几种常见的合金设计方法及其在铝合金设计中的应用
探讨铝合金模板施工工艺在建筑设计中的应用
34摘 要：本文阐述了铝合金模板的特点，并对铝合金模板施工工艺在建筑设计领域中的影响进行了深入分析。
关键词：铝合金模板；建筑设计；影响；应用［中图分类号］TU755.2 ［文献标识码］ A ［文章编号］1005-1783（2021）01-034-03探讨铝合金模板施工工艺在建筑设计中的应用彭淑寅（广州瀚华建筑设计有限公司，广东广州 510655）随着我国建筑业的迅猛发展，高层建筑、超高层建筑犹如雨后春笋般拔地而起，然而如何实现建筑节能、环保是每个设计师的职责和使命。
铝合金模板是不同于传统木模的新型模板体系，该种模板自身重量轻、周转次数多、使用方便、混凝土成型效果好，因此铝合金模板在高层建筑中得到了广泛应用。
本文就铝合金模板的特点结合实际项目施工图设计对铝合金模板施工工艺在建筑设计领域中的影响进行深入分析。
1 铝合金模板的特点1.1 铝合金模板的优点铝合金模板质量轻，便于安装。
每块标准模板为400mm×1200 mm，重量约25 kg，铝合金模板施工周期短，模板在工厂拼好模且各参建单位验收无误后，对各模板标记编号，再进行现场拼接。
两个工人通过楼板传料口向上转运，不需要任何机械设备的协助。
铝合金模板浇筑的混凝土观感好、质量高，拆模后的混凝土表面非常平整，基本上可达到清水混凝土的要求，减少了传统抹灰出现空鼓和开裂的风险，并且现场施工无任何垃圾，也达到了环保的要求。
铝合金模板平均使用成本低，虽然单价高，但可循环使用30层，基本与木模持平，循环使用次数越高优势越明显，每套铝合金模板重复使用次数约300次～500次。
铝合金模板施工完除循环使用外，仍可以回收利用。
且铝合金模板属于可再生材料，符合建筑节能、环保、低碳、减排的规定。
1.2 铝合金模板的缺点铝合金模板一般仅用于标准层，而非标准层、首层、避难层如采用铝合金模板，则成本花费大，这时可采用铝合金模板和木模相结合的方式来进行施工。
由于铝合金模板施工工地上不容易随便切割，所以铝合金模板设计需与施工图一致，如有修改或变更，需在铝合金模板深化图确认前完成，待加工完成后现场安装时不能进行修改，如确实需要修改则应重新深化设计，会影响项目施工进度。
高强度铝合金新材料及其成型技术的研究与应用
高强度铝合金新材料及其成型技术的研究与应用高强度铝合金新材料及其成型技术的研究与应用引言：高强度铝合金是一种具有重要应用价值的材料，以其优异的力学性能、良好的耐蚀性和良好的可加工性在航空航天、汽车制造、船舶建造等领域得到广泛应用。
然而，高强度铝合金的研究与应用仍然面临一些挑战，主要包括材料的力学性能、成型技术和加工工艺等方面。
一、高强度铝合金的研究：1.1 物理性能：高强度铝合金具有较低的密度和高的强度，这使得它成为一种理想的结构材料。
根据需求，高强度铝合金可以具备强度超过钢铁的特点，使其在航空航天和汽车工业中具有广泛的应用前景。
1.2 耐蚀性：高强度铝合金具有良好的耐蚀性，这使其能够在恶劣的环境条件下使用，例如海洋环境和高温高湿度环境。
1.3 可加工性：高强度铝合金具有良好的可加工性，可通过挤压、锻造、压铸等方法制备出具有复杂形状的零部件。
二、高强度铝合金的成型技术研究：2.1 挤压：挤压是高强度铝合金成型的一种重要方法，通过将铝合金坯料放入挤压机中，通过加热和压力使其通过模具形成所需的形状。
挤压成型具有高生产效率和较高的成型精度。
2.2 锻造：锻造是一种通过将高强度铝合金坯料放入锻造机中，通过加热和压力使其在模具中形成所需形状的成型方法。
锻造成型具有较高的成型精度和较好的力学性能。
2.3 压铸：压铸是一种通过将高强度铝合金熔融后注入模具中，在模具中冷却并形成所需的形状的成型方法。
压铸成型具有高生产效率和较好的成型精度，适用于大批量生产。
2.4 成型模具设计与制造：成型模具是高强度铝合金成型过程中的关键装备，其设计与制造对成型质量和成型效率具有重要影响。
成型模具的设计应考虑到铝合金的物理性能、成型工艺和产品要求等因素，以确保成型过程的稳定性和一致性。
三、高强度铝合金的应用：3.1 航空航天领域：高强度铝合金具有低密度和高强度的特点，因此，它在航空航天器制造中得到广泛应用。
例如，它可以用于制造飞机的机身、机翼和起落架等部件，以提高飞机的整体性能。
2019-2020年人教版高中化学选修一教学案：第三章 第一节 合金(含答案)
2019-2020年人教版高中化学选修一教学案：第三章第一节合金(含答案)1．合金的概念合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
2．合金的性能合金与其各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学或机械的性能。
(1)合金的硬度较大。
(2)多数合金的熔点比其各成分金属的低。
(3)合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件来调节。
