第三讲铝及其合金相图,合金相与热处理
《铝合金热处理》课件
在建筑领域的应用
总结词
美观耐用、绿色环保
详细描述
铝合金在建筑领域的应用广泛，如铝合金门窗、幕墙等。通过热处理技术，可以提高铝合金的硬度和耐磨性，使 其更加美观耐用。同时，铝合金材料可回收利用，符合绿色环保的理念。
在电子产品领域的应用
总结词
精密制造、小型化趋势
详细描述
随着电子产品向小型化、精密化方向发展，铝合金热处理技术在电子产品制造中发挥着越来越重要的 作用。通过热处理技术，可以提高铝合金的精度和稳定性，满足电子产品对材料高精度和高稳定性的 要求。
固溶处理可以提高铝合金的塑性和韧性，改善其加工性能，同时为时效处理提供良 好的基的性能有重要影响，需要严格控制 。
时效处理
时效处理是将经过固溶处理的铝 合金在室温或加热到一定温度下 保温一定时间，使过饱和固溶体
分解，析出强化相的过程。
时效处理可以提高铝合金的强度 和硬度，改善其耐磨性和耐腐蚀
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详细描述
铝合金因其高强度、轻量化和耐腐蚀等特性，在航空航天领域被广泛使用。通 过热处理技术，可以进一步提高铝合金的性能，满足航空航天领域对材料高强 度和轻量化的严格要求。
在汽车工业领域的应用
总结词
大规模生产、节能减排
详细描述
汽车工业是铝合金热处理应用的重要领域，铝合金零件的大规模生产能够降低汽 车重量，从而减少能源消耗和排放。热处理技术能够提高铝合金的力学性能和耐 腐蚀性，使其在汽车制造中更具竞争力。
提高材料使用寿命
通过合理的热处理工艺，可以显 著提高铝合金的使用寿命，减少 维修和更换的频率，降低成本。
铝合金热处理的历史与发展
早期铝合金热处理
未来发展趋势
早期的铝合金热处理主要采用退火和 淬火等简单工艺，以改善材料的塑性 和硬度。
铝合金及热处理
铝合金的热处理铸造铝合金的金相组织比变形铝合金的金相组织粗大，因而在热处理时也有所不同。
前者保温时间长，一般都在2h以上，而后者保温时间短，只要几十分钟。
因为金属型铸件、低压铸造件铸造铝合金的金相组织比变形铝合金的金相组织粗大，因而在热处理时也有所不同。
前者保温时间长，一般都在2h以上，而后者保温时间短，只要几十分钟。
因为金属型铸件、低压铸造件、差压铸造件是在比较大的冷却速度和压力下结晶凝固的，其结晶组织比石膏型、砂型铸造的铸件细很多，故其在热处理时的保温也短很多。
铸造铝合金与变形铝合金的另一不同点是壁厚不均匀，有异形面或内通道等复杂结构外形，为保证热处理时不变形或开裂，有时还要设计专用夹具予以保护，并且淬火介质的温度也比变形铝合金高，故一般多采用人工时效来缩短热处理周期和提高铸件的性能。
一、热处理的目的铝合金铸件热处理的目的是提高力学性能和耐腐蚀性能，稳定尺寸，改善切削加工和焊接等加工性能。
因为许多铸态铝合金的机械性能不能满足使用要求，除Al-Si系的ZL102，Al-Mg系的ZL302和Al-Zn系的ZL401合金外，其余的铸造铝合金都要通过热处理来进一步提高铸件的机械性能和其它使用性能，具体有以下几个方面： 1）消除由于铸件结构（如璧厚不均匀、转接处厚大）等原因使铸件在结晶凝固时因冷却速度不均匀所造成的内应力； 2）提高合金的机械强度和硬度，改善金相组织，保证合金有一定的塑性和切削加工性能、焊接性能； 3）稳定铸件的组织和尺寸，防止和消除高温相变而使体积发生变化； 4）消除晶间和成分偏析，使组织均匀化。
二、热处理方法 1、退火处理退火处理的作用是消除铸件的铸造应力和机械加工引起的内应力，稳定加工件的外形和尺寸，并使Al-Si系合金的部分Si结晶球状化，改善合金的塑性。
其工艺是：将铝合金铸件加热到280-300℃，保温2-3h，随炉冷却到室温，使固溶体慢慢发生分解，析出的第二质点聚集，从而消除铸件的内应力，达到稳定尺寸、提高塑性、减少变形、翘曲的目的。
铝合金热处理
2011年8月12日
何谓热处理？
图1：热处理曲线示意图
热处理的作用
去除铸件的内应力 稳定尺寸 改善机械性能
图2：二元合金相图
固溶体示意图
铝合金的一般相图
660
10
0.5
3
Al-Cu二元合金相图
铸造铝合金
铸造 铝合金
铝硅系 合金
铝铜系 合金
铝镁系 合金
铝锌系 合金
铸造、机械 性能良好
高温强度高（耐 热），易腐蚀
强度、塑性高 ，耐腐蚀，铸
造时易氧化
强度高，易 腐蚀，价格
低
热处理工艺
铝合金的热处理
热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程。
加热：一般都是加热到相变温度以上，以获得高温 组织。
