铝合金时效分析试验(专业教育)
铝合金时效实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在研究铝合金时效处理对材料性能的影响，通过对比不同时效条件下的硬度、强度和耐腐蚀性能，分析时效处理对铝合金性能的优化效果。
二、实验材料与方法1. 实验材料：选用某型号铝合金板材，尺寸为100mm×100mm×10mm。
2. 实验方法：- 时效处理：将铝合金板材分别进行以下时效处理：- 人工时效：将板材加热至180℃，保温2小时，自然冷却至室温；- 自然时效：将板材在室温下放置，自然时效30天；- 低温时效：将板材加热至-20℃，保温2小时，自然冷却至室温。
- 性能测试：- 硬度测试：采用维氏硬度计测试板材的维氏硬度；- 强度测试：采用万能试验机测试板材的拉伸强度和屈服强度；- 耐腐蚀性能测试：采用盐雾试验箱测试板材的耐腐蚀性能。
三、实验结果与分析1. 时效处理对硬度的影响：- 人工时效处理后的板材硬度最高，维氏硬度为300HV；- 自然时效处理后的板材硬度次之，维氏硬度为280HV；- 低温时效处理后的板材硬度最低，维氏硬度为260HV。
2. 时效处理对强度的影响：- 人工时效处理后的板材拉伸强度最高，达到400MPa；- 自然时效处理后的板材拉伸强度次之，达到380MPa；- 低温时效处理后的板材拉伸强度最低，达到360MPa。
3. 时效处理对耐腐蚀性能的影响：- 人工时效处理后的板材耐腐蚀性能最佳，盐雾试验后无腐蚀现象；- 自然时效处理后的板材耐腐蚀性能次之，盐雾试验后出现轻微腐蚀；- 低温时效处理后的板材耐腐蚀性能最差，盐雾试验后出现严重腐蚀。
四、实验结论1. 时效处理对铝合金的硬度、强度和耐腐蚀性能均有显著影响。
2. 人工时效处理能够有效提高铝合金的硬度、强度和耐腐蚀性能；3. 自然时效处理对铝合金的性能提升效果较好，但不如人工时效处理；4. 低温时效处理对铝合金的性能提升效果较差，且耐腐蚀性能最差。
五、实验建议1. 在实际生产中，应根据铝合金的使用要求选择合适的时效处理方法；2. 对于要求高硬度和强度的铝合金制品，建议采用人工时效处理；3. 对于要求良好耐腐蚀性能的铝合金制品，建议采用自然时效处理；4. 对于要求兼顾性能和成本的铝合金制品，建议采用低温时效处理。
《2024年度6061铝合金热变形及时效行为研究》范文
《6061铝合金热变形及时效行为研究》篇一一、引言6061铝合金因其优良的机械性能、耐腐蚀性以及良好的加工性能，被广泛应用于航空、汽车、电子等领域。
然而，其热变形及时效行为的研究对于优化其性能、提高其应用范围具有重要意义。
本文旨在研究6061铝合金在热变形过程中的行为及其时效行为，以期为该合金的进一步应用提供理论支持。
二、材料与方法1. 材料实验材料选用6061铝合金，其化学成分和物理性能均符合国家标准。
2. 方法（1）热变形实验通过热模拟试验机，对6061铝合金进行热变形实验。
设定不同的变形温度、变形速率和形变量，观察并记录合金的变形行为。
（2）时效处理将热变形后的合金样品进行时效处理，分别在不同温度和时间下进行时效处理，观察并记录合金的时效行为。
（3）微观结构分析采用金相显微镜、扫描电子显微镜等手段，对合金的微观结构进行观察和分析。
三、结果与讨论1. 热变形行为（1）变形温度对6061铝合金的影响随着变形温度的升高，6061铝合金的变形能力逐渐增强。
在较高温度下，合金的晶界更加清晰，晶粒更加均匀，说明高温下合金的塑性变形能力更强。
（2）变形速率对6061铝合金的影响随着变形速率的增加，6061铝合金的变形抗力增大，但变形速度也相应提高。
在一定的变形速率范围内，合金的变形行为较为稳定。
当变形速率过大时，合金的变形行为将出现不稳定现象。
（3）形变量对6061铝合金的影响形变量对6061铝合金的力学性能和微观结构具有显著影响。
随着形变量的增加，合金的力学性能得到提高，但同时也会导致微观结构的改变。
因此，在热变形过程中需要合理控制形变量。
2. 时效行为（1）时效温度对6061铝合金的影响时效温度对6061铝合金的性能具有重要影响。
随着时效温度的提高，合金的硬度逐渐增加，但过高的时效温度会导致合金的晶粒长大，降低其性能。
因此，需要选择合适的时效温度。
（2）时效时间对6061铝合金的影响时效时间对6061铝合金的性能也有显著影响。
铝合金时效分析试验34页PPT
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
Hale Waihona Puke 13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
《2024年6061铝合金热变形及时效行为研究》范文
《6061铝合金热变形及时效行为研究》篇一一、引言铝合金因具有轻质、耐腐蚀等优点，广泛应用于航空、汽车、电子等众多领域。
其中，6061铝合金作为一种典型的铝合金材料，具有较高的强度和良好的加工性能，受到广泛关注。
本文旨在研究6061铝合金在热变形及时效过程中的行为，为优化其加工工艺和提升材料性能提供理论依据。