[跟随名师·解疑难](1)加入其他合金元素后，合金元素的原子或大或小，改变了原有金属原子的规则排列，使原子层之间的滑动变得困难，增大了合金的硬度。
(2)加入合金元素后，由于合金元素的原子半径与原金属原子不同，使金属原子的排列变得不规整了，原子间的相互作用力变小，使合金的熔点变低。
(3)合金是混合物，但其组成是均匀的，而且有些合金具有固定的熔点。
(4)使用最早的合金是铜合金。
[剖析典例·探技法][例1]工业生产中，常将两种或多种金属(或金属与非金属)在同一容器中加热使其熔合，冷凝后得到具有金属特性的熔合物——合金。
这是制取合金的常用方法之一。
仅根据下表数据判断，不宜用上述方法制取的合金是()A．Fe-Cu合金B．Cu-Al合金C．Al-Na合金D．Cu-Na合金[名师解析]根据合金的概念可知：铜的熔点为1 083℃，而钠的沸点为883℃，即当铜熔化时，钠已气化。
二者形不成合金。
[答案] D[名师点睛]合金是由不同金属熔合而成的，即熔合时温度要达到两种金属中最高的熔点，但一种金属的熔点不能高于另一种金属的沸点。
如本题中Na-Al能形成合金，但Cu-Na 不能形成合金。
1．铁合金生铁和钢的比较：2．铝合金和铜合金(1)硬铝：合金元素为Cu、Mg、Mn和Si等。
硬铝密度小，强度高、抗腐蚀性强。
适用于制造飞机和航天器。
(2)铜合金：黄铜是Cu-Zn合金，青铜是Cu-Sn合金。
3．新型合金(1)储氢合金：Ti-Fe合金和La-Ni合金等。
绿色低碳铝合金产品关键技术开发与应用
绿色低碳铝合金产品关键技术开发与应用1.引言1.1 概述绿色低碳铝合金产品是指以铝为基础材料，通过减少能源消耗、降低环境污染和节约资源的方式进行研发和生产的铝合金制品。
近年来，随着环境保护意识的增强和可持续发展理念的普及，绿色低碳铝合金产品的研发和应用已成为铝合金行业的发展方向。
铝合金在工业生产和日常生活中起着重要的作用，具有轻质、高强度、耐腐蚀等诸多优点，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑、电子电器等领域。
然而，铝合金产品在制造过程中会产生大量二氧化碳等温室气体排放，对环境造成严重污染。
为了降低铝合金制造过程中的环境影响，绿色低碳铝合金产品的研发显得尤为重要。
绿色低碳铝合金产品的关键技术开发主要包括以下几个方面：首先，通过改变合金配比优化熔炼工艺，减少能耗和污染物排放；其次，研发高效节能的铝材加工工艺，提高产品成品率和材料利用率；还有，探索新型的绿色涂层技术，增加产品的表面保护层，延长使用寿命。
绿色低碳铝合金产品的应用领域非常广泛。
在航空航天领域，绿色低碳铝合金产品可以减轻飞机结构负荷，提高燃油利用率，降低碳排放。
在汽车制造行业，绿色低碳铝合金产品具有良好的冲击吸能性和强度，可以在碰撞时起到保护作用。
在建筑领域，绿色低碳铝合金产品可以用于门窗、墙板等部位，具有轻便、耐久的特点。
在电子电器行业，绿色低碳铝合金产品可以制造轻薄的电子产品外壳，提高产品的性能和可靠性。
总之，绿色低碳铝合金产品的关键技术开发和应用能够有效降低铝合金制造过程中的环境污染和能源消耗，符合可持续发展的要求。
随着科技的不断进步和创新的推进，相信绿色低碳铝合金产品将在未来取得更加广泛的应用和发展。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下几个方面：2. 正文：2.1 关键技术开发：- 材料研发：介绍绿色低碳铝合金产品的研发目标和要求，探讨研究铝合金材料的新型配方和制备工艺，以提高产品的性能和降低对环境的影响。
- 工艺创新：介绍铝合金产品生产过程中的关键工艺和技术创新，如阳极氧化、塑性成形等方法的改进，以减少能源消耗和废弃物产生。
高精度铝合金管材的应用及生产技术
高精度铝合金管材的应用及生产技术摘要：由于经济和工业水平的提高，中国金属需求的增加在工业生产中铝合金材料是轻金属发挥着越来越重要的作用。
它提供了腐蚀、轻率、高盈利、能效和环境等优点。
高精度成品铝合金目前用于航天、汽车工业、工程、化学等领域。
本文研究分析了铝合金及其加工技术的应用。
关键词：高精度铝合金；应用；加工成形技术高精度铝合金的主要优点通常是加工能力好、焊接简单、强度高、密度低。
因此，它被用于汽车、航天、民航等许多领域。
特别是，它在汽车工业中起着至关重要的促进作用，广泛应用于汽车工业。
一、高精度铝合金材料的特点国外高精度铝合金的研制Al-Cu-Mg和Al-Zn-Mg-Cu铝合金产品，Al-Cu-Mg 合金的静态强度较低，Alu-ZN-MG-CU合金的温度有很高的状态。
Al-Cu-Mg是早最合金。
铝产品的快速热处理。
随着汽车工业的发展此外，还开发了铝合金系列的制造工艺。
在上世纪下半叶到至今，合金得到了发展，在此基础上开发了2618种合金。
我们成功地研制系列合金十多种发展类型广泛应用于汽车工业。
我国相对较晚研究高精度铝合金。
最早起源铝合金可追溯到80年代。
高精度铝合金(Al-Zn-mg-Cu)的研究开发高强高韧铝合金。