保温：使内外温度一致，保证显微组织转变完全。
冷却：随炉冷、空冷、水冷。
温度（℃）
L+α
L
谢谢！
淬火工艺参数
加热温度：在避免发生过烧的情况下，尽可能提高 加热温度，促使更多的强化相溶入基体。 保温时间：对于含铜及含镁量高的合金，以及砂型 铸造的厚大铸件，应选取较长的淬火加热保温时间。 转移时间：越短越好。
淬火转移时间/s
3 10 20 30 40 60
抗拉强度sh/MPa
533 525 517 460 427 404
要点：在不过热过烧条件下，T淬高些，保温t 长些。淬火冷却要保证不析出第二相。为了防止 淬火变形开裂，一般采用20～80℃水冷却
时效 工艺
温度：对一定合金，有最佳时效温度. 时间：在一定时效温度下，有最佳时效时间。 方式：单级和多级时效。高强合金常用分级不合格 腐蚀氧化
退 火 塑性不够 产 品
铝及铝合金的热处理
铝及铝合金的热处理退火及淬火时效是铝合金的基本热处理形式。
退火是一种软化处理。
其目的是使合金在成分及组织上趋于均匀和稳定,消除加工硬化,恢复合金的塑性。
淬火时效则属强化热处理,目的是提高合金的强度,主要应用于可热处理强化的铝合金。
第一节 退火根据生产需求的不同,铝合金退火分铸锭均匀化退火、坯料退火、中间退火及成品退火几种形式。
一、铸锭均匀化退火铸锭在快速冷凝及非平衡结晶条件,必然存在成分及组织上的不均匀,同时也存在很大的内应力。
为了改变这种状况,提高铸锭的热加工工艺性,一般需进行均匀化退火。
为促使原子扩散,均匀化退火应选择较高的退火温度,但不得超过合金中低熔点共晶熔点,一般均匀化退火温度低于该熔点5~40℃,退火时间多在12~24h之间。
二、坯料退火坯料退火是指压力加工过程中第一次冷变形前的退火。
目的是为了使坯料得到平衡组织和具有最大的塑性变形能力。
例如,铝合金热轧板坯的轧制终了温度为280~330℃,在室温快速冷却后,加工硬化现象不能完全消除。
特别是热处理强化的铝合金,在快冷后,再结晶过程未能结束,过饱和固溶体也未及彻底分解,仍保留一部分加工硬化和淬火效应。
不经退火直接进行冷轧是有困难的,因此需进行坯料退火。
对于非热处理强化的铝合金,如LF3,退火温度为370~470℃,保温1.5~2.5H后空冷,用于冷拉伸管加工的坯料、退火温度应适当高一些,可选上限温度。
对于可热处理强化的铝合金,如LY11及LY12,坯料退火温度为390~450℃,保温1~3H,随后在炉中以不大于30℃/h的速度冷却到270℃以下再出炉空冷。
三、中间退火中间退火是指冷变形工序之间的退火,其目的是为了消除加工硬化,以利于继续冷加工变形。
一般来说,经过坯料退火后的材料,在承受45~85%的冷变形后,如不进行中间退火而继续冷加工将会发生困难。
中间退火的工艺制度基本上与坯料退火相同。
根据对冷变形程度的要求,中间退火可分为完全退火(总变形量ε≈60~70%),简单退火(ε≤50%)和轻微退火(ε≈30~40%)三种。
轻合金铝合金相图及合金相 ppt课件
❖ Westengen 在对1050合金 [ 0.25%(质量)Fe， 0.13%(质量)Si ] DC铸锭均匀化前后相的形成和 转变的研究工作中，又发现一新的 相， Westengen 将之表达为 相。
❖ 图34是其典型TEM形貌及[100]晶带轴的选区电 子衍射花样。
图34 相典型TEM形貌及[100]晶带轴选区电子衍射花样
❖ 杂质铁和硅在Al-Cu-Mn系合金中有时还可能形成 (FeMn)Al6相。
❖ 2. 3 3×××系和 4×××系中的多元化合 物
❖ 3×××系合金的主要合金元素是锰，该系合金中的锰含量 在1.0%～1.6%，Fe、Si是主要杂质元素。
❖ Fe、Si元素含量对合金相和显微组织有很大影响，必须严格 控制其含量。
❖ 在4×××系合金中，Si是主要元素。
❖ 在部分4×××系合金中，也添加了Cu、Mg、Ni、Mn等 元素。
❖ 工业生产的4A01、4A13和4A17三个合金均含有 +Si共 晶体和 (Al5FeSi)相。
❖ 由于各合金中硅含量不同，其组织中的共晶体量也依次 (4A01、4A13和4A17) 递增。
图16 Al-Cu-Li 三元相图
图17 Al-Cu-Mg 三元相图
图18 Al-Cu-Zn 三元相图
图19 Al-Fe-Mn 三元相图
图20 Al-Fe-Cr 三元相图
图21 Al-Fe-Zn 三元相图
图22 Al-Mn-Mg 三元相图
图23 Al-Si-Mg 三元相图
图24 Al-Zn-Mg 三元相图
❖ 2. 5 6×××系和 7×××系中的化合物
❖ 6×××系合金包括Al-Mg-Si和Al-Mg-Si-Cu系合金。