二、材料与方法1. 材料准备选用6061铝合金作为研究对象，对其成分进行详细分析。
制备不同尺寸的铝合金试样，用于后续的热变形和时效实验。
2. 热变形实验采用热模拟机进行热变形实验。
设定不同的变形温度、变形速率和变形程度，观察6061铝合金的变形行为。
记录实验过程中的力-位移曲线，分析变形过程中的力学性能。
3. 时效处理对热变形后的试样进行时效处理。
设定不同的时效温度和时效时间，观察铝合金的时效行为。
通过金相显微镜、扫描电镜等手段，观察时效过程中材料组织结构的变化。
4. 性能测试对热变形和时效处理后的试样进行力学性能测试，如抗拉强度、屈服强度、延伸率等。
同时，采用硬度计测试材料的硬度。
三、结果与分析1. 热变形行为在热变形实验中，6061铝合金表现出较好的塑性变形能力。
随着变形温度的升高和变形速率的降低，材料的塑性变形能力增强。
同时，观察到力-位移曲线呈现出典型的金属塑性变形特征。
通过分析力学性能数据，发现热变形过程中材料的抗拉强度、屈服强度和延伸率均有所提高。
2. 时效行为在时效处理过程中，6061铝合金的组织结构发生明显变化。
随着时效时间的延长，合金中的析出相逐渐增多，材料硬度逐渐提高。
不同时效温度对材料的影响也有所不同，较低的时效温度有利于析出相的均匀分布，而较高的时效温度则有利于提高材料的硬度。
通过金相显微镜和扫描电镜观察，发现时效过程中材料的晶粒尺寸和晶界结构也发生了一定程度的变化。
3. 性能变化经过热变形和时效处理后，6061铝合金的力学性能得到显著提高。
抗拉强度、屈服强度和延伸率均有所提高，同时材料的硬度也有所增加。
实验二十五 铝合金时效硬化曲线的测定
实验一铝合金时效硬化曲线的测定一、实验目的1. 掌握铝合金淬火及时效操作方法。
2. 了解时效温度、时间对时效强化影响规律。
3. 加深对时效强化及其机理的理解。
二、实验原理淬火时效是铝合金改善力学性能的主要热处理手段。
淬火就是将高温状态迅速冷却到低温，钢的淬火是为了获得马氏体，而铝的淬火是为了获得过饱和固溶体，为随后时效所准备的过饱和固溶体。
铝合金的淬火常称为固溶处理；铝合金的时效是为了促使过饱和固溶体析出弥散强化相。
室温放置过程中使合金产生强化的效应称为自然时效；低温加热过程中使合金产生强化的叫人工时效。
固溶与时效处理的示意图如图1-1所示。
图1-1 固溶时效处理示意图从过饱和固溶体中析出第二相（沉淀相）或形成溶质原子聚集区以及亚稳定过渡相的过程，属于扩散型相变。
下面以Al-Cu二元合金为例，来讨论铝合金的时效过程，一般分为四个阶段：α过G.P区θ"相θ'相θ相G.P区就是指富溶质原子区。
是溶质原子在一定镜面上偏聚或从聚而成的，呈圆片状。
它没有完整的晶体结构，与母相共格。
在一定温度上不再生成G.P区。
室温时效的G.P区很小。
在较高温度时效一定时间后，G.P区直径长大，厚度增加。
温度升高，G.P区数目开始减少。
θ"相是随时效温度升高或时效时间延长，G.P区直径急剧长大，且溶质、溶剂原子逐渐形成规则排列，即正方有序结构。
在θ"相过渡相附近造成的弹性共格应力场或点阵畸变区都大于G.P区产生的应力场，所以θ"相产生的时效强化效果大于G.P区的强化作用。
θ'相是当继续增加时效时间或提高时效温度时由θ"相转变而成。
θ'相属正方结构，θ'相在一定面上与基体铝共格，在另一晶面上共格关系遭到部分破坏。
θ相是平衡相，为正方有序结构。
由于θ相完全脱离了母相，完全失去与基体的共格关系，引起应力场显著减弱。
这也就意味着合金的硬度和强度下降。
《6061铝合金热变形及时效行为研究》范文
《6061铝合金热变形及时效行为研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，铝合金因其优良的物理性能和机械性能，在航空航天、汽车制造、建筑等领域得到了广泛应用。
其中，6061铝合金以其高强度、良好的耐腐蚀性以及优良的加工性能，成为了众多领域中不可或缺的材料。
本文旨在研究6061铝合金的热变形行为及其时效行为，为优化其加工工艺和提高材料性能提供理论依据。
二、实验材料与方法1. 实验材料本实验采用6061铝合金作为研究对象，该合金由铝、镁、硅等元素组成。
2. 热变形行为研究方法采用热模拟试验机对6061铝合金进行热压缩试验，研究其在不同温度、不同应变速率下的流变行为。
通过观察其显微组织变化，分析热变形过程中的微观机制。
3. 时效行为研究方法通过人工时效处理，研究6061铝合金在不同时效温度和时效时间下的力学性能变化。
采用金相显微镜、扫描电镜等手段观察其显微组织的变化。
三、热变形行为分析1. 热压缩试验结果在热压缩试验中，我们发现6061铝合金的流变行为受到温度和应变速率的影响。
在较低的温度和较高的应变速率下，合金的流变应力较大；而在较高的温度和较低的应变速率下，流变应力较小。
这说明在热变形过程中，合金的流动性能受到温度和应变速率的共同影响。
2. 显微组织变化通过观察热变形后的显微组织，我们发现6061铝合金在热变形过程中发生了动态再结晶。
随着温度的升高和应变速率的降低，动态再结晶程度增加，合金的显微组织得到优化。