7xxx系列铝合金目前广泛用于航空应用，推导出7075、7175、7050等在航空产品制造中广泛应用的铝合金。
20世纪90年代，北京乘用车研究所成功研制出了标准和半连续铸造7A55铝合金，研制出了高精度7A60铝合金。
1.低密度铝合金。
其密度为2.7g/立方厘米，而工业制造中通常使用密度为7.8g/立方厘米的钢，其中铝合金约占三分之一。
由于这些特殊特性，铝合金满足了航空航天、汽车工业、建筑等领域的设备要求。
以实现更广泛的使用。
使用铝合金可以在一定程度上降低运输和加工成本，从而降低成本。
2.铝合金具有良好的力学性能。
纯铝具有较低的密度值和良好的可成型性，但纯铝相对强度低。
因此锌、镁、铜等元素被添加。
常见合金的重要应用
●常见合金的重要应用▪1．铜合金▪铜合金的主要类型有青铜、黄铜和白铜等。
(1)青铜：它是我国使用最早的合金，距今已有三千多年的历史。
青铜主要含有铜和锡。
1939年在河南安阳殷墟出土的商代后期制作的司母戊鼎，含铜84.8%、锡11.6%、铅2.8%。
青铜具有良好的强度和塑性，易加工、耐腐蚀。
▪(2)黄铜：主要含有铜和锌，有良好的强度和塑性，易加工、耐腐蚀。
▪(3)白铜：主要含有铜和镍，不易产生铜绿，但导电、导热性能差。
▪铜在干燥的空气中化学性质稳定，但在潮湿的空气中易形成铜绿——碱式碳酸铜。
▪2．钢▪钢是用量最大、用途最广的合金，按其化学成分，可以分为两大类：碳素钢和合金钢。
▪(1)碳素钢俗称普通钢。
碳素钢又分为低碳钢(含碳量低于0.3%)、中碳钢(含碳量为0.3%～0.6%)和高碳钢(含碳量高于0.6%)。
含碳量越低，钢的韧性越大；含碳量越高，钢的硬度越大。
因此，低碳钢和中碳钢常用来制造机械零件和钢管等；高碳钢常用来制造刀具、量具和模具等。
▪(2)合金钢是在碳素钢中加入一种或几种其他元素而形成的具有特殊性能的钢。
▪①锰钢：主要加入金属锰，它的韧性好、硬度大，主要用于制造钢轨、轴承、挖掘机的铲斗和坦克等。
▪②不锈钢：主要加入铬和镍等，它的抗腐蚀性好，主要用于制造医疗器械、容器和炊具等。
▪③硅钢：主要加入硅等，这种钢的导磁性能好，主要用于制造变压器、发电机和电动机中的铁芯等。
▪④钨钢：主要加入钨，这种钢的特点是耐高温、硬度大、主要用于制造刀具。
▪3．铝合金▪(1)组成元素▪镁铝合金：含有10%～30%的Mg▪硬铝：含Cu4%、Mg0.5%、Mn0.5%、Si0.7%▪硅铝合金：含Si元素13.5%▪(2)主要性质▪镁铝合金：强度和硬度都比纯铝和纯镁大▪硬铝：强度和硬度都比纯铝大▪硅铝合金：凝固时收缩率很小▪(3)主要用途▪镁铝合金：火箭、飞机、轮船等制造业▪硬铝：火箭、飞机、轮船等制造业▪硅铝合金：适用铸造▪4．钛合金▪钛的合金具有密度小、强度高、耐腐蚀、耐高温等优点，主要用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船等尖端领域。
镁铝合金表面处理工艺设计大全
铝外表处理工艺一、选材1.1铝合金6061：镁铝6061-T651是6系合金的主要合金，是经热处理预拉伸工艺的高品质铝合金产品；镁铝6061具有加工性能极佳、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。
主要用途:广泛应用于要求有一定强度和抗蚀性高的各种工业构造件，如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、铁道车辆。
6061典型用途：代表用途包括航天固定装置、电器固定装置、通讯领域，也广泛应用于自动化机械零件、精细加工、模具制造、电子及精细仪器、SMT、PC板焊锡载具等等。
1.2电镀是在外表添加一层金属保护层。
阳极氧化是把外表一层人为按要求用电化学进展氧化，用这层氧化层作保护层。
铝不好电镀，但氧化铝很硬〔可作磨料〕，化学性能又特好〔不会再氧化，不受酸腐蚀〕，比一般金属还好，还可以染成各种颜色。
所以铝件一般用阳极氧化。
二、工艺类型、效果图、厂家调研2.1氧化工艺喷砂可以使丝印时，印料和承印物的结合更加结实。
均匀适当的喷砂处理，根本上可以克制铝材外表常见的缺陷。
详见附录2.2、喷涂工艺1、外表处理工艺：机壳漆机壳漆金属感极好，耐醇性佳，可复涂PU或UV 光油。
玩具油漆重金属含量符合国际平安标准。
包括CPSC含铅量标准、美国测试标准ASTMF 963、欧洲标准EN71、EN1122。
2、外表处理工艺：变色龙随不同角度而变化出不同颜色。
是一种多角度幻变特殊涂料，使你的商品价值提高，创造出无懈可击的超卓外观效果。
3、外表处理工艺：电镀银涂料电镀银漆是一款无毒仿电镀效果油漆，适用ABS、PC、金属工件，具有极佳的仿电镀效果和优异的耐醇性。
4、外表处理工艺：橡胶漆适用*围：ABS、PC、PS、PP、PA以及五金工件。
产品特点：本产品为单组份油漆，质感如同软性橡胶，富有弹性，手感柔和，具有防污、防溶剂等功能。
这种油漆枯燥后可得涂丝印。