❖ Al- Mg-Si-Cu系合金中铜含量在0.4%以下，主要强化相是 Mg2Si。
典型铝合金相图 ppt
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典型的铝合金三元相图
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典型的铝铝合金相图
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1. 二元合金相图
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铝及铝合金热处理工艺讲解学习
铝及铝合金热处理工艺1. 铝及铝合金热处理工艺1.1 铝及铝合金热处理的作用将铝及铝合金材料加热到一定的温度并保温一定时间以获得预期的产品组织和性能。
1.2 铝及铝合金热处理的主要方法及其基本作用原理 1.2.1 铝及铝合金热处理的分类（见图1）图1 铝及铝合金热处理分类1.2.2 铝及铝合金热处理基本作用原理(1) 退火：产品加热到一定温度并保温到一定时间后以一定的冷却速度冷却到室温。
通过原子扩散、迁移，使之组织更加均匀、稳定、，内应力消除，可大大提高材料的塑性，但强度会降低。
①铸锭均匀化退火：在高温下长期保温，然后以一定速度（高、中、低、慢）冷却，使铸锭化学成分、组织与性能均匀化，可提高材料塑性20%左右，降低挤压力20%左右，提高挤压速度15%左右，同时使材料表面处理质量提高。
②中间退火：又称局部退火或工序间退火，是为了提高材料的塑性，消除材料内部加工应力，在较低的温度下保温较短的时间，以利于续继加工或获得某种性能的组合。
③完全退火：又称成品退火，是在较高温度下，保温一定时间，以获得完全再结晶状态下的软化组织，具有最好的塑性和较低的强度。
(2)固溶淬火处理：将可热处理强化的铝合金材料加热到较高的温度并保持一定的时间，使材料中的第二相或其它可溶成分充分溶解到铝基体中，形成过饱和固溶体，然后以快冷的方法将这种过饱和固溶体保持到室温，它是一种不稳定的状态，因处于高能位状态，溶质原子随时有析出的可能。
但此时材料塑性较高，可进行冷加工或矫直工序。
①在线淬火：对于一些淬火敏感性不高的合金材料，可利用挤压时高温进行固溶，然后用空冷（T5）或用水雾冷却（T6）进行淬火以获得一定的组织和性能。
②离线淬火：对于一些淬火敏感性高的合金材料必须在专门的热处理炉中重新加热到较高的温度并保温一定时间，然后以不大于15秒的转移时间淬入水中或油中，以获得一定的组织和性能，根据设备不同可分为盐浴淬火、空气淬火、立式淬火、卧式淬火。
铝合金金相关热处理知识
一、工业纯铝Industria1PureA1uminum1、物理性能熔点660.24o C;密度2.7×103kg∕m3;面心立方晶格a=0.4049nm;原子直径0.286nm相对电导率62%IACS(Internationa1Annea1edCopperStandard)电阻率2.66χ10-8Qm (欧姆米)(99.9%AI);2 .化学性能铝的化学活泼性极高，标准电极电位(・1.67伏)。
铝在空气中表面生成5~10nm厚的AI2O3保护膜，在大气中耐蚀。
在浓硝酸中有极高的稳定性，与有机酸及食品几乎不反应。
在硫酸、盐酸、碱、盐中不稳定。
3 .特点质量轻优秀的导电、传热和塑性变形性能在大气中有良好的耐蚀性强度低不适于作结构材料二、铝的合金化A11oyingofA1uminum合金化原理主要固溶强化和时效强化固溶强化：元素溶解度大，与A1原子直径差大，例如Mg和Mn o时效强化：所加元素或形成的中间相，高温时在A1中有较大的溶解度，随温度降低溶解度急剧变小。
常加入的元素为Zn、Mg、Cu.Si、1iβo在合金中可能形成：η-MgZn2 T-AI2Mg3Zn3β-Mg2Si δ-AI1iβ-Mg2AI3铝中的主要杂质:Fe.Si为了改善合金的塑性和抗蚀性，合金中常加入Mn、C R Z R Ti、CU等微量元素。
三、铝合金状态A1uminumA11oyStateF-加工态（热轧、挤压），不控制应变硬化量0-退火再结晶状态，强度最低、塑性最高W-固溶处理正在自然时效过程（不稳定）H■冷作硬化状态T-热处理状态应变硬化状态：H1■应变硬化。
H2-应变硬化加不完全退火。
H3-应变硬化稳定处理。
H112-加工过程的应变硬化（不控制应变量）H321-加工过程的应变硬化（控制应变量）H116-特殊应变硬化热处理状态：在T后附有一位或多位数。
对于T状态，列出了在两次操作之间或操作之后的室温下可能发生自然时效时间。
铝合金热处理PPT课件
常见的热处理缺陷——过烧
