金属材料学铝合金
铝合金材料性能
铝合金材料性能
铝合金是一种常见的金属材料，具有较好的性能特点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑工程等领域。
铝合金材料的性能主要包括力学性能、物理性能和化学性能三个方面。
首先，铝合金材料的力学性能表现出较高的强度和硬度。
铝合金的抗拉强度通
常在150-300MPa之间，而硬度则在50-150HB之间。
这使得铝合金能够承受一定
的载荷和冲击，具有较好的抗变形能力，适用于制造各种结构件和零部件。
其次，铝合金材料的物理性能表现出较好的导热性和导电性。
铝合金的导热系
数约为190-230W/(m·K)，远高于普通的结构钢和铸铁，这使得铝合金可以快速散热，适用于制造散热器、发动机外壳等部件。
同时，铝合金的电导率也较高，适用于制造电气连接件和导电结构。
最后，铝合金材料的化学性能表现出较好的耐腐蚀性和可焊性。
铝合金具有较
好的耐大气、水和酸碱溶液的腐蚀性能，适用于长期在恶劣环境下使用。
同时，铝合金也具有较好的可焊性，可以通过氩弧焊、气保焊等方法进行连接和修复。
综上所述，铝合金材料具有较好的力学性能、物理性能和化学性能，适用于各
种工程领域的应用。
然而，铝合金材料也存在一些缺点，如低的耐磨性和易氧化等问题，需要在实际应用中加以注意和改进。
希望通过不断的研究和改进，铝合金材料能够更好地满足工程领域的需求，为人类社会的发展做出更大的贡献。
金属材料学铝合金课件
在电气和电子行业中，铝合金广泛应用于制造电线、电缆、变压器和电机等产品。
铝合金的ห้องสมุดไป่ตู้性能
铝合金具有较好的热导率和比 热容，这意味着它们能够快速 地传递热量和吸收热量。
在高温环境下，铝合金具有较 好的抗蠕变性能和耐热性，使 其成为高温应用的理想选择。
铝合金的强化方法
总结词
通过加工硬化、固溶强化、时效强化等方式，提高铝 合金的强度和硬度。
详细描述
铝合金的强化方法是通过改变其内部结构或施加外力， 以提高其强度和硬度。常用的强化方法包括加工硬化、 固溶强化和时效强化等。加工硬化是通过塑性变形来 增加铝合金的强度和硬度；固溶强化是通过将合金元 素融入基体中，以增加基体的强度和硬度；时效强化 是通过在一定温度下长时间保持，使铝合金内部的原 子重新排列，形成更加稳定的结构，从而提高其强度 和硬度。
由于其良好的热性能，铝合金 在散热器、加热器和炊具制造 中广泛应用。
铝合金的磁性能
CATALOGUE
铝合金的化学性质
铝合金的耐腐蚀性
耐腐蚀性
影响因素
铝合金的抗氧化性
抗氧化性
铝合金的抗氧化性是指其在高温环境下抵抗氧化和腐蚀的能力。铝合金在高温下 容易与氧气发生反应，形成致密的氧化膜，但这也限制了其在高温环境下的应用。
金属材料学铝合金 课件
contents
目录
• 铝合金的简介 • 铝合金的物理性质 • 铝合金的化学性质 • 铝合金的生产工艺 • 铝合金的性能优化 • 铝合金的发展趋势与未来展望
CATALOGUE
铝合金的简介
铝合金的定义
铝合金具有轻量化、高强度、良好的 导电性和导热性等特点，广泛应用于 航空、汽车、建筑和电子产品等领域。
铝合金_实验报告
一、实验目的1. 掌握铝合金熔炼的基本原理和工艺流程。
2. 了解铝合金的铸造方法及其对性能的影响。
3. 通过性能测试，分析铝合金的力学性能。
二、实验原理铝合金是一种轻质高强度的金属材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
本实验主要研究铝合金的熔炼、铸造及性能测试。
1. 铝合金熔炼：将铝及其他合金元素加热至熔点，使其熔化并形成均匀的熔体。
2. 铝合金铸造：将熔化后的铝熔体浇注到铸模中，使其冷却凝固成铸锭或铸件。
3. 性能测试：通过拉伸试验、硬度测试等方法，分析铝合金的力学性能。
三、实验内容及步骤1. 实验材料：铝锭、合金元素、铸模、熔炼炉、浇注系统、拉伸试验机、硬度计等。
2. 实验步骤：（1）熔炼：将铝锭和合金元素放入熔炼炉中，加热至熔点，使铝及其他合金元素熔化。
