第三讲铝及其合金相图,合金相与热处理

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ZL103铝硅铜合金
• ZAlSi5Cu2 变质处理 白色a固溶体 状共晶硅 少量块状初晶硅 黑色骨骼状 Mg2Si 亮灰色Al2Cu 浅灰色骨骼状 Al8Mg3SiFeSi6
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• 四元相图
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• Al－Si－Mg
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ZL101铝硅镁合金
• ZAlSi7Mg 未变质处理
白色a固溶体 灰色条片状共晶硅 块状初晶硅
浅灰色骨骼状η Al8Mg3SiFeSi6
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ZL101铝硅镁合金
• ZAlSi7Mg 变质处理
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3）时效 将淬火后的铝合金， 将淬火后的铝合金 ， 在室温或低温加热下保 温一段时间， 随时间延长其强度、 温一段时间 ， 随时间延长其强度 、 硬度显著升 高而塑性降低的现象， 称为时效 时效。 高而塑性降低的现象 ， 称为 时效 。 室温下进行 的时效称为自然时效 ； 的时效称为 自然时效； 低温加热下进行的时效 自然时效 称为人工时效。 称为人工时效。 人工时效 时效的实质，是第二相从过饱和、 时效的实质 ， 是第二相从过饱和 、 不稳定的 单一α 固溶体中析出和长大， 单一 α 固溶体中析出和长大 ， 由于第二相与母 的共格程度不同， 相 （ α 相 ） 的共格程度不同 ， 使 母相产生晶格 畸变而强化。 畸变而强化。
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三元相图垂直截面
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ZL103铝硅铜合金
• ZAlSi5Cu2 未变质处理 白色a固溶体 片条状共晶硅 少量块状初晶硅 黑色骨骼状Mg2Si 亮灰色Al2Cu 浅灰色骨骼状 Al8Mg3SiFeSi6
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彩色金相
未变质处理 砂型铸造 铝合金中 的 • CuAl2相 棕色
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热处理(退火、淬火和时效) 热处理 退火、
1）退火 再结晶退火－ 铝件经过变形加工后， (1) 再结晶退火 － 铝件经过变形加工后 ， 在再 结晶温度以上保温一段时间后空冷， 结晶温度以上保温一段时间后空冷 ， 用于消除 变形工件的加工硬化， 提高塑性， 变形工件的加工硬化 ， 提高塑性 ， 以便继续进 行成形加工。 行成形加工。 低温退火－ 消除内应力， 适当增加塑性， (2) 低温退火 － 消除内应力 ， 适当增加塑性 ， 通常在180～300℃保温后空冷。 通常在180～300℃保温后空冷。 180 后空冷 均匀化退火－ (3) 均匀化退火 － 消除铸锭或铸件的成分偏析 及内应力， 提高塑性， 及内应力 ， 提高塑性 ， 通常在高温长时间保温 后空冷。 后空冷。
相对稀少或产量较少Ti、 、 、 、 等 稀有金属 相对稀少或产量较少 、W、V、Nb、Mo等。 如镭（ 放射性金属 如镭（Ra）、铀（U）、钍（Th）等。 ） ） 介于金属与非金属之间的元素，如硅、 半金属 介于金属与非金属之间的元素，如硅、锗、硼
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时效曲线【Al- Cu合金】 时效曲线【Al-4%Cu合金】 合金
自然时效
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人工时效
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铸造铝合金热处理代号
T1 －铸造后不淬火直接人工时效 T2－退火 T4－淬火＋自然时效 T5－淬火＋部分人工时效（人工时效温度低或时 间短 • T6－淬火＋完全人工时效 • T7－淬火＋稳定化回火（时效温度比T6高） • T8－淬火＋软化回火 （时效温度比T7高） • • • •
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合金相鉴别
• ZL102 (ZAlSi12)
未变质处理 基体a固溶体 粗大条状共晶硅 块状初晶硅
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(ZAlSi12) • ZL102
钠盐变质处理 白色a固溶体成枝晶状 灰色共晶硅呈椭圆状 和球状
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ZL102
(ZAlSi12) 钠盐变质处理 初生枝晶白色a固溶体和灰色共晶组织 未变质好 硅晶体呈针状和细小条状 抗拉强度低，伸长率小 组织中有深灰色细针状β（Al9Fe2Si2）杂质铁
50× ×
100 ×
200 ×
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Al-Fe-Si三元相图
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请提宝贵意见
谢谢大家
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白色枝晶状a固溶体 细小颗粒状或条状 共晶硅
黑色骨骼状Mg2Si
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ZL101铝硅镁合金
• ZAlSi7Mg 变质处理
白色枝晶状a固溶体 细小颗粒状或条状 共晶硅 黑色骨骼状Mg2Si 浅灰色骨骼状 Al8Mg3SiFeSi6
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ZL102
(ZAlSi12) 钠盐变质处理 未变质好 白色a固溶体，共晶硅呈深灰色细小针状和条状 组织中有亮灰色针状β（Al9Fe2Si2） 杂质铁过多
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Al－Cu相图
• 共 晶 相 图
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彩色金相
未变质处理 砂型铸造铝 合金中的 • CuAl2相 棕色－紫色 －蓝色或浅 绿色
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2）淬火（固溶处理） 淬火（固溶处理） 将铝合金加热到固溶线以上保温后 将铝合金 加热到固溶线以上保温后 加热到固溶线以上 快冷，使第二相来不及析出， 快冷，使第二相来不及析出，得到过饱 和 、 不稳定的单一 α 固溶体 。淬火后铝 不稳定的单一α固溶体。 合金的强度和硬度不高， 合金的强度和硬度不高，具有很好的塑 性。
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彩色金相
变质处理 砂型铸造 铝硅合金 中的 FeSiAl3相
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彩色金相
未变质处理 冷模铸造 铝硅合金 中的 • FeSiAl5相
具有化合物的组合相图
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三元相图恒温截面
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Fra Baidu bibliotek
三元相图
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• 三 元 相 图 垂 直 截 面
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铝合金一般相图
• 共晶相图一部分
不 能热 处理 强化 的铝 合金
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Al-Si系相图 系相图
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Al-Si系相图 系相图
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• 共晶相图
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第三讲铝及其合金相图、 第三讲铝及其合金相图、合金相 铝及其合金相图 与热处理
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有色金属分类： 有色金属分类： 轻金属 ρ＜4.5g/cm3，如Al、Mg、K、Na、Ca等。 ＜ 、 、 、 、 等 重金属ρ＞4.5g/cm3，如Cu、Zn、Ni、Sn、Pb、Co等。 ＞ 、 、 、 、 、 等 贵金属 Au、Ag、Pt、Rh（铑）、Cd（镉）等。 、 、 、 （ （