四、时效行为分析1. 力学性能变化通过人工时效处理，我们发现6061铝合金的力学性能得到了显著提高。
随着时效温度的升高和时效时间的延长，合金的强度和硬度逐渐增加，而塑性则有所降低。
这说明在时效过程中，合金内部发生了析出强化等过程。
2. 显微组织变化通过金相显微镜和扫描电镜观察，我们发现时效过程中合金的显微组织发生了明显变化。
析出相的形状、大小和分布对合金的性能有着重要影响。
随着时效时间的延长，析出相逐渐增多，合金的显微组织得到进一步优化。
2024铝合金的熔铸及时效处理对其力学性能的影响
目录第一节实验目的及实验题目----------------------- 2 第二节实验材料及试验方法----------------------- 21、实验材料与实验方法-------------------22、实验仪器与设备-------------------------33、实验原理-------------------------------44、技术路线-------------------------------55、合金的熔铸-------------------------------66、试样的制备-------------------------------67、测试方法-------------------------------7 第三节实验结果及实验分析------------------------7第四节实验结论与心得体会----------------------10第一节实验目的及实验题目一、实验目的本综合实验是在金属材料本科生完成相关专业理论课之后得一次全面综合实验训练，通过从铝合金材料设计与选择、制备到性能检测的全程训练，使学生了解铝合金材料及其加工的生产全过程，所学基础理论和专业理论来解释实验中的各种实验现象，培养学生的动手能力和综合分析问题的能力，特别是学生的独立设计实验方案及创新能力。
二、基本要求了解课题所研究铝合金材料的设计方法；初步掌握铝合金制备和试样加工基本技能；熟悉铝合金材料的生产的过程，了解与掌握材料科学与工程研究的基本步骤及思维方法，所用的仪器设备及操作使用；学会整理数据，运用知识解释实验中的现象，理论联系实际，培养动手能力，采集并分析数据的综合能力。
二、实验题目2024铝合金的熔铸及时效温度对其力学性能的影响实验条件：1）固溶处理：500℃，保温30min:；2）水淬；3）时效处理：170℃-200℃（每15℃一组），保温时间6h。
铝合金淬火及时效曲线测定
四、实验步骤与方法
读数显微镜使用 首先将读数显微镜划线板刻度0~8mm调清楚，对准压痕一 边相切，然后读数鼓轮旋转与压痕，另一边相切，这时可以在 鼓轮上读出数据(鼓轮为0.01mm)。 可能出现如下三种情况： (1)满一个格子为1.00mm； (2)不满一个格子在鼓轮上读数为0.01mm； (3)超过一个格子在鼓轮上读数再加上1.00mm。 如1.00+0.78=1.78 查10D2得HBSA=97.2
D d
2 2
F：负荷250kgf π：系数3.14 D：压头5mm d：压痕直径 从公式得到，F、D、π是已知，只要测量d 值就知道HBS值。因此采用DM读数显微镜(放 大20x)测量d值，然后查表(10D2)即可。
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T
α
β
固溶处理 速冷 过饱和α 人工时效 饱和α＋析出相 自然时效
α
α＋β A B
析出
t
饱和α固溶体＋析出相 过饱和α固 固溶处理 （弥散细小的硬质点） 溶体 （固溶淬火）
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二、实验原理
脱溶的一般序列：
以Al－Cu合金为例说明脱溶转变的过程：从Al－Cu合金相图可知，该合金 室温组织由α固溶体和θ相（CuAl2）构成，加热到550℃保温，使θ溶入α，得单 相α固溶体，如果淬火快冷，便得到过饱和α固溶体，然后再加热到130℃保温 进行时效处理，随时间的延长，将发生下列析出过程（析出序列）： α → G· P区 → θ// → θ/ → θ 其中G· P区、θ//、θ/为亚稳定相。
测定硬度应取三点进行测定(最好选中心部位), 但每两点离压痕中心距离不小于压痕直径4倍，压痕 中心距试样边缘的距离不小于压痕的2.5倍，查表。 （建议根据实验条件要求，试样测定布式硬度值HB， 测定硬度时选用参数为：负荷250kgf（2.452kN）， 淬火钢球直径Φ5mm，负荷保持时间30秒）。
铝合金时效分析
铝合金时效分析实验
一、实验目的
（1）熟悉铝合金的分类、特性及用途。
（2）掌握变形铝合金的时效处理过程及组织分析。
（3）掌握变形铝合金时效过程的硬度变化。
（4）掌握铝合金的硬度测试。
二、实验原理概述
（1）铝合金时效硬化现象——铝合金淬火后放置，其硬度将随时间的推移不断升高。
（2）时效硬化的本质——在固溶度曲线以下自过饱和固溶体析出了能使硬度得到提高的第二相。
（3）时效是铝合金强化的重要方法之一.