（2）铸造：将熔化后的铝熔体浇注到铸模中，使其冷却凝固成铸锭。
（3）性能测试：① 拉伸试验：将铸锭加工成圆柱形试件，进行拉伸试验，测定试件的屈服强度、抗拉强度、延伸率等力学性能。
② 硬度测试：将铸锭加工成标准硬度试件，进行硬度测试，测定试件的布氏硬度。
四、实验结果与分析1. 熔炼结果：熔炼过程中，铝锭和合金元素熔化良好，熔体成分均匀。
2. 铸造结果：铸锭表面光洁，无气孔、裂纹等缺陷。
3. 性能测试结果：（1）拉伸试验：屈服强度为X MPa，抗拉强度为Y MPa，延伸率为Z %。
（2）硬度测试：布氏硬度为A HB。
根据实验结果，分析如下：1. 铝合金熔炼过程中，加热温度、保温时间、搅拌速度等因素对熔体质量有重要影响。
本实验中，加热温度控制在铝的熔点以上50～100℃，保温时间为30分钟，搅拌速度适中，保证了熔体质量。
2. 铸造过程中，铸模材料、浇注温度、冷却速度等因素对铸锭质量有重要影响。
本实验中，铸模材料为耐高温合金，浇注温度控制在铝的液相线温度以上，冷却速度适中，保证了铸锭质量。
3. 铝合金的力学性能与其成分、组织结构等因素有关。
铝合金材料类别
铝合金材料类别铝合金是一种常见的金属材料，由铝与其他金属元素合金化而成。
它具有较低的密度、良好的强度和刚性，以及优异的耐腐蚀性能，因此被广泛应用于各个领域，如航空航天、汽车制造、建筑工程等。
根据不同的合金元素和特性，铝合金可以分为几个不同的类别。
1. 铝铜合金铝铜合金是一种常见的铝合金类型，其中铜是主要合金元素。
铝铜合金具有良好的强度和耐腐蚀性能，同时还保持了铝的轻量化优势。
这种合金常用于航空航天领域，如飞机机身和发动机零件，以及高速列车和汽车制造。
2. 铝锌合金铝锌合金是以锌为主要合金元素的铝合金。
它具有良好的强度和耐腐蚀性能，尤其适用于海洋环境下的应用。
铝锌合金常用于船舶建造、海洋平台和海上风电等领域。
3. 铝镁合金铝镁合金是以镁为主要合金元素的铝合金。
它具有优异的强度和刚性，同时保持了铝的轻量化特性。
铝镁合金广泛应用于汽车制造、航空航天和运动器材等领域。
由于镁的添加，铝镁合金还具有良好的耐热性能，适合用于高温环境下的应用。
4. 铝硅合金铝硅合金是以硅为主要合金元素的铝合金。
它具有良好的耐热性能和耐磨性能，适用于高温环境下的应用，如发动机零件、燃气轮机和航空航天领域。
铝硅合金还具有良好的耐腐蚀性能，可以用于化学工业和海洋环境中。
5. 铝锰合金铝锰合金是以锰为主要合金元素的铝合金。
它具有良好的强度和耐腐蚀性能，同时还具有良好的可塑性和可焊性。
铝锰合金广泛应用于船舶建造、汽车制造和建筑工程等领域。
除了以上几种常见的铝合金材料外，还有许多其他合金类型，如铝锂合金、铝铁合金、铝镍合金等。
每种合金材料都有其独特的特性和应用领域。
铝合金是一种重要的金属材料，具有广泛的应用前景。
不同的铝合金类别适用于不同的应用领域，可以满足各种工程的需求。
随着科技的发展和技术的进步，铝合金材料将在未来得到更广泛的应用和发展。
铝合金材料的应用
• 铝合金材料简介 • 铝合金材料的应用领域 • 铝合金材料的应用优势 • 铝合金材料的发展趋势 • 铝合金材料的应用前景
目录
01
铝合金材料简介
铝合金的定义
01
铝合金是由铝和其它合金元素组 成的金属材料，通常以纯铝为基 础，通过添加不同的合金元素来 调整其物理和机械性能。
02
铝合金的命名通常根据其主要合 金元素的名称来命名，例如：铝 合金中主要合金元素为镁时，称 为镁铝合金。
03
铝合金材料的应用优势
轻量化优势
铝合金材料具有较低的密度，相比钢 材更轻，因此在汽车、航空航天、建 筑等领域中，使用铝合金可以显著减 轻产品的重量。
轻量化对于汽车和航空器来说，可以 提高燃油效率、减少排放，对于建筑 物来说，可以降低结构自重、减少地 基承载压力。
耐腐蚀优势
铝合金表面能够形成一层致密的氧化膜，具有良好的耐腐蚀性能，可以在各种环 境条件下使用，如海洋环境、化学工业等。
铝合金的回收利用还能够减少废旧金 属的处理压力，实现资源的循环利用。
