规范-B版
Q/ 上海嘉朗实业有限公司企业标准
Q/J-G-GC-193-2013-B
铝合金铸件T6热处理技术规范
(试行)
编制:
审核:
批准:
2013-10-09发布 2013-10-15实施
上海嘉朗实业有限公司发布
Q/J-G-GC-193-2013-B
前言
本标准由上海嘉朗实业有限公司提出。
本标准由上海嘉朗实业有限公司质量保证部归口。
本标准起草单位:上海嘉朗实业有限公司工程部。
本标准主要起草人:赵洪慈
Ⅰ
Q/J-G-GC-193-2013-B 铝合金铸件T6热处理技术规范
1范围
本标准规定了上海嘉朗实业有限公司(以下简称本公司)铝合金铸件T6热处理的目的、操作要点、工艺参数、检验规则等内容。
本标准适用本公司铸造所使用的铸造铝合金锭。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 7999 铝及铝合金光电直读发射光谱分析方法
GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定
GB/T 20975 铝及铝合金化学分析方法
GB/T 3246.2-2000 变形铝及铝合金制品低倍组织检验方法
JB/T7946.3-1999 铸造铝合金金相铸造铝合金针孔
ASTMB85-1996 铝合金标准~美国标准三
ASTMB108-1998 铝合金金属型铸件
ISO3522-2006 铸铝合金.化学成分和机械性能
3T6热处理的定义及目的
固溶处理(淬火)加完全人工时效用来获得最高的强度,但塑性和抗蚀性有所降低。在较高温度和较长时间内进行。适用于要求高负荷的零件。
第二章 耐火材料的性能
(Pt ) Vo Vc 100% Vb
第二章 耐火材料的组成和性能
§2.1 §2.2 §2.3 §2.4 §2.5 耐火材料的化学矿物组成 耐火材料的宏观结构 耐火材料的力学性质 耐火材料的热学性质及导电性质 耐火材料的使用性质
耐火材料的性质
耐火材料的性质主要包括: (1)化学-矿物组成 (2)微观组织结构 (3)力学性质、热学性质 (4)高温使用性质 耐火材料的性能决定于: (1)化学组成(原料性质) (2)制造方法(工艺过程)
又称热震稳定性抗温度急变性耐急冷急热性等是指耐火制品对温度急剧变化所产生损伤的抵抗能耐火材料在使用过程中经常会遭受到温度急剧变化的作用如冶金炉炉衬在两次熔炼的间歇中盛钢桶衬砖在两次盛钢与浇注的交替中其他非连续式窑炉或容器的间歇操作中在很短时间内工作温度变化很大都因温度急剧变化即热震作用而开裂剥落和崩溃
材料的弹性模量受晶体键强控制,原子晶体的共价键结合最强,故弹性 模量最大;分子晶体的结合力最弱,弹性模量最小。若晶体中空位和位 错等缺陷较多,或晶界、晶粒中解离充分,则弹性模量较低。另外,材 料的弹性模量也与其密实程度和各组分间的结合强度等状况有关。一般 而言,材料的气孔率愈高,其弹性模量愈低。
铝,铝合金及强化与热处理
铝合金的强化及热处理
第一章铝及铝合金
一、铝的物理性质
分子量26.98,密度2.7g/cm3,熔点660.24℃(99.996%),导电导热性仅次于铜,是铁的3-4倍。膨胀系数24.58-25.45um/m.K。
铝经合金化后,其强度比纯铝高3-4倍,由于铝合金的质轻而强度高,故其强度在所有的金属和合金中,几乎名列前茅。
铝在室温下易形成一层致密的氧化膜(三氧化二铝,比重2.82—3.92),厚度几个纳米。
二、铝的化学性质
两性,与氧结合成氧化膜,在碱和盐溶液中抗蚀性差,
三、铝合金及分类
按合金的特性分:有防锈铝(纯铝及铝-锰、铝-镁系合金)、硬铝(铝-铜-镁-锰系)、超硬铝、锻铝及特殊铝。
按合金状态图分:变形铝(分可热处理强化区和不可热处理强化区)和铸造铝。
变形铝合金:熔炼注成铸锭再经热挤压,合金总量一般小于5%,分可热处理和不可热处理。
铸造铝合金:铸造方法浇注或压注成零件或毛坯,合金含量一般8-25%。
1. 变形铝合金牌号的表示方法
工业纯铝(≥99.00%)1XXX系列
Al-Cu系合金2XXX系列
Al-Mn系合金3XXX系列
Al-Si系合金4XXX系列
Al-Mg系合金5XXX系列