三、实验内容及步骤
（1）熟悉本实验所用的7A04合金的组织。
（2）观察和分析7A04合金的固溶+时效的组织。
（3）测试7A04合金自然时效和人工时效的硬度。
四、实验仪器及设备
布、洛氏两用硬度计显微维氏硬度计
五、实验结果及数据处理。
《6061铝合金应力时效组织与性能研究》
《6061铝合金应力时效组织与性能研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，铝合金因其轻质、高强、耐腐蚀等特性在航空、汽车、机械制造等领域得到了广泛应用。
6061铝合金作为典型的可热处理强化合金，其应力时效组织与性能的研究对于提高材料的综合性能具有重要意义。
本文以6061铝合金为研究对象，通过对其应力时效组织与性能的深入研究，旨在揭示其组织结构与性能之间的关系，为实际生产与应用提供理论依据。
二、材料与方法2.1 材料制备实验所采用的6061铝合金材料为市售标准合金，经过适当的铸造、热处理和加工过程得到实验所需的各种样品。
2.2 实验方法（1）组织观察：采用金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对6061铝合金的应力时效组织进行观察和分析。
（2）力学性能测试：对不同条件下处理得到的样品进行拉伸、压缩、硬度等力学性能测试。
（3）电导率测试：采用电导率测试仪对材料的导电性能进行测试。
三、结果与分析3.1 应力时效组织观察通过金相显微镜、SEM和TEM观察发现，6061铝合金在应力时效过程中，晶界处出现大量析出相，且析出相的种类和数量随应力时效时间的延长而发生变化。
同时，晶内也出现明显的位错和亚结构变化。
3.2 力学性能分析实验结果表明，随着应力时效时间的延长，6061铝合金的强度和硬度逐渐提高，而延伸率则有所降低。
这主要是由于应力时效过程中析出相的增多和晶内位错密度的增加所导致的。
此外，材料的抗拉强度和屈服强度也表现出明显的时效硬化现象。
3.3 电导率变化在应力时效过程中，6061铝合金的电导率呈现出先升高后降低的趋势。
这主要是由于在时效初期，晶界处析出相的增多有助于提高电子的传导能力；而随着时效时间的延长，析出相的长大和粗化导致电导率降低。
四、讨论通过对6061铝合金应力时效组织与性能的研究，我们发现其组织结构与性能之间存在着密切的关系。
在应力时效过程中，析出相的种类、数量和分布对材料的力学性能和电导率具有重要影响。
铝合金淬火及时效曲线测定实验
D
D2 d 2
π：系数3.14 d：压痕直径
从公式得到，F、D、π是已知，只要测量d 值就知道HBS值。因此采用DM读数显微镜(放 大20x)测量d值，然后查表(10D2)即可。 测定硬度应取三点进行测定(最好选中心部位), 但 每两点离压痕中心距离不小于压痕直径4倍，压 痕中心距试样边缘的距离不小于压痕的2.5倍
实验完成后，把样品交给班长 实验样品须回收
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14
Thank you !