铝合金被广泛应用于汽车车身、零部 件、火车车厢、船舶制造等，有助于 推动交通运输行业的绿色发展。
电子工业领域的创新发展前景
随着电子工业的快速发展，铝合金作为 一种导热、导电性能良好的材料，在电
子设备制造中具有广阔的应用前景。
铝合金被用于制造电子元件、散热器、 连接器等，能够提高电子设备的性能和
尾翼等部件。
航天器结构
铝合金在航天器结构中也有广泛应 用，如火箭箭体、卫星平台等。
航空发动机
铝合金是航空发动机的重要材料， 用于制造压气机、涡轮等关键部件。
建筑领域
01
02
03
铝合金的成分国家标准
铝合金的成分国家标准
铝合金是一种重要的金属材料，具有较高的强度和良好的耐蚀性，在工业生产和日常生活中得到了广泛的应用。
铝合金的成分国家标准是指对铝合金材料中各种元素含量的规定，其制定的目的是为了保证铝合金材料的质量和性能，以及保障其在不同领域的安全可靠应用。
首先，铝合金的成分国家标准对铝合金材料中各种元素的含量进行了严格的规定。
其中，铝是铝合金的主要成分，其含量通常在90%以上。
除了铝外，铝合金中还包含少量的硅、铜、锰、镁等元素，这些元素的含量对铝合金的性能有着重要的影响。
国家标准对这些元素的含量范围进行了详细的规定，以确保铝合金材料具有良好的力学性能、耐蚀性和加工性能。
其次，铝合金的成分国家标准还对铝合金材料中可能存在的有害元素进行了限制。
例如，铅、镉等重金属元素对人体健康和环境都具有一定的危害性，因此国家标准对这些有害元素的含量进行了严格的限制，以保障铝合金材料的安全性和环保性。
另外，铝合金的成分国家标准还规定了铝合金材料的化学成分分析方法和技术要求。
这些方法和要求包括化学分析方法、检测设备和仪器的要求、试样的制备和处理方法等，确保了对铝合金材料成分的准确分析和检测。
总的来说，铝合金的成分国家标准是对铝合金材料成分的严格规定，其制定是为了保证铝合金材料的质量和性能，以及保障其在不同领域的安全可靠应用。
只有严格遵守国家标准的要求，才能生产出质量可靠的铝合金材料，为工业生产和社会发展提供坚实的支撑。
铝合金是什么材料
铝合金是什么材料铝合金是一种由铝和其他金属或非金属元素组成的合金材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，因此在工业生产和日常生活中被广泛应用。
铝合金的成分和性能使其成为一种理想的材料，下面我们将详细介绍铝合金的特性、应用领域以及未来发展趋势。
首先，铝合金具有轻质的特性。
铝是一种轻质金属，具有较低的密度，因此铝合金制品通常比钢铁制品轻很多。
这使得铝合金在航空航天、汽车制造、电子产品等领域有着广泛的应用，能够减轻产品的重量，提高产品的性能。
其次，铝合金具有较高的强度。
通过合金化和热处理等工艺手段，可以使铝合金具有较高的强度和硬度，甚至可以达到与钢铁相当的水平。
因此，铝合金在制造飞机、汽车、建筑结构等领域有着重要的地位，能够满足产品对强度和刚度的要求。
此外，铝合金具有良好的耐腐蚀性能。
铝合金表面可以形成一层致密的氧化膜，能够有效地防止铝合金与外界环境的氧、水等物质发生反应，从而提高了铝合金的耐腐蚀性能。
这使得铝合金在海洋工程、化工设备等腐蚀性环境下有着广泛的应用。
铝合金的应用领域非常广泛。
在航空航天领域，铝合金被广泛应用于飞机机身、发动机零部件等制造中；在汽车制造领域，铝合金被用于制造车身、发动机零部件等；在建筑领域，铝合金被用于制造门窗、幕墙等建筑构件；在电子产品领域，铝合金被用于制造手机壳、笔记本电脑外壳等。
可以说，铝合金已经成为现代工业生产和日常生活中不可或缺的材料。
未来，随着科学技术的不断发展，铝合金将会迎来更广阔的发展空间。
人们将会不断探索新的合金化、成形工艺等技术，进一步提高铝合金的强度、硬度、耐腐蚀性能，拓展铝合金的应用领域。
同时，随着环保意识的提高，铝合金作为一种可循环利用的材料，将会受到更多的重视和应用。
总之，铝合金是一种具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点的材料，具有广泛的应用前景。
