航空航天铝合金材的热处理工艺课件(PPT 34页)
《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
THANKS
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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。
金属热处理铝合金的热处理课件
铝合金的时效处理
时效处理是铝合金热处理的另一个重要环节 ，通过在室温或低温下长时间放置，使过饱 和固溶体发生分解，形成弥散分布的强化相 ，进一步提高材料的强度和硬度。
时效处理过程中，过饱和固溶体在室温或低 温下长时间放置，会发生分解。随着时间的 推移，强化相逐渐从过饱和固溶体中析出， 形成弥散分布的状态。这种弥散分布的强化 相可以有效地阻碍位错运动，提高材料的强 度和硬度。时效处理是铝合金热处理中不可 或缺的一环，对于提高铝合金的性能具有重
02 铝合金热处理原理
铝合金特性
密度低
铝合金的密度远低于钢铁，具有更好的轻量化 效果。
良好的塑性
铝合金在加工过程中具有良好的塑性，容易形 成各种形状。
良好的导电性和导热性
铝合金具有优良的导电和导热性能，广泛应用于电子和散热器行业。
铝合金热处理原理
加热
01Biblioteka 将铝合金加热到一定温度，使其原子TDM活跃度增加。
加热时间控制
根据铝合金的厚度和热处 理工艺要求，控制加热时 间，确保铝合金材料均匀 受热。
冷却方式选择
根据铝合金的种类和热处 理要求，选择适当的冷却 方式，如风冷、水冷等， 以获得所需的机械性能。
铝合金热处理的质量检测与控制
硬度检测
通过硬度测试，检测铝合金材料的硬度是否达到 要求。
金相组织观察
通过金相显微镜观察，检测铝合金材料的金相组 织是否符合要求。
金属热处理铝合金的热处理课件
• 金属热处理概述 • 铝合金热处理原理 • 铝合金热处理工艺 • 铝合金热处理设备与工艺控制
• 铝合金热处理的发展趋势与未来 展望
• 案例分析：某铝合金产品的热处 理工艺流程
01 金属热处理概述
航空航天铝合金材的热处理工艺
航空航天铝合金材的热处理工艺航空航天铝合金材料常采用热处理工艺来提高其强度、硬度和耐腐蚀性能。
以下将介绍一种广泛应用于航空航天铝合金材料的热处理工艺——时效处理工艺。
时效处理是航空航天铝合金材料常用的热处理方法之一，其目的是通过在一定温度下保温一段时间，使合金中的析出相细化并均匀分布，从而提高材料的机械性能。
该工艺主要分为两个步骤：首先是固溶处理，即将工件加热至较高温度，使固溶相（固溶体）中的合金元素彻底溶解，形成均匀的固溶溶液；其次是时效处理，即将固溶处理后的材料迅速冷却到室温，并在较低温度下保温一段时间，使合金元素在固溶体中析出并形成细小的析出相。
时效处理工艺的关键参数包括保温温度、保温时间和冷却速度。
保温温度决定了合金元素的析出速度和析出相的尺寸，一般选择在合金元素析出时达到最大溶固溶解度的温度范围内。
保温时间决定了合金元素的析出程度，需根据合金材料的具体要求进行调整。
冷却速度影响合金中析出相的形态和分布，一般要求快速冷却以避免析出相过大而导致材料脆性增加。
时效处理的主要优点是可以显著提高航空航天铝合金的强度和硬度，并保持良好的可加工性。
此外，时效处理还能提高材料的耐腐蚀性能和疲劳寿命。
它广泛应用于航空发动机叶片、飞机结构件、车身外壳等关键零部件的制造中。
综上所述，时效处理是航空航天铝合金材料常用的热处理工艺之一。
通过固溶处理和时效处理这两个步骤，可以使合金中的合金元素均匀分布，并形成细小的析出相，从而显著提高材料的强度和硬度。
时效处理不仅能够满足航空航天领域对材料性能的要求，还能保持良好的可加工性和耐腐蚀性能。
这使得时效处理在航空航天铝合金材料的制造中具有广泛的应用前景。
航空航天行业对材料的要求极高，尤其是航空航天铝合金材料。
这些材料需要具备出色的强度、硬度、耐腐蚀性能和疲劳寿命，以承受各种极端条件和挑战。
为了满足这些要求，航空航天铝合金材料经常通过热处理工艺进行改善。