重金属含量符合国际平安标准。
包括CPSC含铅量标准、美国测试标准ASTMF 963、欧洲标准EN71、EN1122。
铝方管和断桥铝-概述说明以及解释
铝方管和断桥铝-概述说明以及解释1.引言1.1 概述铝方管和断桥铝是建筑行业中常见的两种材料。
铝方管是一种用铝制成的方形管道，具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点，广泛用于建筑、机械制造、航空航天等领域。
断桥铝是一种具有隔热、密封、防水等功能的建筑材料，常用于大楼的门窗、幕墙等部位。
铝方管的特点主要有以下几个方面。
首先，由于铝的密度低，铝方管具有轻质的特点，使得它在建筑中使用更加方便，能够减轻结构负荷。
其次，铝方管的强度高，能够承受较大的压力和拉力，增加了建筑结构的稳定性和安全性。
此外，铝方管还具有良好的耐腐蚀性，不易受到氧化和腐蚀的影响，延长了使用寿命。
铝方管在建筑、机械制造和航空航天等领域有广泛的应用。
在建筑领域，它常用于制作屋架、楼梯、扶手等部位，其轻便的特点使得建筑施工更加便捷。
在机械制造方面，铝方管常用于制作机器框架、输送管道等，其高强度和耐腐蚀性能使得机器设备更加稳定和持久。
在航空航天领域，铝方管常用于制造飞机的机身和机翼等部位，减轻了飞机的自重并提高了飞行性能。
而断桥铝是一种以铝合金为基材的建筑材料，它具有优异的隔热、密封和防水功能。
断桥铝通过在铝合金型材中设置断热隔断，有效隔绝了室内外的热量传输，提高了建筑的节能性能。
同时，断桥铝还能够有效地阻挡风、雨等外部环境的侵入，提供良好的密封性和防水性能。
断桥铝主要应用于大楼的门窗、幕墙等部位。
在门窗方面，断桥铝能够有效地隔绝室内外的温差，提供舒适的室内环境，同时具有优异的防盗性能。
在幕墙方面，断桥铝能够满足建筑对于隔热、防火等性能的要求，并且能够根据建筑设计的需要制作出不同形状和颜色的幕墙，增加了建筑的美观性。
综上所述，铝方管和断桥铝是建筑行业中常用的两种材料。
铝方管具有轻质、高强度和耐腐蚀等特点，广泛用于建筑、机械制造和航空航天等领域。
断桥铝则具有隔热、密封和防水等功能，主要应用于大楼的门窗、幕墙等部位。
它们在不同的领域和应用中展示出各自的优势和特点，为建筑行业的发展做出了重要的贡献。
装配式建筑施工中的铝合金与钢结构连接
装配式建筑施工中的铝合金与钢结构连接铝合金与钢结构的连接在装配式建筑施工中起着至关重要的作用。
这种连接方式不仅能够保证建筑的稳定性和强度，还具备快速、高效、环保等优势。
本文将介绍装配式建筑施工中铝合金与钢结构连接的常用方式及其特点，并探讨其应用领域和发展前景。
一、常用的铝合金与钢结构连接方式1. 拼接连接拼接连接是最常见且最简单的一种连接方式。
它通过螺栓或焊接将铝合金构件与钢结构固定在一起，形成一个整体。
这种连接方式适用于相对静态负荷较小的场景，例如建筑外墙面板等。
2. 高强度螺栓连接高强度螺栓连接是一种使用高强度螺栓将铝合金构件与钢结构紧密地连接在一起的方式。
它具有承载能力强、安全可靠等优点，适用于大跨度大跨径结构中，如桥梁、体育馆等。
3. 结点化设计结点化设计是一种将铝合金和钢结构按照特定的结点进行拼接的方式。
通过设计合理的结点连接，可以使铝合金与钢结构之间产生更大的接触面积和摩擦力，提高了连接的刚度和稳定性。
这种连接方式适用于楼梯、天桥等细节处。
二、铝合金与钢结构连接方式的特点1. 快速施工装配式建筑中采用铝合金与钢结构连接是为了提高施工效率，缩短施工周期。
相比传统的现场焊接或固定连接，铝合金与钢结构的预制和加工更加简单快捷，能够大量减少施工时间。
2. 资源可回收利用装配式建筑注重环保理念，在材料选择和施工过程中倡导资源可回收利用。
铝合金与钢结构的连接方式符合这一要求，不会产生大量废弃物，而且旧建筑可以进行拆卸，其中的构件可以重新利用。
3. 强度和稳定性铝合金与钢结构连接方式在保证建筑强度和稳定性方面具备优势。
无论是使用螺栓连接还是采用焊接技术，都能够确保铝合金与钢结构之间的紧密连接，使整个建筑具备良好的抗载荷能力。
4. 维护方便装配式建筑中的铝合金与钢结构连接方式还具备维护方便的特点。
由于采用了标准化设计和预制化加工，一旦出现问题，可以通过更换或修复单个构件来解决，而不需要对整个建筑进行繁琐的维修。
各类强化方法在铝合金生产中的应用
各类强化方法在铝合金生产中的应用不可热处理强化铝合金的强化纯铝、Al-Mg、Al-Mg-Sc、Al-Mn合金属于不可热处理强化铝合金，主要靠加工硬化和晶界强化获得高强度，辅助强化机制还有固溶强化、过剩相强化、弥散相强化等。
加工硬化可通过热变形、冷变形、冷变形后部分退火而不同程度地获得。
热变形产生亚结构强化，变形温度越高，亚晶尺寸越粗大，强化效果越差，但塑性相当高。
经完全退火的材料进行不同程度的冷变形，冷变形率越大，制品强度越高，但塑性也越低。
冷变形的加工硬化效果最大。
充分冷变形的制品在不同温度下退火，控制回复和再结晶阶段，可保留不同程度的加工硬化量即不同的强化效果。