2019/11/4
正常淬火组织×400
严重过烧组织×400
2019/11/4
避免过烧的措施
1.掌握不同合金的实际过烧温度
2.严格执行淬火加热工艺规程和准确控制炉温 3.定期检查实际炉温的均匀性和控温仪表的 可靠性
2019/11/4
常见的热处理缺陷——淬火开裂
水温过低
铸件开裂
要点：在不过热过烧条件下，T淬高些，保温t 长些。淬火冷却要保证不析出第二相。为了防止 淬火变形开裂，一般采用20～80℃水冷却
时效 工艺
温度：对一定合金，有最佳时效温度. 时间：在一定时效温度下，有最佳时效时间。 方式：单级和多级时效。高强合金常用分级时效
2019/11/4
常见的热处理缺陷
过烧 淬火变形与开裂 机械性能不合格 腐蚀氧化
热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程。
加热：一般都是加热到相变温度以上，以获得高温 组织。
保温：使内外温度一致，保证显微组织转变完全。
冷却：随炉冷、空冷、水冷。
温度（℃）
L+α
L
α
α+β
Al 水冷
空冷
时间（t） 随炉冷
2019/11/4
铝合金的主要热处理形式
铝合金的主要热处理形式是退火与淬火时效。
2019/11/4
时效 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、硬度显著 升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；低温加热下进行的 时效称为人工时效。
2019/11/4
3、影响时效强化的主要因素
固溶 处理
规律：淬火T越高，淬火冷却V越快，转移t越 短，过饱和程度越高，时效强化效果也越大
铝及铝合金热处理工艺
铝及铝合金热处理工艺1.1铝及铝合金热处理的作用将铝及铝合金材料加热到一定的温度并保温一定时间以获得预期的产品组织和性能。
1.2铝及铝合金热处理的主要方法及其基本作用原理1.2.1铝及铝合金热处理的分类（见图1）均匀化退火中间退火退火成品退火在线淬火立式淬火离线淬火铝固溶淬火卧式淬火及一次淬火铝合阶段淬火金热自然时效处过时效理人工时效时效欠时效多级时效回归图1铝及铝合金热处理分类1.2.2铝及铝合金热处理基本作用原理(1)退火：产品加热到一定温度并保温到一定时间后以一定的冷却速度冷却到室温。
通过原子扩散、迁移，使之组织更加均匀、稳定、，内应力消除，可提高材料的塑性，但强度会降低。
①铸锭均匀化退火：在高温下历久保温，然后以一定速度（高、中、低、慢）冷却，使铸锭化学成分、组织与机能均匀化，可进步材料塑性20%左右，降低挤压力20%左右，进步挤压速度15%左右，同时使材料表面处置惩罚质量进步。
②中央退火：又称部分退火或工序间退火，是为了进步材料的塑性，消除材料内部加工应力，在较低的温度下保温较短的时间，以利于续继加工或获得某种机能的组合。
③完全退火：又称成品退火，是在较高温度下，保温一定时间，以获得完全再结晶状态下的软化组织，具有最好的塑性和较低的强度。
(2)固溶淬火处理：将可热处理强化的铝合金材料加热到较高的温度并保持一定的时间，使材料中的第二相或其它可溶成分充分溶解到铝基体中，形成过饱和固溶体，然后以快冷的方法将这种过饱和固溶体保持到室温，它是一种不稳定的状态，因处于高能位状态，溶质原子随时有析出的可能。
但此时材料塑性较高，可进行冷加工或矫直工序。
①在线淬火：对于一些淬火敏感性不高的合金材料，可利用挤压时高温进行固溶，然后用空冷（T5）或用水雾冷却（T6）进行淬火以获得一定的组织和性能。
②离线淬火：对于一些淬火敏感性高的合金材料必须在专门的热处理炉中重新加热到较高的温度并保温一定时间，然后以不大于15秒的转移时间淬入水中或油中，以获得一定的组织和性能，根据设备不同可分为盐浴淬火、空气淬火、立式淬火、卧式淬火。
铝及铝合金金相检验课件
第二相可以起到强化、脆化、增塑等作用，对材料的力学性能、物理性能和加工性能产生重要影响。
第二相作用
夹杂物分析方法
通过金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析等手段对夹杂物的形貌、成分和分布进行分析。
夹杂物定义
夹杂物是指在金属材料中非金属和非金属化合物等外来物质，对材料的性能产生不利影响。
表面处理
01
02
03
04
将铝和其他合金元素混合加热至熔融状态。将熔Leabharlann 状态的铝液注入模具中冷却凝固成铸件。
通过轧制、挤压、锻造等工艺将铝及铝合金加工成所需形状和尺寸的制品。
对铝及铝合金制品进行阳极氧化、喷涂等处理以提高其耐腐蚀性和美观度。
金相学基础
总结词