除了时效处理工艺，航空航天铝合金材料还应用了许多其他热处理工艺，如固溶处理、退火处理和淬火处理等。
铝合金热处理工艺
铝合金热处理工艺1. 引言铝合金是一种重要的构件材料，在航空工业、汽车工业以及建筑领域有广泛的应用。
热处理是铝合金加工过程中不可或缺的步骤，通过控制合金材料的加热和冷却过程，可以改善其力学性能、耐蚀性能和热稳定性。
本文将介绍铝合金热处理工艺的基本原理、常用方法以及工艺参数的选择与控制。
2. 铝合金热处理原理铝合金热处理的基本原理是通过加热和冷却过程改变合金材料的晶体结构和组织，从而调控其力学性能。
主要包括以下几个步骤：2.1 固溶处理固溶处理是铝合金热处理的首要步骤，其目的是将合金材料中的固溶体中的溶质原子溶解到基体中，形成均匀的固溶体溶液。
固溶处理温度和时间的选择对于合金材料的性能具有重要影响。
2.2 冷却速率控制冷却速率控制是热处理过程中的关键步骤之一，它可以影响到合金材料的析出相、晶粒尺寸和组织结构。
通常通过调整冷却介质的性质和冷却方法来控制冷却速率。
2.3 时效处理时效处理是在固溶处理完成后，通过重新加热合金材料到一定温度并保持一段时间，使得合金中的析出物达到稳定状态。
时效处理可以进一步提高合金的强度和硬度。
3. 常用的铝合金热处理方法铝合金热处理方法种类繁多，常用的方法包括以下几种：3.1 溶解退火溶解退火是将铝合金加热到高温区，使固溶体中的溶质原子溶解于基体中，然后通过合适的冷却速度形成均匀的固溶体。
3.2 固溶处理固溶处理是将铝合金加热到固溶区，并在该温度下保持一段时间，使固溶体达到均匀溶解的状态。
固溶处理后的铝合金具有良好的可塑性和韧性。
3.3 加强时效处理加强时效处理是将铝合金在固溶处理后，重新加热到较低的温度并保持一定时间，以促使合金中的析出物形成并细化，从而提高其强度和硬度。
3.4 自然时效处理自然时效处理是将铝合金在固溶处理后，不进行额外的热处理，而是让其在室温下经过一定时间自行发生时效，适用于一些需要高韧性的应用。
4. 铝合金热处理工艺参数的选择与控制铝合金热处理工艺参数的选择与控制对最终的合金性能具有重要影响，以下是一些需要考虑的关键参数：4.1 加热温度加热温度是铝合金热处理中的关键参数之一，不同合金材料具有不同的加热温度范围，需要根据合金的性质和要求选择合适的加热温度。
常用航空用铝合金热处理规范解读讲课文档
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TX1
对于一些热处理状态为T4、T6及T7的变形铝合金，在常规的 热处理状态后面加“1”，表明淬火工艺的改变。如果只有一 个“1”，则表明固溶处理后在沸水中淬火，如T61；如果 “1”后面还有一个数字，则表明淬火介质按照特定的要求 发生变化，如T611。
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8
T6---固溶处理，然后人工时效处理。
T7---固溶处理，然后进行过人工时效处理。
T8---固溶处理后进行冷加工，然后进行人工时效。
T9---固溶处理后进行人工时效，然后进行冷加工。适用于经冷加工以提高其强度
的产品。
T10---自高温成形过程冷却后进行冷加工，然后进行人工时效。适用于经冷加 工或拉伸、矫直等可提高其强度的产品。
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TX2
指变形铝合金产品的最终热处理不是由合金产品的生产者实施，而是 由产品的使用者或经销商（如飞机制造商或为其代理的热处理商）进
行。 TX2规范一般和一些规范如T4、T6、T73或T76联合出现，指明产品 的其它需要进行的热处理工艺，如T42、T62、T732、或T762等。
常用到的规范有：T31、T351、T3510、T3511、T352、T354、 T36、T361等。
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11