我们相信，在不久的将来，铝合金将会在更多领域展现出其独特的魅力，为人类的生产生活带来更多的便利和创新。
铝合金化学式
铝合金化学式
铝合金是应用广泛的金属材料，其主要成分为铝及其他金属成分。
在常温下，铝合金的化学式为 Al-xM-y，其中，x和y分别代表合金中铝和他金属（如锰、钒、铜、锌、铬等）
的重量分数比。
铝合金可以提供许多优良的性能，如优异的机械性能、强度、刚性、耐腐蚀性和抗高温性等。
它主要应用于飞机、船舶、汽车等交通工具；也可以用于建筑、医疗器械、工业锅炉、厂窑等工业设备；甚至还可以用来制作家具、电镀饰品等等。
为了获得更优的性能，铝合金的添加剂种类和化学成分也会根据应用增加或减少。
例如，当用于飞机制造时，应增加硅成分，以改善其机械性能；当用于汽车制造时，应增加钒合
金以提高耐腐蚀性；当用于工业锅炉制造时，应增加锰成分，以提高抗高温性。
最近，铝合金冶炼技术也在不断改进。
利用新技术，人们可通过压铸、注塑或锻造等加工
方式提供出优良的性能产品。
此外，还可以通过表面处理来改善性能，使其具有更强的耐
磨性、耐腐蚀性和抗老化性，从而达到更大的应用价值。
总之，铝合金的化学式是 Al-xM-y，它的应用非常广泛，其性能也得到了显著改善。
在工程、交通、通讯等领域都拥有着广泛的应用。
它不仅可以满足人们的要求，而且还在不断发展变化，以提高产品性能和使用寿命，找到更多的应用领域。
我们必须非常重视对其的研究和开发，以满足人们的需求，利用它的特点和性能合理有效的使用它，从而带来更多
的经济和社会效益。
金属材料铝及铝合金
铝合金的主要合金元素及其作用
Cu： 固溶强化，沉淀强化，提高耐热性 Mg： 固溶强化，增加抗蚀性，与其它合金元素共同起到沉淀强化作用 Mn： 有一定的固溶强化作用，主要是提高抗蚀性 Si： 主要起过剩相强化作用，也可与Mg一起产生沉淀强化作用 Zn： 固溶强化，与其它合金元素共同起到沉淀强化作用 Li： 沉淀强化，提高弹性模量，降低密度 Ti, Zr, Sc等：一般作为辅加元素，细化晶粒
2. 铝合金中的沉淀强化
沉淀强化相应满足以下的根本条件： 硬度高的质点； 在固溶体中高温下有较大的溶解度；能析出较大体积分数的沉淀相 在时效过程中，沉淀相具有一系列介稳相, 并且是弥散分布，与基体形
成共格，在周围基体中产生较大的共格应变区
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例如： Al-Cu 合金中， θ-CuAl2， Al-Cu-Mg合金中， S相〔Al2CuMg〕； Al-Zn-Mg系合金中，η-MgZn2，T-Al2Mg3Zn3 ； Al-Si-Mg系中，出现 β〔Mg2Si〕 Al-Li系中， δ〔AlLi〕
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3. 铝合金共晶中的过剩相〔强化 〕
共晶中的第二相不溶于铝基固溶体，又称为过剩相，其数量到 达一定量时可提高合金的强度和硬度，过高会降低韧性
4. 铝合金中的微量元素及微合金相
铝合金中添加微量元素Ti、Zr和Re，可形成难熔金属间化合物 ，在合金结晶过程中起非自发形核核心作用，细化晶粒，产生 细晶强化
硬铝包括：Al-Cu-Mg系和Al-Cu-Mn系两类 Cu, Mg 形成时效强化相：θ相〔CuAl2〕 、S相〔Al2CuMg〕 Mn： 中和Fe的有害作用，改善耐蚀性。同时，起到固溶强化和
抑制再结晶的效果。 但W〔Mn〕＞1％，会产生粗大脆性相〔Mn，Fe〕Al6，降低合金塑性
铝合金材料性能
铝合金材料性能
铝合金是一种常见的金属材料，具有优异的性能，被广泛应用于航空航天、汽
车制造、建筑工程等领域。
铝合金的性能主要包括力学性能、物理性能、化学性能和加工性能等方面。
首先，铝合金的力学性能表现出较高的强度和硬度。
相比于纯铝，铝合金的抗
拉强度和屈服强度更高，能够承受较大的载荷和变形。
这使得铝合金在工程结构中具有更好的抗压性和抗拉性，能够保证结构的稳定和安全。
其次，铝合金具有良好的物理性能。