Al-Si-Mg系合金6XXX系列
Al-Zn系合金7XXX系列
其他元素合金8XXX系列
备用系9XXX系列
2.铸造铝合金牌号的表示方法
用化学元素及数字表示,如ZAlSi7Mg表示铸造铝合金,平均含硅量为7%,平均含镁量为小于1%。
还用合金代号表示,如ZL108,ZL111等,Z,L为铸,铝汉语拼音第一个字母,后面第一个数字表示合金系列,其中1、2、3、4分别表示铝硅、铝铜、铝镁、铝锌系列合金,ZL后面第二位,第三位两个数字表示顺序号。优质合金在数字后面附加了字母“A”。.
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<0.6 <0.6
<0.6 <0.7
二级
三级 四级
>1770
>1770 >1770
6
耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地
水铝石—高岭石类(D-K型)铝矾土的分类及特征
矾土等级 特等 一等
Al2O3,% Al2O3/SiO2 >76 68~76 >20 5.5~20
外观特征 灰色、重而硬,结构致密均匀 浅灰色、重而硬,结构致密均匀
1)探明的不同品位储量不清;2)保有的真实储量不清; 3)累计消耗及其质量不清;4)乱采乱挖对矿床破坏程度不清。
◆铝矾土资源遭受破坏的原因:
采富弃贫,采易弃难,采剥失调
◆解决办法:1)选矿、提纯;2)均化
◆均化:仿水泥生产工艺→→均化料
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耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地 5.5.3 高铝质制品生产工艺要点
二等(甲) 二等(乙)
三等
60~68 50~60
42~52
2.8~5.5 1.8~2.8
1.0~1.8
灰白色、结构尚致密,具有少量鲕状体 灰色、结构疏松,具有较多的鲕状体
灰色、质轻又软,易碎,结构均匀
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5.5.2 高铝矾土的加热变化
—— 分解阶段; —— 莫来石化阶段; —— 重结晶烧结阶段。
相同点:高铝制品的生产工艺流程与多熟料粘土质制品生产 工艺流程相似。 不同点:二次莫来石化反应。
减轻二次莫来石化反应措施:
(1)熟料的严格拣选分级
(2)合理选择结合剂的种类和数量 —— 结合粘土尽可能少加(5~10%) —— 用生矾土细粉代替结合粘土 —— 用高铝矾土和结合粘土粉按比例配合
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不同等级铝矾土的烧结情况
等级 特级 Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级 Ⅳ级
Al2O3, %
>75 70~75 60~70 55~60 45~55
烧结 情况
较易 较难 最难
烧结温度 1600~ 1700℃
原因 高岭石少,水铝石多,二次莫来石 化程度弱,可能还有TiO2作用 一定程度的二次莫来石化 二次莫来石化强烈 高岭石多,水铝石少,二次莫来石 化程度弱 同上
1500~ 1600℃
1600~ 1700℃
最易 1500℃左右 最易 1500℃左右
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◆铝矾土原料储量目前存在的问题:“四不清”
5.5 高铝质耐火材料
公元400年前后中国已开始制造高铝质耐火材料(河南省)。 定义:高铝矾土熟料+结合粘土,A12O3不低于48%。 按A12O3含量分: I等,>75%;II等,60~75%;III等,48~60%。
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耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地 5.5.1 高铝矾土原料
1)分布 山西、河北、河南以及贵州等地。