T31------ 固溶处理，然后进行冷加工约1%左右的变形量，然后进行自然时效。 1%左右的冷变形量主要用作矫直或平整。
T351---- 固溶处理，然后通过可控的拉伸量消除应力（薄板的永久变形量 0.5%～3.0%，厚板的变形量为1.5%～3%，棒材的冷精轧量即冷精整 变形量为1%～3%，自由锻件或环锻件及轧制环的永久变形量为1%～ 5%），然后进行自然时效。拉伸后不再进行矫直；
《金属材料热处理》课件
热裂纹
热处理过程中，材料可能出 现裂纹，需要注意控制冷却 速度和选择合适的退火工艺。
变形问题
热处理后，材料可能发生变 形，需要采取正确的工艺措 施来避免和修复变形。
残余应力
热处理后的材料可能存在残 余应力，需要进行调控和处 理，以避免影响其性能和使 用寿命。
热处理பைடு நூலகம்金属材料的影响及应用
热处理对金属组织和性能的影响
热处理可以改变金属材料的晶粒结构和性能特点，如提高强度、硬度、韧性等。
热处理的应用
热处理广泛应用于汽车制造、航空航天、钢铁冶金等领域，以提升材料的性能和使用寿命。
热处理中的安全问题
1
热处理的安全注意事项
在进行热处理时，需要注意防护措施、安全操作规程和材料的危险特性。
2
热处理中常见的安全事故
有时在热处理过程中可能发生火灾、爆炸、中毒等意外事故，要加强安全意识和 应急准备。
结语
热处理的重要性
热处理是金属材料加工过程中不可或缺的环节，对最终产品的质量和性能有重要影响。
热处理的研究和发展趋势
随着科技的进步和需求的变化，热处理技术将不断创新和发展，以满足不同行业的需求。
《金属材料热处理》PPT 课件
欢迎来到《金属材料热处理》的课件。本课程将介绍热处理的基本概念、工 艺和方法，以及对金属材料的影响和应用，同时会涉及一些安全注意事项。
热处理的基本概念和分类
热处理的定义
热处理是指通过加热、保温和冷却等手段， 对金属材料进行组织和性能改变的工艺。
热处理的分类
热处理可分为退火、淬火、回火、时效等不 同分类，每种方法都有特定的目的和效果。
热处理工艺和方法
1
热处理工艺流程
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）均匀化退火中间退火成品退火回归图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。
退火 铝及铝合金热处理固溶淬火时效 人工时效 多级时效欠时效离线淬火卧式淬火立式淬火自然时效过时效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 热处理
铝合金热处理铝合金热处理铝合金是一种广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域的重要材料。
为了改善铝合金的性能和机械性能，通常需要进行热处理。
本文将介绍铝合金热处理的一些基本概念、方法和效果。
一、热处理的基本概念热处理是通过控制材料的加热和冷却过程，改变其组织结构和性能的一种方法。
在铝合金中，热处理主要是通过控制材料的加热温度、保温时间和冷却速率来实现的。
二、常见的铝合金热处理方法1. 固溶处理固溶处理是指将铝合金加热到固溶温度，使固溶体中的溶质完全溶解，然后通过快速冷却来获得均匀的固溶体。
固溶处理可以提高铝合金的强度和塑性，并改善其耐蚀性能。
2. 固溶时效处理固溶时效处理是在固溶处理的基础上，将材料保温一段时间，使固溶体中的溶质重新沉淀，形成细小的弥散相。
这种处理方法可以进一步提高铝合金的强度和硬度，同时保持较好的塑性。
3. 调质处理调质处理是指将固溶时效处理后的铝合金再次加热到一定温度，然后快速冷却。
这种处理方法可以消除固溶体中的残余溶质，进一步提高材料的硬度和强度。
三、铝合金热处理的效果通过适当的热处理方法，铝合金可以获得以下几个方面的改善：1. 强度提高：热处理可以通过形成细小的弥散相、消除残余溶质等方式提高铝合金的强度。
2. 硬度提高：热处理可以使铝合金的硬度增加，提高抗划伤和耐磨性能。