铝合金的密度较低，具有较轻的重量，因
此在航空航天和汽车制造领域有着广泛的应用。
同时，铝合金具有良好的导热性和导电性，能够有效地传递热量和电能，适用于制造散热器、导电线等产品。
另外，铝合金的化学性能也值得关注。
铝合金具有较好的耐腐蚀性，能够在一
定环境下保持稳定的表面状态，不易受到氧化和腐蚀的影响。
这使得铝合金在户外建筑和海洋工程中有着广泛的应用前景。
最后，铝合金具有良好的加工性能。
铝合金可以通过压铸、挤压、锻造等多种
加工工艺进行成型，能够制造出各种复杂形状的零件和构件。
与此同时，铝合金还可以进行表面处理，如阳极氧化、喷涂等，以提高其表面性能和装饰效果。
总的来说，铝合金作为一种重要的结构材料，具有优异的力学性能、物理性能、化学性能和加工性能，被广泛应用于各个领域。
随着科学技术的不断进步，相信铝合金材料的性能将会得到进一步的提升，为各行各业带来更多的发展机遇。
铝合金分类及应用
铝合金分类及应用铝合金是一种以铝为主要成分，通过添加其他金属元素制成的合金材料。
由于铝合金具有较低的密度、良好的导热性能和可塑性，以及优良的耐腐蚀性能，因此广泛应用于各个领域。
根据不同的合金元素和性能要求，铝合金可以分为几个主要的分类：1. 铝铜合金：铝铜合金是最早研究和应用的铝合金之一。
它具有良好的耐腐蚀性和高强度，尤其在高温下具有较好的力学性能。
铝铜合金常用于航空航天、汽车和船舶等领域。
2. 铝锌合金：铝锌合金是一种常见的工程合金，具有良好的机械性能和抗腐蚀性。
它通常用于制造飞机结构、汽车零件和建筑材料等。
3. 铝镁合金：铝镁合金具有较低的密度和良好的强度，同时具有优异的抗腐蚀性能。
它常用于航空航天、汽车、自行车和运动器材等领域。
4. 铝硅合金：铝硅合金是一种常见的铝合金，具有良好的耐热性和耐腐蚀性。
它广泛应用于汽车发动机、航空发动机和电力设备等领域。
除了上述几种主要的铝合金，还有一些特殊的铝合金，如铝锂合金、铝钛合金和铝铈合金等。
这些合金在特定的应用领域具有独特的性能优势。
铝合金的应用广泛，主要体现在以下几个方面：1. 航空航天领域：铝合金是航空航天工业的重要材料之一。
它被广泛应用于飞机结构、发动机零件和航天器制造等领域。
铝合金的轻质特性可以减轻飞行器的重量，提高燃油效率。
2. 汽车工业：铝合金在汽车制造中也具有重要的应用。
它被用于制造车身、发动机零件、悬挂系统和车轮等。
铝合金的低密度可以降低汽车的重量，提高燃油经济性和行驶性能。
3. 建筑领域：铝合金在建筑领域的应用越来越广泛。
它常用于制造门窗、幕墙和结构材料等。
铝合金具有良好的耐候性和抗腐蚀性，同时具有较高的强度和刚度，适用于各种建筑设计需求。
4. 电子产品：铝合金在电子产品中也有一定的应用。
例如，笔记本电脑外壳、手机外壳和电子设备散热器等常采用铝合金材料。
铝合金具有良好的导热性能和强度，可以有效散发热量，保护电子设备的正常工作。
铝合金是一种重要的结构材料，具有广泛的应用领域。
铝合金成分
铝合金成分铝合金（Aluminium alloys）是指以铝为基础合金材料，其性能加工性和物理化学性都能由加入的其他元素及金属杂质而改变。
铝合金是由铝基体及少量的合金元素及杂质而组成的金属材料，其成分通常包括蒙乃尔（Mn）、钛（Ti）、钒（V）、锰（Mg）、铁（Fe）、硅（Si）、铜（Cu）及镍（Ni）等。
这些元素彼此之间的比例和数量的不同，使铝合金的基体特性和组织形态有所不同。
铝合金具有非常好的加工性和韧性，因此它既可以用来制造建筑材料，也可以用来制造各种机械零件，如航空、卫星和电子产品等。
它与其他金属相比具有较高的强度、延展度和抗腐蚀性，这些都使其成为现代工业中最重要的金属材料之一。
铝合金中最常用的元素是钛和钒，常见的钛合金中主要含有3％—5％的钛，而钒合金中最常见的含量则是6％—13％的钒。
这两种元素都属于重金属，因此它们在铝合金中的添加量通常较小，只有不超过10％。
除此之外，铝合金也可以添加常见的非重金属元素，如铜（Cu）、氧化铝（Al2O3）、锰（Mg）及镍（Ni）等，这些元素的添加量可以在少量到几十分之一％之间。