每组的其他试样立即放入箱式电阻炉中进行时效处理，时效 温度分别为130 ℃,160 ℃,190 ℃，每组取一个温度进行实 验，保温时间分别为1，2，4，6, 8, 10, 12，14，16h。 时效后将样品表面氧化层磨去，再进行硬度测定。
全部测定完成后，绘制时间-硬度曲线。
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六、读数显微镜
• • • • • • 放好样品 调焦 移动样品台，把压痕放置于刻度 线上 旋转手柄，使线分别与压痕的两 边相切，并读出读数 两个读数相减，得到压痕直径 查表，得到布氏硬度
2
3
4
5
2
3
4
5
2.87mm
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五、布式硬度计
1 打开电源
2 放好样品 3 调好参数（压头ф5mm、时间30s、负载 245kgf ）
铝合金实验结论和心得体会
铝合金实验结论和心得体会实验结论：从实验的数据可以初步得出：在本次试验所取的温度梯度范围内，随着升高到一定温度（200℃），2024铝合金硬度明显下降。
未作处理的2024铝合金硬度最低。
在170℃或185℃时效温度2024铝合金硬度明显升高，但是相差不大。
这只是基于实验所得数据所做出的初步评估，而事实是否如此还需要在搜集大量数据和信息之后，结合自己所得实验数据，综合分析才能得到比较合理和正确的实验结论。
2024铝合金加热时，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。
2024合金属于A1-Cu-Mg系高强度硬铝合金，由于合金板带材的最佳淬火工艺，以达到改善合金性能，控制其具有强度高，耐热性好，成型性优良及耐损伤等特制淬火变形，提高产品质量的目的。
高纯高强铝合金的时效时间和温度对其性能的影响很大，尽可能地增加时效时间是提高该类铝合金综合性能的一个有效途径。
过高的时效温度或过长的时效时间，将导致过时效，脱溶相尺寸过大，并与基体完全脱离共格关系，形成平衡相，此时位错环绕质点所需切应力小丁切割质点的应力，从而形成位错环，强度、硬度下降。
此次实验对铝合金的硬度以及淬火时形成的空间结构提供了理论支持，对以后分析铝合金结构很有帮助。
《6061铝合金应力时效组织与性能研究》范文
《6061铝合金应力时效组织与性能研究》篇一一、引言6061铝合金是一种常见的轻质高强度合金，广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。
由于其良好的加工性能和优良的力学性能，研究其应力时效组织与性能变化具有重要意义。
本文以6061铝合金为研究对象，对其应力时效过程中的组织变化及性能影响进行深入探讨。
二、材料与方法1. 材料准备实验所采用的6061铝合金为市售标准材料，经过适当的加工处理后，制备成所需试样。
2. 实验方法（1）组织观察：采用金相显微镜、扫描电子显微镜等手段对试样进行组织观察。
（2）性能测试：进行拉伸试验、硬度测试等，以评估材料的力学性能。
（3）应力时效处理：对试样进行不同时间的应力时效处理，观察其组织与性能的变化。
三、实验结果与分析1. 应力时效过程中的组织变化通过金相显微镜和扫描电子显微镜观察，发现6061铝合金在应力时效过程中，晶粒内部出现了大量的析出相，这些析出相主要为Mg2Si等金属间化合物。
随着时效时间的延长，析出相的数量和尺寸逐渐增加，晶界逐渐清晰。
此外，还观察到晶粒内部存在位错、亚晶界等结构变化。
2. 应力时效对力学性能的影响对经过不同时间应力时效处理的试样进行拉伸试验和硬度测试，发现随着时效时间的延长，材料的抗拉强度、屈服强度和延伸率均有所提高。
这主要是由于析出相的增加和晶界的清晰化，使得材料在受力过程中能够更好地传递应力，从而提高材料的力学性能。
此外，硬度测试也表明，随着时效时间的增加，材料的硬度逐渐提高。
四、讨论与结论1. 讨论（1）析出相的形成与分布：6061铝合金在应力时效过程中，析出相主要为Mg2Si等金属间化合物。
这些析出相的形成与分布受多种因素影响，如合金成分、时效温度和时间等。
在今后的研究中，可以进一步探讨这些因素对析出相的影响规律。
（2）力学性能的改善机制：随着析出相的增加和晶界的清晰化，6061铝合金的力学性能得到提高。
这主要是由于材料在受力过程中能够更好地传递应力，从而使得材料的抗拉强度、屈服强度和延伸率得到提高。
铝合金时效分析试验
（N/mm2）
显微维氏硬度试验原理示意图
显微维氏硬度表示
硬度值+HV+试验负荷(Kg)/保荷时间(s)
例如：320HV200/30表示维氏硬度值为320，试验所用的试
验负荷为200g，试验保荷时间为30s。
显微维氏硬度试验条件
显微维氏硬度试验主要用于在室温下薄板材或金属表层及组
主要用于工作温度较低、受力较大 的结构件，如飞机大梁、起落架等。
锻铝合金
主要是Al-Cu-Mg-Si系合金。
可锻性好，力学性能高，用于形状复杂的锻件和模锻
件，如喷气发动机压气机叶轮、导风轮等。 Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻铝合金。常用的有LD7 （2A70）、LD8（2A80）、LD9（2A90），主要制造 150-225下工作的零件，如压气机叶片、超音速飞机的 蒙皮等。
3.4 测试7A04合金自然时效和人工时效的硬度。
布氏硬度
显微硬度
布、洛氏两用硬度计
显微维氏硬度计
1布氏硬度试验
1）试验原理 用一定直径D（mm）的钢球或硬质合金球为压头，施以一定的 试验力F（N），将其压入试样表面（图3），经规定保持时间 t（s）后卸除试验力，而在试样表面获得一直径d的残留压痕， 以单位压痕球形表面积上的平均试验力来表示布氏硬度值。 其计算公式为：