金相学是研究金属材料内部显微组织结构及其与金属性能关系的科学，它在铝及铝合金的研发、生产和质量控制中具有重要意义。
铝及铝合金金相检验课件
目录
CONTENTS
铝及铝合金概述金相学基础铝及铝合金金相检验方法铝及铝合金金相组织分析铝及铝合金金相检验案例分析
铝及铝合金概述
铝及铝合金是以铝为基体元素，通过添加其他合金元素形成的具有优异性能的合金。
定义
密度低、导电导热性好、耐腐蚀、加工性能优良等。
特性
熔炼
铸造
塑性加工
总结词
金相学在铝及铝合金的生产和研发过程中发挥着重要作用，包括合金成分优化、热处理工艺制定、产品性能检测等。
详细描述
在铝及铝合金的生产和研发过程中，金相学有着广泛的应用。通过金相检验可以了解合金的显微组织结构，为合金成分的优化提供依据。同时，金相学在热处理工艺的制定中也起着关键作用，可以帮助确定最佳的热处理温度和时间，以获得所需的显微组织结构和性能。此外，金相学在产品性能检测中也具有重要意义，通过对显微组织结构的分析，可以预测和评估铝及铝合金产品的性能和可靠性。
铝合金热处理_2022年学习资料
何谓热处理？-保温-超-冷却-加热-时词-图1：热处理曲线示意图-2
热处理的作用-去除铸件的内应力-稳定尺寸-改善机械性能-○-3
700十-600-300-200-100--10203040-50-6070180u-1B³IDU-图2： 元合金相图
Alcohol-Water-Liquid solution-Mixing on the-molecular scale-Ni-OH2O-●CH;OH-Cu-5
3、影响时效强化的主要因素-规律：淬火T越高，淬火冷却V越快，转移越-短，过饱和程度越高，时效强化效果也越 -固溶-处理-要点：在不过热过烧条件下，T淬高些，保温-长些。淬火冷却要保证不析出第二相。为了防止-淬火变 开裂，一般采用20~80℃水冷却-温度：对一定合金，有最佳时效温度.-工艺-时间：在一定时效温度下，有最佳 效时间。-方式：单级和多级时效。高强合金常用分级时效
铸造铝合金-铝硅系-铝铜系-铝镁系-铝锌系-合²金-铸造、机械-强度、塑性高-性能良好-,耐腐蚀，铸-造时 氧化-高温强度高（耐-强度高，易-热，易腐蚀-腐蚀，价格-人低-10
热处理工艺-温度-℃-500±5℃-200-2h-Sh-时同h
铝合金的热处理-热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程。-加热：一般都是加热到相变温度以上，以获得高温 组织。-保温：使内外度一致，保证显微组织转变完全。-冷却：随炉冷、空冷、水冷。-温度（℃）-L十a-0-A -a+B-12-时间t
谢谢！铝合金热处理ppt课件
常见的热处理缺陷-过烧-淬火变形与开裂-机械性能不合格-腐蚀氧化-○
常见的热处理缺陷一一过烧-正常淬火组织X400-严重过烧组织X400
避免过烧的措施-1.掌握不同合金的实际过烧温度-2.严格执行淬火加热工艺规程和准确控制炉温-3.定期检查实 炉温的均匀性和控温仪表的-可靠性
第三讲铝及其合金相图,合金相与热处理
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）杂质铁的存在
50×
100 ×
200 ×
Al-Fe-Si三元相图
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） 杂质铁过多存在
(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，通常在高温长时间保温 后空冷。
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
2）淬火（固溶处理） 将铝合金加热到固溶线以上保温后 快冷，使第二相来不及析出，得到过饱 和、不稳定的单一 固溶体。淬火后铝 合金的强度和硬度不高，具有很好的塑 性。
请提宝贵意见
谢谢大家
3）时效
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、硬度显著升
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；低温加热下进行的时效 称为人工时效。 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，由于第二相与母 相（ α 相）的共格程度不同，使母相产生晶格 畸变而强化。
第三讲铝及其合金相图、合金相 与热处理
有色金属分类： 轻金属 ρ＜4.5g/cm3，如Al、Mg、K、Na、Ca等。 重金属ρ＞4.5g/cm3，如Cu、Zn、Ni、Sn、Pb、Co等。 贵金属 Au、Ag、Pt、Rh（铑）、Cd（镉）等。
稀有金属 相对稀少或产量较少Ti、W、V、Nb、Mo等。
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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
Engineering Materials
3/71
Al-Si系相图 系相图
Engineering Materials
4/71
Al-Si系相图 系相图
Engineering Materials
5/71
• 共晶相图
Engineering Materials
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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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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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• 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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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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Engineerin 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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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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请提宝贵意见
谢谢大家
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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。 、 、 、 （ （
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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。
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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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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三元相图
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• 三 元 相 图 垂 直 截 面
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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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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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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
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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