除了以上常见的元素之外，铝合金中还可以加入一些其他金属杂质，如硅（Si）、铁（Fe）、铬（Cr）及硫（S）等。
这些杂质一般添加量较少，最多不超过几百分之一％，但他们对铝合金的影响非常大，可以改变其组织形态，使合金具有良好的力学性能。
除此之外，由于硅的反应性极强，铝合金中的硅也能提高铝的熔点，从而改变合金的组织形态。
无论是哪种铝合金，各元素的比例都是决定工艺性能和应用性能的关键。
不同合金结构中元素比例、形态、特性及表征参数等都会有很大不同。
因此，为了确保铝合金有良好的性能，必须杜绝任何污染物的进入，调整元素比例，控制其它材料的添加，以及针对不同应用需求而实施相应的合金熔炼处理工艺。
铝合金基本性能
铝合金基本性能
铝合金是一种常用的金属材料，具有许多独特的性能和特点。
以下是铝合金的基本性能：
1. 轻质高强：铝合金具有较低的密度，相对较轻，但却具有较
高的强度。
这使得铝合金在许多领域中成为首选材料，如航空航天、汽车制造和建筑领域。
2. 良好的导热性：铝合金具有良好的导热性能，能够迅速传导
热量。
这一特点使得铝合金在制造散热器和电子设备中得到广泛应用。
3. 良好的导电性：铝合金也具有良好的导电性，能够有效传导
电流。
因此，在制造电线、电缆和电子零部件方面，铝合金也是一
种常用材料。
4. 耐腐蚀性：铝合金对于大气氧气和许多化学物质具有较好的
耐腐蚀性。
这使得铝合金在户外和恶劣环境中广泛使用，并具有较
长的使用寿命。
5. 可加工性强：铝合金具有良好的可加工性，能够通过压铸、冲压和焊接等方法进行成型。
这使得铝合金在制造复杂形状和细小部件方面非常灵活。
6. 可回收性：铝合金是一种可回收的材料，可以通过再次熔炼和加工重新利用。
这种可持续性特点使得铝合金在环保意识日益提高的今天得到了广泛应用。
总结起来，铝合金具有轻质高强、良好的导热性和导电性、耐腐蚀性强、可加工性强和可回收性等基本性能。
这些性能使得铝合金成为一种重要的工程材料，并在各个领域得到广泛应用。
铝合金化学成分
铝合金化学成分铝合金是一种广泛使用的金属材料，因其优良的物理和化学特性而在各个领域得到广泛应用。
了解铝合金的化学成分对于理解其性质和特性以及应用具有重要意义。
一、铝合金的主要元素铝合金主要由铝和其它金属元素组成，其中铝是主要的基体元素。
其它金属元素可以包括铜、镁、锌、硅等。
这些元素的添加可以改变铝合金的物理和化学特性，使其更适合于特定的应用。
二、铝合金的化学成分对其性能的影响1、铜：铜在铝合金中可以提高其强度和硬度，同时对耐腐蚀性也有所改善。
然而，过量的铜会降低铝合金的塑性和韧性。
2、镁：镁可以显著提高铝合金的强度和硬度，同时对其塑性和韧性影响较小。
因此，镁是铝合金中重要的添加元素。
3、锌：锌可以提高铝合金的强度和硬度，但对其塑性和韧性的影响较小。
锌还可以提高铝合金的耐磨性。
4、硅：硅可以提高铝合金的强度和硬度，同时对其塑性和韧性影响较小。
硅还可以提高铝合金的耐腐蚀性。
三、铝合金化学成分的应用铝合金的化学成分决定了其物理和化学特性，因此对于其应用具有重要影响。
例如，高强度铝合金广泛应用于航空航天、汽车等领域，而高塑性铝合金则适用于制造管材、型材等结构件。
耐腐蚀铝合金在海洋工程、化学工业等领域也有广泛应用。
铝合金的化学成分对于理解其性质和应用具有重要意义。
通过调整化学成分，可以获得具有特定物理和化学特性的铝合金，从而满足各种应用的需求。
铝及铝合金环保型化学抛光研究随着环保意识的不断提高，对铝及铝合金的环保型化学抛光研究变得越来越重要。
铝及铝合金作为一种常见的金属材料，被广泛应用于工业和日常生活中。
为了提高其表面质量和耐腐蚀性，通常需要进行抛光处理。
然而，传统的化学抛光方法存在着废水、废渣和废气等环境问题。
因此，开展环保型化学抛光研究具有重要意义。
近年来，铝及铝合金环保型化学抛光研究取得了长足的发展。
研究人员不断探索新型的环保型抛光剂和优化抛光工艺，以减少对环境的污染。
常见的环保型化学抛光剂包括植酸、植酸盐、表面活性剂等。
铝合金的性能.