10.0 5.0 2.5 10.0 5.0 2.5 10.0 5.0 2.5
29420 7355 1839 9807 2452 613
29420 7355 1839 9807 2452 613 2452 613 153
<140
0.102F D2
2024铝合金的熔铸及时效时间对其性能的影响 4
2024铝合金的熔铸及时效时间对其性能的影响一、实验目的与任务 (2)二、基本要求 (2)三、实验材料与实验方法 (2)3.1 原材料介绍 (3)3.2 实验所需仪器设备 (3)3.3 实验原理 (4)3.4 技术路线 (5)3.5 合金的熔铸 (6)3.6 试样的制备 (6)3.7 测试方法 (6)四、实验结果与分析 (6)五、结论与心得体会 (10)5.1 实验结论 (10)5.2心得体会 (11)附录：参考文献 (11)一、实验目的本综合实验是在金属材料本科生完成相关专业理论课之后的一次全面综合试验训练，通过铝合金材料设计与选择，制备到性能检测的全程训练，使学生了解铝合金材料及加工的生产全过程，所学基础理论和专业理论来解释实验中的各种现象，培养学生的动手能力和综合分析问题的能力，特别是学生的独立设计实验方案及创新能力。
二、基本要求了解课程所研究铝合金材料设计方法；初步掌握铝合金材料制备和试样加工基本技能；熟悉铝合金材料生产的过程，了解与掌握材料科学与工程研究的基本步骤及思维方法，所用的仪器设备及操作使用；学会整理数据，运用知识解释实验中现象，理论联系实际，培养动手能力，采集并分析数据的综合能力。
三、实验材料与实验方法3.1原材料介绍原材料：铝锭、镁锭、铜丝铝，是一种化学元素。
它的化学符号是Al，它的原子序数是13。
银白色轻金属。
有延性和展性。
商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。
在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。
铝粉和铝箔在空气中加热能猛烈燃烧，并发出眩目的白色火焰。
易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液，不溶于水。
相对密度2.70熔点660℃沸点2327℃。
铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。
航空、建筑、汽车三大重要工业的发展，要求材料特性具有铝及其合金的独特性质，这就大大有利于这种新金属铝的生产和应用。
应用极为广泛。
铜，是一种化学元素，它的化学符号是Cu（拉丁语：Cuprum），它的原子序数是29，是一种过渡金属。
《6061铝合金应力时效组织与性能研究》
《6061铝合金应力时效组织与性能研究》篇一一、引言6061铝合金是一种常见的轻质高强度合金，广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。
由于其优良的机械性能和加工性能，对于其应力时效组织与性能的研究具有重要的理论和实践意义。
本文旨在研究6061铝合金在应力时效过程中的组织演变和性能变化，为实际应用提供理论依据。
二、材料与方法1. 材料准备实验所使用的材料为6061铝合金，其化学成分和力学性能符合国家标准。
将铝合金制备成标准试样，进行后续的应力时效处理。
2. 实验方法（1）应力时效处理：对试样进行不同时间和温度的应力时效处理，模拟实际使用过程中的环境条件。
（2）组织观察：采用金相显微镜、扫描电子显微镜等手段观察试样的组织结构变化。
（3）性能测试：对试样进行硬度、拉伸等性能测试，分析其力学性能的变化。
三、结果与分析1. 组织演变在应力时效过程中，6061铝合金的组织结构发生了明显的变化。
随着时效时间的延长和温度的升高，合金中的第二相粒子逐渐析出，晶界处出现明显的沉淀相。
这些沉淀相的形态和分布对合金的性能具有重要影响。
2. 性能变化（1）硬度：随着应力时效时间的延长和温度的升高，6061铝合金的硬度逐渐提高。
这是由于合金中的第二相粒子析出，使得合金的硬度增加。
（2）拉伸性能：在一定的时效时间和温度范围内，6061铝合金的拉伸性能得到改善。
但随着时效时间的进一步延长或温度过高，合金的拉伸性能可能会下降。
这主要是由于在高温或长时间的作用下，合金中发生了过度的晶界强化和脆化现象。
四、讨论本研究结果表明，6061铝合金在应力时效过程中，其组织结构和性能发生了明显的变化。
这种变化与第二相粒子的析出、晶界强化等因素密切相关。
在实际应用中，可以通过控制应力时效的时间和温度，优化合金的组织结构和性能。
此外，还需要考虑其他因素对合金性能的影响，如合金的成分、加工工艺等。
五、结论本研究通过对应力时效过程中6061铝合金的组织演变和性能变化进行研究，得出以下结论：（1）在应力时效过程中，6061铝合金的组织结构发生了明显的变化，第二相粒子逐渐析出，晶界处出现明显的沉淀相。
《2024年6061铝合金热变形及时效行为研究》范文
《6061铝合金热变形及时效行为研究》篇一一、引言铝合金作为一类具有良好机械性能、可塑性和耐腐蚀性的材料，在现代工程领域得到了广泛的应用。
其中，6061铝合金因具有良好的综合性能而被广泛应用在汽车、航空、航天等领域。
本论文以6061铝合金为研究对象，通过对其热变形行为和时效行为的系统研究，以了解其材料的微观组织结构和力学性能变化，为其在实际工程应用中提供理论支持。
二、材料与方法1. 材料准备本实验选用的材料为6061铝合金，其化学成分符合国家标准。
在实验前，对材料进行均匀化处理，以保证其组织结构的均匀性。