3. 耐腐蚀性能提高：热处理可以改善铝合金的耐腐蚀性能，使其更适用于恶劣环境下的使用。
4. 机械性能的综合改善：热处理可以综合改善铝合金的强度、硬度和塑性，使其具有更好的机械性能。
四、注意事项在进行铝合金热处理时，需要注意以下几个方面：1. 温度控制：热处理的温度要根据具体的合金成分和要求来确定，过高或过低的温度都会影响处理效果。
2. 保温时间：保温时间的长短也会对处理效果产生影响，需要根据具体情况进行合理控制。
3. 冷却速率：冷却速率对于处理后的组织和性能也有重要影响，需要选择合适的冷却方法和速率。
4. 处理工艺：不同的合金和要求可能需要不同的处理工艺，需要根据实际情况进行选择和优化。
常用航空用铝合金热处理规范解读_图文
适用于在精整模内通过冷整形来消除应力的模锻件。内应力的消除通 常采用拉伸及压缩的混合方式进行。
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T3热处理态
T3态主要用于飞机蒙皮板、壁板、桁条等。如2024-T351 机身蒙皮板、2524-T351板材、2324-T39等。 常用到的规范有：T31、T351、T3510、T3511、T352、 T354、T36、T361等。
2024-T361，应用于板材，基本热处理是T3，表明产品经过固溶处 理及淬火后，对产品施加冷变形。冷变形量远大于对产品进行矫直 或平整所需要的变形量（T3)，该工艺称为T361。
T36---基本热处理是T3，表明经过固溶处理及淬火后，对产品施加冷 变形，冷加工变形量约6%，然后进行自然时效。
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T354-----适用于模锻件。工艺为：产品经过固溶热处理及淬火后，在精 整模内冷整形以消除应力，然后进行自然时效。内应力的消除 通常采用拉伸及压缩的混合方式进行。
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2026-T3511挤压型材的热处理工艺
用
途：2026-T3511挤压型材，用于桁条。
铸 锭 规 格：Φ350mm，经均匀化退火后铸锭车皮至Φ313mm。
适用于固溶处理、淬火或从高温成型过程冷却后，按规定量进行拉伸 的挤压棒材、型材或管材以及拉制管材。这些产品在拉伸后不再进行 矫直。挤压棒材、型材或管材的永久变形量是1~3%；拉制管材的永久 变形量为1.5%~3%。
适用于固溶处理、淬火或从高温成型过程冷却后，按规定量进行拉伸 的挤压棒材、型材或管材以及拉制管材。这些产品在拉伸后可略微矫 直以使产品达到公差要求。挤压棒材、型材或管材的永久变形量是 1~3%；拉制管材的永久变形量为1.5%~3%。
热处理工艺介绍课件
高强度钢是一种广泛应用于建筑、桥梁、航空航天等领域的重要材料，其制造过程中需要进行热处理工艺。通过研究高强度钢的热处理工艺，可以提高其强度、韧性和抗疲劳性能，从而满足各种工程应用的需求。
在研究高强度钢的热处理工艺时，需要进行实验研究和理论分析，以确定最优的热处理工艺参数。同时，还需要进行生产成本的评估和环保性能的评估，以确定最优的热处理工艺方案。
热处理工艺介绍课件
目录
热处理工艺概述热处理工艺基本原理常见热处理工艺介绍热处理工艺参数控制热处理工艺对性能的影响热处理工艺应用案例分析
01
CHAPTER
热处理工艺概述
回火
分类
根据加热和冷却方式的不同，热处理可分为以下几类
正火
加热至一定温度后，保温一段时间，然后快速冷却至室温。
淬火
加热至一定温度后，保温一段时间，然后快速冷却至室温，最后进行回火处理。
06
CHAPTER
热处理工艺应用案例分析
汽车零件的制造过程中，热处理工艺是非常关键的一环。通过优化热处理工艺，可以提高汽车零件的强度、硬度、耐磨性和抗疲劳性能，从而提高汽车的整体性能和使用寿命。
在优化热处理工艺的过程中，需要考虑的因素包括：加热温度、保温时间、冷却速度和淬火介质等。同时，还需要进行生产成本的评估和环保性能的评估，以确定最优的热处理工艺方案。
定义
目的
方法