铝合金的性能.铝合金是一种被广泛使用的金属材料，具有较高的强度、轻量化、耐腐蚀、导热性、导电性等特点，被广泛用于各种不同的工业领域。
本文将详细介绍铝合金的性能，包括力学性能、物理性能、化学性能等方面。
一、力学性能1. 强度铝合金的强度与其组成元素、热处理状态、晶粒尺寸等因素有关。
在一般情况下，铝合金的拉伸强度可达到150~400MPa，而其屈服强度为70~350MPa之间。
从这一特点来看，铝合金已经被广泛地应用于承受高强度的运载结构。
2. 韧性铝合金具有较高的韧性，即在受到外部力作用下不易断裂或变形。
这是由于铝合金具有更高的塑性和延展性，使其在受力时能够产生更大的位移，例如在变形的过程中其结构并不会发生显著的损坏。
3. 硬度铝合金的硬度与其组成元素和热处理状态有关。
由于铝的晶体构造比较严密，使其具有更高的硬度。
同时，在添加其他元素时，还可以提高其硬度。
二、物理性能铝合金的密度较低，只有2.7g/cm3左右。
这使得铝合金在工业中得以广泛使用，尤其是在需要轻量化材料的情况下。
2. 热膨胀系数铝合金的热膨胀系数与其温度和成分有关。
一般而言，铝合金的热膨胀系数在20~200℃的范围内约为23~26×10-6/℃。
3. 热导率铝合金具有较高的热导率，大约为80.4～221W/(m·K)，远高于其他材料。
这使得铝合金在热导性能要求较高的情况下得以广泛应用。
铝合金的电导率与其结构、组成元素和温度有关。
一般而言，它的电导率介于20~60 MS/m之间。
1. 耐腐蚀铝合金具有很好的耐腐蚀性能，这是由于其表面形成了一层保护性氧化膜。
该氧化膜具有可溶性，使得它可以与不同的金属和非金属材料相容，从而达到更好的耐腐蚀性能。
但是，如果其表面氧化膜遭受损坏，则会导致其耐腐蚀性能下降。
铝合金具有很好的可加工性，可以通过铸造、轧制、拉伸、冷拔等方式进行加工。
这使得铝合金得以广泛应用于复杂工件制造、航空制造等领域。
铝合金的材料特点
铝合金的材料特点
铝合金是一种具有广泛应用的金属材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀、良好的导电性、导热性和可加工性等特点。
1. 轻质高强度：铝合金比钢铁轻，但是它的强度和刚度和钢铁相似。
因此，铝合金
在航空航天、交通运输和建筑等领域非常受欢迎。
铝合金的强度可以通过添加其他金属元
素来增强。
2. 耐腐蚀：因为它的表面具有一层氧化膜，这使得铝合金具有良好的耐腐蚀性。
在
海洋和化学环境中，铝合金表现出很好的耐腐蚀性。
3. 良好的导电性：铝合金是一种良好的电导体，电阻率为2.7×10-6 Ω.cm。
因此它经常被用于电子设备、遮蔽设施和传输导线等领域。
4. 良好的导热性：铝的导热性非常好，将铝合金作为传热材料应用非常广泛。
铝合
金的导热系数为2.37-2.43W/m.K，相当于铁的2倍以上。
5. 可加工性好：铝合金可以通过常规的加工方法（铣削、钻孔、冲压、轧制等）来生产出各种形式的制品。
铝合金还可以通过电脉冲、激光和数控加工等高精度加工方法来实
现更广泛的加工要求。
总体来说，铝合金用途广泛，特点显著，几乎能够满足任何需要轻质、高强度、耐腐
蚀的工程应用领域的要求。
随着科技发展，对于铝合金的研究和开发将会越来越深入，为
人类社会带来更加美好的生活。
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图9.2 Al-Cu 合金各相析出温度和时间
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9.1.2铝合金热处理强化特点
特点：淬火加热时不发生同素异构转变。 热处理强化包括固溶处理与时效处理。
固溶 处理
α+β→αss 固溶度↑
强度/硬度变化小 塑体中析出
力学性能等发生 显著变化
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时效形式：人工时效，自然时效 一般“回火”用于晶型转变的淬火合金，
第9章 铝合金aluminium
9.1 概述
Al及其合金在工业生产中的应用量仅次于钢铁，居有色金属首位。 Al及其合金的特点:
密度小，比强度和比刚度高，导热导电性优良，耐腐蚀。 应用： 应用于宇航，飞机制造业，民用中主要用于建筑，运输，电力等行业
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我国和世界铝年产量
美F-117隐身战斗机
图9.1
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根据国标规定 ，变形铝及铝合金可直接引用国际 四位数字体系牌号或采用国标规定的四位字符牌号。
1983年国际标准化组织将美国国家标准纳入ISO 国际标准中。
在国家标准（GB/T16474—1996）中，变形铝 用四位数字牌号：
第一位表示合金系列，按合金中主要元素分类。
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1.Al的合金化及强化 Al的强度硬度都很低，难以作结构材料，必
须添加合金元素，并通过冷变形或热处理来 强化 Al无同素异构转变，不能象钢一样通过热处 理相变强化 合金元素主要强化作用有：固溶强化，沉淀 强化，过剩相强化和细化组织强化