可热处理强化铝合金的强化工业生产的可热处理强化铝合金有Al-Cu-Mg、Al-Cu-Mn、Al-Mg-Si、Al-Zn-Mg 和Al-Zn-Mg-Cu合金，以及开发中的Al-Cu-Li和Al-Mg-Li合金等。
这些合金普遍采用淬火时效，并主要通过沉淀强化方法来获得很高的强度，辅助强化机制也有固溶强化、过剩相强化、弥散相强化、晶界强化等。
自然时效时G.P区为主要强化相，人工时效主要是G.P 区加过渡相起强化作用，过时效时才出现稳定相，出现稳定相后强度降低。
形变时效与挤压效应强化在Al-Cu系和Al-Mg-Si系合金中，较多采用形变时效方法获得高强度，该方法包括T3、T8和T9三种状态，都是利用时效强化和冷作硬化的交互作用及强化在一定程度上的叠加作用。
2124-T8厚板因冷变形产生的大量滑移线，滑移线上成排分布着时效析出相，二者的联合作用使塑性变形更为困难，即强度进一步提高。
可热处理强化铝合金挤压制品淬火时效后的强度比其他方法生产的同一合金相同热处理状态下的强度高，这一现象称为挤压效应。
其组织观察发现全部或部分保留了冷作硬化效应，基体中保留了大量亚结构，故强化是时效强化和亚结构强化的叠加。
Al-Si合金的强化Al-Si系变形铝合金，特别适合于生产活塞等模锻件，合金中硅含量ω(Si)=12%~13%，还含有一定量的Cu、Mg、Ni等。
Al_Ti_C中间合金的制备及其在4032铝合金中的应用_张静
第39卷第7期2014年7月HEAT TＲEATMENT OF METALS Vol.39No.7July2014Al-Ti-C中间合金的制备及其在4032铝合金中的应用张静，赵婧婧，杜勇（重庆大学材料科学与工程学院，重庆400044）摘要：采用元素直接合成法，以工业纯铝、钛屑及石墨颗粒为原料制备Al-Ti-C中间合金，研究和评价了Al-Ti-C中间合金的显微组织及其对4032铝合金铸态组织和活塞模锻件组织的影响。
结果表明，制备的Al-Ti-C中间合金由Al基体、长条状Al3Ti相和细小粒状TiC相，以及少量的游离C组成。
将其应用于4032铝合金中，起到了明显的铸态晶粒细化效果。
用该合金制备的活塞模锻件，显微组织和性能优良。
关键词：Al-Ti-C中间合金；晶粒细化；Al-Si合金中图分类号：TG146．21文献标志码：A文章编号：0254-6051（2014）檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴07-0043-04算结果可知，在本试验条件下，晶粒粗化温度T GC与析出相NbC的完全固溶温度T s之间相差200ħ左右，公式表示为：T GC=T s－200。
即高于T GC温度时，第二相粒子大量溶解，不能钉扎晶界，奥氏体晶粒长大。
4结论1）在20CrMnTiH齿轮钢中添加微量Nb，可有效抑制奥氏体晶粒的长大，在一定范围内，随着Nb含量的增加，晶粒细化效果越明显。
2）随着Nb含量的增加，晶粒粗化温度增大。
在保温时间为1h的条件下，每增加0．03%Nb，晶粒粗化温度提高50ħ。
3）Nb的析出相对奥氏体晶粒长大具有明显的抑制作用，在晶粒粗化温度以下加热时可以保持晶粒细小；当超过其温度，Nb析出相的数量因溶解而大大降低，对晶界的钉扎作用消失，奥氏体晶粒长大。
参考文献：［1］Priadi D，NapitupuluＲA M，Siradj E S．Austenite grain growth calculation of0．028%Nb steel［J］．Journal of Mining and Metallurgy，Section B：Metallurgy，2011，47（3）：199-209．［2］刘燕，王毛球，樊刚，等．含铌齿轮钢的晶粒长大动力学［J］．钢铁研究学报，2008，20（11）：37-42．［3］Alogab K A，Matlock D K，Speer J G，et al．The influence of niobium microalloying on austenite grain coarsening behavior of Ti-modified SAE 8620steel［J］．ISIJ international，2007，47（2）：307-316．［4］马莉，王毛球，董翰．微合金化渗碳齿轮钢的研究进展［J］．特殊钢，2008，29（4）：28-30．［5］雍歧龙，马鸣图，吴宝榕．微合金钢-物理和力学冶金［M］．北京：机械工业出版社，1989．［6］Stas＇koＲ，Adrian H，Adrian A．Effect of nitrogen and vanadium on austenite grain growth kinetics of a low alloy steel［J］．Materials Characterization，2006，56（4-5）：340-347．［7］万德成，蔡庆伍，余伟，等．含Nb中碳钢加热过程中的奥氏体晶粒长大规律［J］．金属热处理，2013，38（4）：12-15．［8］Narita K．