消除金属中的内应力，提高金属的塑性和韧性，为后续的加工或热处理工艺做好准备。
空气退火、炉内退火、等温退火等。
03
02
01
淬火是一种将金属加热到临界温度以上，保温一段时间，然后迅速冷却的一种工艺方法。
定义
提高金属的硬度、强度和耐磨性。
目的
航空用铝合金(课件)
产10564架. 2024-T3是铝合金发展的第一个里程碑
静强度控制阶段
（2））抗腐蚀性能的需求阶段（六十年代）
飞机设计上开始采用厚大截面结构，机体结构出现了应
力腐蚀问题，飞机机体材料除满足静强度外，还需满足 抗腐蚀性能的要求 为解决 7000 系铝合金的应力腐蚀问题，研制成功了 7075-T73 ，但同时牺牲了15 % 的静强度。随后又研制 了在牺牲较小强度条件下、可一定程度满足抗腐蚀性能
铝合金
在航空领域的应用
1 2 3 4 5
概述 航空铝合金的应用与发展 航空铝合金的未来需求 未来发展趋势 南山航空铝板
1
概述
铝合金分类及特点
铸造铝合金 变形铝合金 低密度（2.48~2.85） 低成本（5~25万元） 较高的比强度、比刚度 良好的腐蚀性能 易于制备（熔铸、热加工、冷加工）
要求的T76状态
7075-T73 、7075-T76合金标志着第二代耐腐蚀航空铝 合金的形成，与2024-T3合金一起成为六十年代飞机的 最主要结构用材
（2））第二阶段
（2））第二阶段
（2））第二阶段
（3）综合性能需求阶段（60 年代末至70 年代末）
飞机设计开始采用失效一安全设计，对材料提出了 断裂韧度的要求
在这种需求牵引下， 美国首先研制了 7475 合金，该合金在具有 高的强度的同时具有 优异的断裂韧性
Hale Waihona Puke （3）综合性能需求阶段（60 年代末至70 年代末）
7050-T74和2124 - T851合金厚板大量用于制造A6 及F/A18等军机的厚大结构件
（3）综合性能需求阶段（60 年代末至70 年代末）
5 ×××、3 ×××系列合金
常用航空用铝合金热处理规范解读
航空用铝合金的应用场景
飞机结构
01
航空用铝合金广泛应用于飞机结构，如机身、机翼、尾翼等。
起落架
02
航空用铝合金也用于制造飞机的起落架，承受高负荷和复杂应
力。
发动机部件
03
航空用铝合金还用于制造飞机发动机部件，如涡轮叶片和框架
理也是影响铝合金性能的重要因素。
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优化固溶处理工艺
总结词
固溶处理是航空用铝合金热处理的重要 环节，通过优化固溶处理工艺，可以提 高铝合金的强度、塑性和耐腐蚀性。
VS
详细描述
固溶处理是将铝合金加热至单相固溶体状 态，然后快速冷却，使溶质原子来不及析 出，从而在基体中形成过饱和固溶体。优 化固溶处理工艺的关键在于控制加热温度 、保温时间和冷却速度，以获得最佳的合 金组织和性能。
等。
03 常用航空用铝合金的种类 与特性
5000系铝合金
总结词
高强度、良好的塑性和抗腐蚀性
详细描述
5000系铝合金以铝为基体，加入镁和锰元素，具有较高的强度和良好的塑性，同时具有良好的抗腐蚀性能，广泛 应用于航空航天、汽车、船舶等领域。
6000系铝合金
总结词
中等强度、良好的塑性和抗腐蚀性
详细描述
航空用铝合金的要求
严格的生产标准
航空用铝合金的生产必须遵循严格的标准和质量 控制，以确保材料的一致性和可靠性。
精确的合金成分控制
航空用铝合金的合金成分必须精确控制，以满足 材料性能要求。
ABCD
完善的热处理规范
航空用铝合金必须遵循完善的热处理规范，以确 保材料性能的稳定性和可靠性。
航空航天铝合金材的热处理工艺课件
高强、高韧、好的抗疲劳性能和抗腐 蚀性能，具有良好的综合性能
高强度锻造铝合金，综合性能高，适 合于大截面产品
铸造和压力加工状态各向异性小、良 好的成形性、具有最低的临界冷 速率
主要用途
主要状态
飞机机身框架、机翼蒙皮、舱壁、桁条、加强筋 、肋、托架、起落架支承部件、座椅导轨
均匀化处理
高强高韧铝合 金热处理工艺
固溶处理 时效处理
形变热处理