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2合金元素的作用
Cu 固溶强化，沉淀强化，提
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•Al-Cu系： 2A01,2A06, 2A12 （硬铝合金）：代号 LY1, LY6, LY12
热 处 •Al-Zn-Mg-Cu系：7A03, 7A09 理 （超硬铝合金）： 代号LC3, LC9 型 铝 合 金 •Al-Mg-Si-Cu系：6063，2A50, 2A14;
(锻铝合金）： 代号 LD31 , LD5, LD10
“时效”用于非晶型转变的淬火合金。
一、固溶处理 将合金加热到固溶线以上， 并保温，快冷。得到过饱 和不稳定的固溶体组织， 为后续的时效处理作准备。 铝合金固溶处理后，获得 了溶质原子和空位双重过 饱和的固溶体，塑性和耐 蚀性提高。
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加热固溶 淬火过饱和
二、时效处理
时效：指淬火后得到的铝合金过饱和固溶体在一定温度 下，随时间增长而分解，导致合金强度和硬度升高的现 象。
工业铝L1（1070A）、L2（1060）、L3 （1050A）、L4（1035）…L6数字越大纯度越低
高纯铝LG5(1A99)、LG4(1A97)、LG3（1A93）、 LG2（1A90）、LG1（1A85）
数字越大纯度越高。 国际牌号：1350，“1”-纯铝，第二位表示对杂质
范围的控制要求，“3”表示有三种杂质应受到控制， 即（V+Ti)<0.02%， B<0.05%， Ga<0.03%； “50”表示小数点后两位。
(所用材料大部分是铝合金)
现代飞机有70％是铝和铝合金制造 的，所以人们称铝是“会飞”的金属。
我国第一颗人造地球卫星“东方红一号” 的外壳就是用铝合金制成的。导弹的用铝量 占总质量的10％～50％。美国的阿波罗Ⅱ 号宇宙飞船使用的金属材料中，铝和铝合金 占75％。
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纯Al老牌号：工业纯Al的牌号以“L”加一顺序号数 字表示（括号内为新牌号GB/16474—1996）
时效实质是沉淀强化相从过饱和固溶体中析出和长大。
自然时效：在室温下自发强化的过程。 人工时效：在某一人工加热温度下进行的时效过程。共
格或半共格亚稳过渡相（θ″或θ′）强化效果最佳，数
量越多，弥散度越大，强化效果越佳。
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以Al-Cu二元合金为例讨论铝合金的时效过程：
Al-Cu合金淬火+时效过程组织形成示意图
以镁为主要合金元素的 铝合金
2××× 3××× 4××× 5×××
以镁和硅为主要合金元 素并以Mg2Si相为强 化相的铝合金
以锌为主要合金元素的 铝合金
以其他元素为主要合金 元素的铝合金
备用合金组
6×××
7××× 8××× 9×××
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GB 3190-82中的旧牌号仍可 继续使用，表示方法为:
第二位字母表示原始合金的改型情况， “A” 表示原始
合金；“B”～“Y”表示原始合金的改型合金。 最后 两位表示不同牌号的铝合金。
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形变铝合金的牌号
组别
牌号系列 组别
牌号系列
纯铝（铝含量不小于 99.00%）
1×××
以铜为主要合金元素的 铝合金
以锰为主要合金元素的 铝合金
以硅为主要合金元素的 铝合金
• 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
铝是可以回收利用的金属
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铝 合 金 制 品 铝合金波纹管
非
热
处
（ 防
理锈
型 铝
铝 合 金
合）
金
Al-Mn系： 3A21 3A02（ 代号LF21， LF2
Al-Mg：: 5A02, 5A03,5A12 代号LF2, LF3, LF12
Al-Cu合金淬火→过饱和α固溶体→形成第二相原子 富集区（GP区）→原子富集区有序化（ θ″）→ 形成过渡相θ′→析出平衡相θ(CuAl2）。
G.P.区
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高铝合金的耐热性
Mg 固溶强化，降低密度，提
高耐蚀性，不能单独加入， 必须配合其他合金元素加入
Mn 提高耐蚀性
Si 过剩相强化，铸造合金。
Zn 固溶强化，沉淀强化，提
高耐蚀性
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9.1.1.铝合金的分类
可将铝合金分为变 形铝合金和铸造铝 合金（以B点为界） 两大类。
变形铝合金又分为 可热处理强化和不 可热处理强化（以D 点为界）两类。