2. 热变形行为研究通过热模拟机对6061铝合金进行热压缩实验，实验过程中记录不同温度、不同应变速率下的真应力-真应变曲线，研究其热变形行为。
3. 时效行为研究将热压缩后的试样在不同温度下进行时效处理，观察其微观组织结构的变化，并测试其硬度、抗拉强度等力学性能。
三、实验结果与分析1. 热变形行为分析（1）真应力-真应变曲线分析通过对不同温度和应变速率下的真应力-真应变曲线进行分析，可以发现6061铝合金的流变应力随温度和应变速率的增加而变化。
在高温低应变速率条件下，流变应力较小，材料易于发生塑性变形。
（2）动态再结晶行为分析在热压缩过程中，观察到动态再结晶现象的发生。
随着温度的升高和应变速率的降低，动态再结晶程度增加，有利于提高材料的塑性和力学性能。
2. 时效行为分析（1）微观组织结构变化时效处理后，6061铝合金的微观组织结构发生变化，析出相的数量和尺寸随时效温度和时间的变化而变化。
这些析出相的分布和大小对材料的力学性能有重要影响。
（2）力学性能变化随着时效处理时间的延长和温度的升高，6061铝合金的硬度、抗拉强度等力学性能发生变化。
适当的时间和温度条件下的时效处理可以提高材料的力学性能。
四、讨论与结论通过对6061铝合金的热变形行为和时效行为的研究，我们可以得出以下结论：1. 6061铝合金的热变形行为受温度和应变速率的影响较大。
铝合金时效硬化曲线的测定青苗教育
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将试样用砂纸或预磨机磨掉车痕，以达平整、 光洁，然后用铁丝绑好。
将绑好试样在盐浴槽中加热。加热温度为 500±3℃，保温约10～15分钟，保温结束后 快速淬入水槽中。
每组取一个试样立即测定淬火后的硬度。
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四、实验步骤与方法
每组的其它试样立即进入恒温箱进行时效处理 （除室温自然时效组外）。时效温度分别为室温、 130℃、160℃、190℃，220℃，每组取一个温 度进行时效。
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二、实验原理概述
冷时效：是指在较低温度下进行的时效，其硬度变化
曲线的特点是硬度一开始就迅速上升，达到一定值后硬度 缓慢上升或者基本上保持不变。
冷时效的温度越高，硬度上升就越快，所能达到的硬 度也就越高。在Al基和Cu基合金中，冷时效过程中主要形 成G.P.区。
温时效：是指在较高温度下发生的时效 。其硬度变化
规律是：开始有一个停滞阶段，硬度上升极其缓慢，称为 孕育期。接着硬度迅速上升，达到一极大值后又随时间延 长而下降。
温时效的温度越高，硬度上升就越快，达到最大值的 时间就越短，但所能达到的最大硬度值反而就越低。
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二、实验原理概述
图2 冷时效和温时中效小过学 程硬度变化示意图
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二、实验原理概述
控温装置：用WZK可控硅温度控制器控制炉膛温度， 盐浴温度用数字式温度显示仪或电位差计测量
淬火水槽：用于淬火冷却
恒温箱：用来人工时效处理
布氏硬度计：测定淬火及时效合金硬度
读数显微镜：测定压痕直径
实验材料：2024铝合金试样
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四、实验步骤与方法
每班分成五个小组，每组分别领取一套样品 （12块），作好标记。
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时效强化效果与加热温度和保温时间有关。
温度一定时，随着时效时间延长，时效曲线上出现峰 值，超过峰值时间，析出相聚集长大，强度下降，此 为过时效。
后获得过饱和的单相固溶体组织的处理。
时效——将过饱和的固溶体加热到固溶线以下某温度 保温，以析出弥散强化相的处理。
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在室温下进行的时效称为自然时效；在加热条件下时 效称为人工时效。
时效过程实质：是第二相从过饱和固溶体中沉淀的过 程。这种过程是通过成型和长大进行的，是一种扩散 型的固态相变。
董立新
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一、实验目的
熟悉铝合金的分类、特性及用途。 掌握变形铝合金的时效处理过程及组织分析。 掌握变形铝合金时效过程的硬度变化。 掌握铝合金的硬度测试。
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二、原理概述
铝合金时效硬化现象——铝合金淬火后放置，其硬度 将随时间的推移不断升高。
时效硬化的本质——在固溶度曲线以下自过饱和固溶 体析出了能使硬度得到提高的第二相。
Mn和Mg主要作用是提高抗蚀能力和塑性，并起 固溶强化作用。
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锻锻造退火后组织为单相固溶体，抗蚀性能、焊接性 能好，易于变形加工，但切削性能差。
不能进行热处理强化，常用加工硬化提高其强度。
常用的Al-Mn系合金有LF21（3A21）。其抗蚀性和强 度高于纯铝，用于制造油罐（箱）、管道、铆钉等需 要弯曲、冲压加工的零件。
时效一般分四个阶段：
a过→G.P区→θ’’相→θ’相→θ相