Physical chemistry of the groups IVa（Ti，Zr），Va（V，Nb，Ta）and the rare earth elements in steel［J］．Trans ISIJ，1975，15：145-152．［9］雍岐龙．钢铁材料中的第二相［M］．北京：冶金工业出版社，2006．Synthesis of Al-Ti-C master alloy and its application in4032aluminium alloyZhang Jing，Zhao Jingjing，Du Yong（College of Materials Science and Engineering，Chongqing University，Chongqing400044，China）Abstract：Al-Ti-C master alloy were synthesized by commercial-purity Al billet，Ti powder and graphite particles．The microstructure of the Al-Ti-C master alloy was studied．The grain refinement effects of the master alloy on the as-cast microstructure of4032aluminium alloy and the microstructure of mould forging piston fabricated by4032aluminium alloy were evaluated．The results show that Al-Ti-C master alloy is composed of Al matrix，long lath Al3Ti phase，fine TiC particles，and small amount of free carbon．With the addition of the master alloy，the as-cast microstructure of4032aluminium alloy is observed to be dramatically refined．The modified alloy was used to fabricate mould forging piston．It is found the piston manifests excellent microstructure and properties．Key words：Al-Ti-C master alloy；grain refinement；Al-Si alloy收稿日期：2013-12-01基金项目：国家国际科技合作专项项目（2011DFＲ50950）；国家科技支撑计划（2012BAF09B04）作者简介：张静（1970—），女，教授，博士，主要从事轻合金材料方面研究，联系电话：023-********，E-mail：jingzhang@cqu．edu．cndoi：10．13251/j．issn．0254-6051．2014．07．010熔铸是铝合金加工生产的第一道工艺，细小均匀的晶粒组织是使合金获得良好的铸造性能、力学性能和使用性能的重要基础［1］。
铝在建筑中用途
铝在建筑中用途铝是一种轻质、耐腐蚀、导热性能好的金属材料，因此在建筑领域有广泛的应用。
以下是铝在建筑中的一些常见用途：1. 建筑外墙装饰：铝合金板材可以用于建筑外墙的装饰，如幕墙、外墙板等。
铝合金板材具有轻质、耐腐蚀、抗风压等特点，可以提供良好的外观效果和保护建筑物的功能。
2. 窗户和门框：铝合金窗户和门框具有轻质、耐腐蚀、隔热等特点，可以提供良好的隔音和保温效果。
此外，铝合金窗户和门框还可以根据需要进行各种颜色和表面处理，以满足不同建筑风格和设计要求。
3. 室内装饰：铝合金材料可以用于室内装饰，如天花板、墙板、楼梯扶手等。
铝合金材料具有轻质、易加工、耐腐蚀等特点，可以提供各种设计和装饰效果。
4. 屋顶和天窗：铝合金材料可以用于屋顶和天窗的制造。
铝合金屋顶具有轻质、耐腐蚀、抗风压等特点，可以提供良好的保护和隔热效果。
铝合金天窗具有轻质、耐腐蚀、隔热等特点，可以提供良好的采光和通风效果。
5. 楼梯和扶手：铝合金材料可以用于楼梯和扶手的制造。
铝合金楼梯具有轻质、耐腐蚀、易加工等特点，可以提供良好的使用体验和安全性能。
铝合金扶手具有轻质、耐腐蚀、易清洁等特点，可以提供良好的支撑和装饰效果。
6. 防护栏杆：铝合金材料可以用于建筑物的防护栏杆。
铝合金防护栏杆具有轻质、耐腐蚀、易安装等特点，可以提供良好的安全性能和装饰效果。
7. 铝合金门窗：铝合金门窗具有轻质、耐腐蚀、隔热等特点，可以提供良好的隔音和保温效果。
铝合金门窗还可以根据需要进行各种颜色和表面处理，以满足不同建筑风格和设计要求。
8. 铝合金屋架：铝合金屋架具有轻质、耐腐蚀、抗风压等特点，可以用于建筑物的屋顶结构。