下面仅以高强高韧7xxx系铝合 金为例，以点代面，对航空航 天铝合金的热处理工艺进行简 要描述。
二、铝合金在航空航天领域的应用
2.1 铝合金在航空领域的应用 （4）ARJ21 飞机各部位采用的铝合金
图3 ARJ21支线客机主要铝合金分布示意图
我国的 ARJ21飞 机各部位 采用的铝 合金主要 包括7050T74， 7150-T77， 7055-T77，
2XXX-T3 等，如图3 所示。
二、铝合金在航空航天领域的应用
2.1 铝合金在航空领域的应用 （2）Boeing777客机所用先进铝合金
图1 Boeing777采用的先进铝合金
目前
Boeing7 77客机 所用的 主要先 进铝合 金主要 有7055T77，
7150T77，
2X24-T3 等，如 图1所示。
二、铝合金在航空航天领域的应用
2.1 铝合金在航空领域的应用
T61、T761、T651、T7651 、T7351
T7651
形状复杂的大锻件、飞机主起落架闸门的连杆操 T1(T6)、T3(T73) 纵装置、机体构件、直升机悬翼夹头、起落 撬、弹射座椅导轨
二、铝合金在航空航天领域的应用
2.2 铝合金在航天领域的应用
铝合金热处理工艺
铝合金热处理工艺铝合金热处理原理铝合金铸件的热处理就是选用某一热处理规范，控制加热速度升到某一相应温度下保温一定时间以一定的速度冷却，改变其合金的组织，其主要目的是提高合金的力学性能，增强耐腐蚀性能，改善加工型能，获得尺寸的稳定性。
3.1.1铝合金热处理特点众所周知，对于含碳量较高的钢，经淬火后立即获得很高的硬度，而塑性则很低。
然而对铝合金并不然，铝合金刚淬火后，强度与硬度并不立即升高，至于塑性非但没有下降，反而有所上升。
但这种淬火后的合金，放置一段时间（如4～6昼夜后），强度和硬度会显著提高，而塑性则明显降低。
淬火后铝合金的强度、硬度随时间增长而显著提高的现象，称为时效。
时效可以在常温下发生，称自然时效，也可以在高于室温的某一温度范围（如100～200℃）内发生，称人工时效。
3.1.2铝合金时效强化原理铝合金的时效硬化是一个相当复杂的过程，它不仅决定于合金的组成、时效工艺，还取决于合金在生产过程中缩造成的缺陷，特别是空位、位错的数量和分布等。
目前普遍认为时效硬化是溶质原子偏聚形成硬化区的结果。
铝合金在淬火加热时，合金中形成了空位，在淬火时，由于冷却快，这些空位来不及移出，便被“固定”在晶体内。
这些在过饱和固溶体内的空位大多与溶质原子结合在一起。
由于过饱和固溶体处于不稳定状态，必然向平衡状态转变，空位的存在，加速了溶质原子的扩散速度，因而加速了溶质原子的偏聚。
硬化区的大小和数量取决于淬火温度与淬火冷却速度。
淬火温度越高，空位浓度越大，硬化区的数量也就越多，硬化区的尺寸减小。
淬火冷却速度越大，固溶体内所固定的空位越多，有利于增加硬化区的数量，减小硬化区的尺寸。
沉淀硬化合金系的一个基本特征是随温度而变化的平衡固溶度，即随温度增加固溶度增加，大多数可热处理强化的的铝合金都符合这一条件。
沉淀硬化所要求的溶解度－温度关系，可用铝铜系的Al－4Cu合金说明合金时效的组成和结构的变化。
图3－1铝铜系富铝部分的二元相图，在548℃进行共晶转变L→α＋θ（Al2Cu）。
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
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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
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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。
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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。