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G.P区就是指富溶质原子区。是溶质原子在一定晶面上偏聚 或从聚而成的，呈圆片状。它没有完整的晶体结构，与母 相共格。在一定温度以上不再生成G.P 区。室温时效的G.P 区很小。在较高温度时效一定时间后，G.P 区直径长大， 厚度增加。温度再高，G.P区数目开始减少。它可以在晶面 处引起弹性应变。
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锻铝合金
主要是Al-Cu-Mg-Si系合金。
可锻性好，力学性能高，用于形状复杂的锻件和模锻 件，如喷气发动机压气机叶轮、导风轮等。
Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻铝合金。常用的有LD7 （2A70）、LD8（2A80）、LD9（2A90），主要制造 150-225下工作的零件，如压气机叶片、超音速飞机的 蒙皮等。
件、模锻件和铆接件，如螺旋桨、梁、铆钉等。
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超硬铝合金 主要是Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量Cr和Mn。 时效强化效果超过硬铝合金。 热态塑性好，但耐蚀性能差。 常用合金有LC4（7A04）、LC9（7A09），
主要用于工作温度较低、受力较大 的结构件，如飞机大梁、起落架等。
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2.2 铝合金的应用
美国F-117隐形战斗机 所用材料大部分是铝合特金备参考
高比强铝合金机翼
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2.2 铝合金的分类
铝合金一般具有有限固溶型共晶相图。 可热处理强化
变形铝合金 不可热处理强化
铸造铝合金
特备参考6ຫໍສະໝຸດ 2.3 铝合金的热处理可热处理强化变形铝合金的热处理方法：
固溶处理+时效 固溶处理——将合金加热到固溶线以上，保温并淬火
随着时效温度提高，峰值强度下降，出现峰值的时间 提前。
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2.4 铝合金的牌号、性能及用途
1）变形铝合金的牌号（按GB3190-82中的旧牌号） 表示方法为：
防锈铝合金：LF+序号 硬铝合金： LY+序号 超硬铝合金：LC+序号 锻铝合金： LD+序号 2）常用变形铝合金 防锈铝合金：主要是Al-Mn和Al-Mg系合金。
合金称为简单硅铝明。
在普通铸造条件下，ZL102组织基本上为共晶体，有粗 针状的Si晶体和α固溶体组成，强度和塑性较差。实际 生产中常采用钠盐进行变质处理，得到细小均匀的共 晶体+一次α固溶体，以提高性能。
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特备参考
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加入其它合金元素的铝硅铸造合金称为复杂（或特殊） 硅铝明。
Al-Si系铸造铝合金的铸造性能好，具有优良的耐蚀性、 耐热性和焊接性能。
时效是铝合金强化的重要方法之一.
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2.1 铝及铝合金的性能特点
纯铝具有银白色金属光泽，密度小（2.72），熔点低 （660℃），导电、导热性能优良。耐大气腐蚀。易 加工成形。
具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性。
铝合金常加入的合金元素主要有：Cu、Mn、Si、Mg、 Zn等，此外还有Cr、Ni、Ti、Zr等辅加元素。铝合金 具有高强度，又保持纯铝的优良特性。
θ’’相是随时效温度升高或时效时间延长，G.P区直径急剧长 大，且溶质、溶剂原子逐渐形成规则排列，即正方有序结 构。在θ’’过渡相附近造成的弹性共格应力场或点阵畸变区 都大于G.P区产生的应力场，所以θ’’相产生的时效强化效果 大于G.P区的强化作用。
θ’相是指当继续增加时效时间或提高时效温度，θ’’相转变 成为θ’相。θ’相属正方结构，θ’在一定面上与基体铝共格， 在另一晶面上共格关系遭到部分破坏。
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3） 铸造铝合金（按GB3190-82中的 旧牌号）
包括：Al-Si系：ZL1+两位数顺序号 Al-Cu系：ZL2+两位数顺序号 Al-Mg系：ZL3+两位数顺序号 Al-Zn系：ZL4+两位数顺序号
（1） Al-Si系又称硅铝明。 其中ZL102（ZLlSi12），其中含12%Si，含有铝硅二元
主要制造飞机、仪表、电动机壳体、汽缸体、风机叶 片、发动机活塞等。
（2）Al-Cu系铸造铝合金
耐热性好，强度较高；但密度大，铸造性能、耐蚀性 能差。
常用的Al-Mg系合金有LF5（5A05），其密度比纯铝小， 强度比Al-Mn系合金高，在航空工业中得到广泛应用， 如制造管道、容器、铆钉及承受中等载荷的零件。
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硬铝合金 主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量Mn。 可进行时效强化，也可以进行变形强化。 强度、硬度高，加工性能好，耐蚀性能低于防锈铝。 常用的有LY11（2A11）、LY12（2A12），用于制造冲压