铝合金屋架可以提供良好的支撑和保护功能，同时还可以减轻建筑物的自重，提高建筑物的整体性能。
9. 铝合金隔断：铝合金隔断可以用于办公室、商场等场所的隔断。
铝合金隔断具有轻质、易安装、易清洁等特点，可以提供良好的隔音和隔热效果，同时还可以根据需要进行各种颜色和表面处理，以满足不同的设计要求。
车用铝合金中铝板冲压的设计及生产的关键技术
车用铝合金中铝板冲压的设计及生产的关键技术随着汽车工业的发展，车用铝合金中铝板冲压技术作为汽车轻量化的关键技术，受到了越来越多的关注和重视。
铝合金具有良好的强度和轻量化特性，可以有效降低汽车的整体重量，提高燃油效率。
而中铝板冲压作为其中一项关键技术，对于汽车的性能提升和轻量化设计至关重要。
本文将重点探讨车用铝合金中铝板冲压的设计及生产的关键技术。
一、中铝板冲压的设计1. 材料选型在中铝板冲压的设计中，材料的选择至关重要。
汽车铝合金材料通常选择7000系列和5000系列的铝合金。
7000系列铝合金具有较高的强度和硬度，适合用于车身结构件的制造；而5000系列铝合金具有良好的耐腐蚀性和成型性，适合用于外围结构件的制造。
在设计中需根据具体的零部件功能和要求来选择合适的铝合金材料。
2. 模具设计中铝板冲压的模具设计是影响零部件质量和生产效率的关键因素之一。
模具设计需要考虑到铝合金材料的特性，合理确定冲压工艺参数，以确保冲压件的成形质量。
模具的材料选择和表面处理也需充分考虑，以提高模具的耐磨性和使用寿命。
模具结构的设计也需要考虑到材料的成形性能和成形精度，以保证冲压件的几何尺寸和表面质量。
3. 工艺路线设计二、中铝板冲压的生产关键技术1. 冲压工艺参数的优化冲压工艺参数的优化是保证冲压件成形质量的关键。
在中铝板冲压的生产中，需根据铝合金材料的成形性能和产品要求，合理确定冲压工艺参数，包括冲头速度、冲床压力、模具温度等。
通过优化冲压工艺参数，可以提高冲压件的成形精度和表面质量，降低材料的损耗和能耗，提高生产效率。
2. 成形质量控制中铝板冲压的成形质量控制是保证产品质量的关键。
在生产过程中，需要通过各种手段对冲压件的成形质量进行有效控制，包括模具调试、设备维护、操作规范等。
还需要建立完善的质量控制体系，对冲压件的尺寸精度、表面质量和机械性能进行全面检测和评定，以保证产品的成形质量和一致性。
3. 模具的维护和保养模具的维护和保养是确保冲压件质量和生产效率的关键。
铸造方法对铝合金零件织构与力学性能的影响
铸造方法对铝合金零件织构与力学性能的影响铝合金是一种广泛应用于航空、汽车、船舶等工业领域的重要结构材料。
在制造铝合金零件时，铸造方法起着至关重要的作用，对零件的织构和力学性能产生着深远的影响。
本文将探讨几种常见的铸造方法，并讨论它们对铝合金零件织构和力学性能的影响。
一、压力铸造压力铸造是一种常用的铸造方法，通过将熔化的铝合金注入金属型腔中，并施加高压力，使得铝合金迫使进入模具的细小孔隙中，从而得到具有较高密度和织构均匀的零件。
相比其他铸造方法，压力铸造能够有效降低铝合金零件的气孔率和缩松缺陷，提高其力学性能。
然而，压力铸造过程中高温、高压力的作用也会对铝合金零件的织构产生一定的影响。
研究表明，压力铸造往往会导致铝合金零件中存在沿织构流线方向形成的有序区域，这些区域的晶粒组织比较致密，强度较高；而在该方向的垂直方向上，晶粒组织则较为松散，强度较低。
因此，在设计和应用压力铸造的铝合金零件时，需要充分考虑织构对力学性能的影响，避免在强度要求较高的方向上使用零件。
二、重力铸造重力铸造是一种将熔化的铝合金通过重力力场填充到金属型腔中的铸造方法。
相比压力铸造，重力铸造的操作简单，成本较低，广泛应用于大型铝合金零件的制造。
然而，由于没有施加额外的压力，重力铸造容易产生气孔率较高的铝合金零件，这对织构和力学性能产生一定的不利影响。
为了改善重力铸造的铝合金零件织构和力学性能，研究者不断进行着努力。
例如，采用精细化的熔化处理和特殊的浇注系统，能够有效降低铝合金零件的气孔率。
同时，在铝合金的配方设计和处理工艺上，也可以通过添加特定的合金元素或者合理选择热处理条件，来调控铝合金的织构和力学性能。
三、连续铸造连续铸造是一种将熔化的铝合金通过连续浇注的方式，制造出长条状的铝合金材料或型材的铸造方法。
相比其他铸造方法，连续铸造具有生产效率高、材料利用率高等特点，广泛应用于铝合金材料的生产。
然而，连续铸造对铝合金零件的织构和力学性能还存在一定的挑战。
铝合金材料中添加剂的优化设计与应用
铝合金材料中添加剂的优化设计与应用铝合金材料是一种高强度、轻量化和耐腐蚀的金属材料，被广泛应用于航空、航天、汽车、电子、建筑等领域。
为了进一步提高铝合金材料的性能，通常添加一些合金元素或化合物，称为添加剂。
添加剂的种类、含量和制备方式对铝合金材料的性能有着重要影响，因此添加剂的优化设计和应用是铝合金材料领域的重要课题。
1. 添加剂的种类根据添加剂的化学成分和作用机理，可以将添加剂分为以下几类：（1）硬质相添加剂：如碳化硅、氧化铝等，能够提高铝合金材料的硬度、强度和耐磨性。