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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
铝合金热处理PPT课件
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退 火 塑性不够 产 品
退火温度偏低 保温时间不足 冷却速度过快
常见的热处理缺陷——机械性能不合格
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淬 火 硬度不够 产 品
淬火温度偏低 保温时间不足 转移和冷却过慢
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常见的热处理缺陷——腐蚀氧化
屈服强度s0.2/MPa
503 485 461 385 354 316
伸长率δ /%
11.2 10.7 10.3 12.0 11.6 11.0
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淬火
铸铝的淬火冷却介质一般选用热水，以减少铸件的 变形。 对于形状复杂、容易产生变形和裂纹的铸件，以及 要求尺寸稳定性好的铸件，应当在沸水中或热油中 淬火。 铸件形状比较复杂、壁厚相差较大，加热及冷却时 容易发生变形且较难校正，因此加热和淬火速度需 适当减缓。
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
在空气炉内进行高温加热，如炉膛内湿度 较大或含有其他有害物质，如硫化物，将 加剧铝制品的高温氧化。 特征：在金属表面形成气泡或在金属内形 成空洞。
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。
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均匀化处理
高强高韧铝合 金热处理工艺
固溶处理 时效处理
形变热处理
下面仅以高强高韧7xxx系铝合 金为例，以点代面，对航空航 天铝合金的热处理工艺进行简 要描述。
飞机的上翼结构、机体板梁凸缘、上面外板主翼 纵梁、机身加强件、龙骨梁、座椅导轨
飞机外翼梁、主起落架、前起落架动作筒、垂尾 接头
飞机机身、机翼蒙皮、中央翼结构件、翼梁、舱 壁、隔板、直升机舱板、起落架舱门
桁条
T7651、 T7451、 T73511 、T76511、T7452
T651、T7751、T6511、 T77511、T77 T74、T7452、T76511
（3）客机A380所用先进铝合金 表2 铝合金在空中客机A380上的应用
飞机结构 飞机型号
A380
上翼面蒙皮
7055 7449
桁条
下翼面蒙皮
7085（后梁 ）
7040（前梁 ）
2024HDT
桁条 机身蒙皮 2026 6013_T78
桁条 5076
图2 空中客机A380所用主要材料
目前空客A380所用的主要 先进铝合金主要有70x5、 2024等，见图2及表2所示。
（3）第三代－高纯为基础，高强高韧 耐蚀；应用：歼10、枭龙、ARJ21 ….
（4）第四代－以精确控制多尺度第二 相为基础－超强高韧耐蚀抗疲劳铝合金； 应用：ARJ21、大运机…
（5）正在研发第五代－具有高淬透性 的高综合性能铝合金。应用：大型运载 工具等
一、前言
随着航空航天工业的发展和其他材料技术的发展，铝材在性能、规格 方面面临历史上最严峻的挑战。铝合金的发展以结构的减重、高可靠 和长寿命为目标，主攻高强高韧耐蚀抗疲劳高综合性能、极端环境的 服役性能以及性能均匀、残余应力小的大规格高性能材料。这就需要 通过热处理工艺精确调控材料围观组织提高铝合金综合性能，满足航 空航天工业发展对材料的苛刻要求，其作用至观重要、不可或缺。
T61、T761、T651、T7651 、T7351
T7651