→→我国铝矾土矿构造复杂,成分不均
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耐火材料用铝矾土(生料)的等级划分
化学成分, % 级别 特级 一级 Al2O3 >75 Fe2O3 <2.0 CaO <0.5 耐火度,℃ >1770 >1770
70~75 60~70
55~60 45~55
<2.5 <2.5
(3)熟料的邻级混配和氧化铝含量高的熟料以细粉形式加入 (4)合适的颗粒组成 —— 适当增加细粉数量(45~50%) —— 适当增大粗颗粒的尺寸和数量 —— 部分熟料和结合粘土共同细磨 —— 共磨时熟料和粘土混合料中的A12O3/SiO2重量 比应略大于2.55。 (5)适当提高烧成温度(Ⅱ级矾土熟料)
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2)高铝制品的热震稳定性比粘土砖差 I、 Ⅲ等高铝砖比Ⅱ等高铝砖更差些 3)高铝制品的抗渣性随制品中A12O3含量增多和液相 量的减少而有所提高。 →→ 提高原料纯度,改变基质的化学—矿物组成,减少玻璃 相数量,调整玻璃相成分,是提高制品的高温结构强度、热震 稳定性及抗渣性的关键。 ◆ 高炉用硅线石砖、红柱石砖、蓝晶石砖、热风炉用低蠕 变高铝砖、高荷软高铝砖、高热震高铝砖以及水泥窑和电炉 顶用优质磷酸盐结合高铝不烧砖等。 ◆ 莫来石砖、莫来石-刚玉砖和刚玉-莫来石砖等。
α-Al2O3· H2O→α-Al2O3+H2O↑ (400-600℃) Al2O3· 2SiO2· 2H2O→Al2O3· 2SiO2+2H2O↑ (600℃左右) 3(Al2O3· 2SiO2)→3Al2O3· 2SiO2+4 SiO2 (980℃左右) 3α-Al2O3+ 2SiO2→3Al2O3· 2SiO2 (1200-1500℃) △ V≈+10% ↑ 二次莫来石化
2)矿物组成及分类
基本类型 亚类型 主要分布
一水型 铝矾土
1) 水铝石—高岭石(D—K型) 2) 水铝石—叶蜡石(D—P型) 3) 勃姆石—高岭石(B—K型) 4) 水铝石—伊利石(D—I型) 5) 水铝石—高岭石—金红石 (D—K—R型)
三水铝石型(G型)
山西、山东、河北、河南、贵州 河南 山东、山西、湖南 河南 四川
三水型 铝矾土
福建、广东
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3)构造
◆ 致密状:矿石光滑、细腻,断面均匀;有的组成矿物以水铝 石(细晶质到隐晶质)为主,有的以高岭石或叶腊石为主。
◆ 多孔状:多为纯水铝石构成,结构十分疏松。水铝石一 般都 较粗大,有时在孔洞中填有其它矿物,如金红石或石英等。
◆ 鲕状:结构特别复杂。 ◆ 粗糙状:断面粗糙,略显疏松,但均匀。矿石主要成分为水 铝石和高岭石,二者含量相近。
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5.5.4 高铝质制品性质
1)高铝砖中A12O3含量和 荷重软化温度关系
Ⅰ、Ⅱ等矾土煅烧后的玻璃相组成
名 称 Ⅰ级矾土 Ⅱ级矾土 煅烧 温度,℃ 1500 1500 玻璃成分,% SiO2 24.95 44.82 Al2O3 45.16 46.15 Fe2O3 9.35 2.50 TiO2 19.52 3.20
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作业:
如何提高硅砖导热性能?说明原因。
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原料A 原料B 原料C 添加物/结合剂
粉碎/分级
粉碎/分级
粉碎/分级
配料(粗/中/细) 混合/混练
成型 干燥
烧成
烧成砖(制品)
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烧成砖的制造工艺流程
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