形状复杂的大锻件、飞机主起落架闸门的连杆操 T1(T6)、T3(T73) 纵装置、机体构件、直升机悬翼夹头、起落 撬、弹射座椅导轨
二、铝合金在航空航天领域的应用
2.2 铝合金在航天领域的应用
铝合金在 航天领域 运载火箭 上的应用， 主要有 7075、 20x4、 2219等， 如图4所示。
二、铝合金在航空航天领域的应用
2.1 铝合金在航空领域的应用 （1）飞机上不同部位应用的铝合金
表1 20世纪欧美国家铝合金在飞机不同部位的应用情况
飞机上不 同部位应 用的铝合 金主要有 2X24， 7X75， 7X5X等， 其合金牌 号及热处 理状态随 年代的变 化，如表
1所示。
二、铝合金在航空航天领域的应用
2.1 铝合金在航空领域的应用 （2）Boeing777客机所用先进铝合金
图1 Boeing777采用的先进铝合金
目前
Boeing7 77客机 所用的 主要先 进铝合 金主要 有7055T77，
7150T77，
2X24-T3 等，如 图1所示。
二、铝合金在航空航天领域的应用
2.1 铝合金在航空领域的应用
航空航天铝合金材的热 处理工艺
中色科技苏州分公司 李鹏辉 2011.4
1 前言
主要内容
2 铝合金在航空航天领域的应用
3 热处理工艺在航空航天铝合金上的应用
4 结束语
一、前言
航空航天铝合金主要指：
民用飞机
军用飞机
航天器
导弹武器
运载火箭
一、前言
典型的航空航天用铝合金产品
飞机用材中，铝材用量占 80%以上
T351、T4、T851
T31、T37、T87、T851、 T3511
T39 T3 H22 H32、H34、H112
续表 3 飞机用主要铝合金的特点、用途及状态
合金 牌号 7050
7150
7175
7475
7085
B93 пц
主要特点
高强、良好的断裂韧性和抗腐蚀性能 、淬火敏感性低
高强、优良的抗腐蚀性能、优良的断 裂韧性和抗疲劳性能
二、铝合金在航空航天领域的应用
2.1 铝合金在航空领域的应用 （4）ARJ21 飞机各部位采用的铝合金
图3 ARJ21支线客机主要铝合金分布示意图
我国的 ARJ21飞 机各部位 采用的铝 合金主要 包括7050T74， 7150-T77， 7055-T7合金在航空航天领域的应用
模 锻 件
预拉伸板7075
蒙皮板
锻件、大型整体壁板、大梁型材等。
一、前言
铝合金是航天装备的主要结构材料，一代铝合金一代高新技 术装备，历经5代发展，推动了航空航天技术的发展
（1）第一代－时效硬化高静强度；应 用：运5、轰5……
（2）第二代－过时效热处理高强耐蚀； 应用：运6、轰6、歼11、运8….
具有较高的室温强度和高温持久强度 ，热塑性好，无挤压效应，可焊 接，抗腐蚀性差
高强、高韧
高强、高韧、抗疲劳强度高
良好的抗腐蚀性能和延展性、密度小
中等强度、良好的耐蚀性和焊接性、 易于加工成形
飞机蒙皮、骨架、肋梁、螺旋桨元件等飞机结构 件
飞机蒙皮与结构件
飞机结构件 机身蒙皮 发动机过滤网 风扇叶片、储油箱
2.1 铝合金在航空领域的应用
（5）飞机上常用铝合金的特点、用途及状态
表 3 飞机用主要铝合金的特点、用途及状态
合金 牌号
1420
主要特点 密度小、抗蚀性好
主要用途
机身蒙皮和纵梁、座舱、油箱、舱口盖、地板、 翼肋、管道附件
主要状态
2024 2219
2324 2524 3003 5052
强度高，有一定耐蚀性，综合性能较 好
图4 运载火箭主要铝材分布示意图
三、热处理工艺在航空航天铝合金上的应用
航空航天领域主要应用高强高韧2xxx系和7xxx系铝合 金。为了满足飞机、运载火箭等对铝合金材料高强、高韧、 耐腐蚀、抗疲劳的要求，除了提高熔炼铸造技术，从源头上 保证铸锭质量，以及精密的加工技术外，还需要对铝合金进 行必要、精确的热处理。
高强、良好的抗腐蚀性、优良的断裂 韧性
高强、高韧、好的抗疲劳性能和抗腐 蚀性能，具有良好的综合性能
高强度锻造铝合金，综合性能高，适 合于大截面产品
铸造和压力加工状态各向异性小、良 好的成形性、具有最低的临界冷 速率
主要用途
主要状态
飞机机身框架、机翼蒙皮、舱壁、桁条、加强筋 、肋、托架、起落架支承部件、座椅导轨