（2）稳定相添加剂：如氧化钛、氧化锆等，能够提高铝合金材料的抗氧化性、抗腐蚀性和稳定性。
（3）弥散相添加剂：如钇、镁等，能够形成细小的弥散相，提高铝合金材料的强度、塑性和韧性。
（4）精制相添加剂：如氧化铝、硼酸等，能够吸收杂质、气体和非金属夹杂物，提高铝合金材料的纯度和均匀性。
2. 添加剂的含量添加剂的含量对铝合金材料的性能有直接影响。
通常情况下，添加剂的含量在0.1%~2%之间。
过低的含量无法达到预期的强化效果，过高的含量反而会导致材料的脆性增加。
因此，在添加剂的设计和应用过程中，需要通过试验和计算确定最优的含量。
3. 添加剂的制备方式添加剂的制备方式也对其性能有影响。
常见的制备方式有高能球磨、湿法沉积、溅射等。
高能球磨可以制备出非常细小的添加剂颗粒，能够形成弥散相；湿法沉积可以制备出均匀的添加剂层，能够提高铝合金材料的耐腐蚀性；溅射可以在铝合金材料表面形成一层稳定的添加剂膜，能够提高材料的耐磨性。
4. 应用案例铝合金材料中添加剂的优化设计和应用已经得到广泛研究和应用。
以铝镁合金材料为例，添加1%的稳定相添加剂（如氧化钛、氧化锆）可以提高材料的纯度和耐腐蚀性；添加0.5%的弥散相添加剂（如钇、镁）可以提高材料的强度和韧性；添加0.3%的硬质相添加剂（如碳化硅）可以提高材料的硬度和耐磨性。
这些优化设计和应用在航空、汽车等领域具有重要的应用价值。
金属材料在工程中的应用方法
金属材料在工程中的应用方法金属材料是工程中最常见、应用最广泛的一类材料，广泛应用于建筑、机械、航空航天、汽车、电子、能源等领域。
本文就金属材料在工程中的应用方法进行探讨。
一、基础原理金属材料的性能受材料的成分、组织结构、制造工艺等多方面因素的影响。
因此，工程师在设计或选择金属材料时，必须掌握金属材料的基础原理。
1、材料成分金属材料主要由金属元素组成。
常见金属有铁、铜、铝、锌、镁、锡等。
在材料设计或选择时，必须考虑材料的成分，选择合适的材料。
2、组织结构金属材料的组织结构对其性能有着重要影响。
通常金属材料的组织结构分为晶体、晶界、位错和夹杂物等部分。
在金属的变形过程中，组织结构的变化对材料性能也会有影响。
3、制造工艺金属材料的制造工艺也对其性能有着重要影响。
常见的制造工艺包括熔铸、锻造、拉伸、滚压、铸造等，每种工艺都有自己的特点和适应范围。
二、应用方法金属材料的应用方法有多种，常见的包括选择、设计、加工和检测等。
1、选择在工程中，选择合适的金属材料是非常关键的。
选择的金属材料需要满足设计要求，如承受强度、韧性、弹性等方面的要求。
在材料选择过程中，还需要考虑经济性、可获得性和环境适应性等因素。
2、设计在金属材料的设计过程中，需要考虑金属材料的特性。
例如，钢材强度高，但缺乏韧性。
因此，在设计时需要考虑铁素体区的比例、晶界延迟等因素，以保证设计的使用效果。
3、加工在工程制造过程中，加工是不可避免的。
在加工过程中，不仅要考虑材料的成分，还需要考虑材料的组织结构和制造工艺等因素。
例如，在锻造过程中，锻造过程中的应变是模拟金属材料的形变过程，影响金属材料的性能。
4、检测金属材料的检测包括检查材料的成分、组织结构和三维形貌等方面。
常见的检测方法包括金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射等。
三、典型案例金属材料在工程中的应用方法有很多，下面以铝合金为例说明。
1、选择铝合金通常用于航空航天、汽车、造船等领域。
选择铝合金时，需要考虑其强度、韧性、抗腐蚀等属性，以及可获得性和成本等因素。
几种常见的合金设计方法及其在铝合金设计中的应用
几种常见的合金设计方法及其在铝合金设计中的应用1.现代合金设计简介1.1合金设计概述材料设计的设想始于20世纪50年代，前苏联科学家进行了初期的研究，在理论上提出了人工半导体超晶格的概念。
到1985年，日本学者山岛良绩正式提出了“材料设计学”这一专门的研究方向，将材料设计定义为利用现有的材料、科学知识和实践经验，通过分析和综合，创造出满足特殊要求的新材料的一种活动过程，其目的是改进已有的材料和创造新材料。
现在材料设计已基本上形成一套特殊的方法，就是根据性能要求确定设计目标，有效地利用现有资源，通过成份、结构、组织、合成和工艺过程的合理设计来制造材料。
其中，关键是材料的成份、结构和组织的设计[1]。
合金设计的概念和方法是当材料科学深人到原子的电子结构层次之后。
在科学文献中才明确提出。
合金设计是国外70年代发展起来的一门新兴的交叉学科。
现今，根据科学理论，由人们能动地设计出具有预想性能的材料的所谓“材料设计”已经逐步兴起，在金属材料中“合金设计”这一科学方法，更为广大冶金工作者所广泛采用。
这一方法必将逐步代替传统的、耗时费事的试探筛选方法。
由于在金属与合金设计中成分参数与组织参数不易控制，合金性能的推断也有一定困难，所以完善的金属与合金设计有待于材料科学与工程的进一步的发展。
1.2合金设计的依据合金设计是一门总和学科，它必须依据几个方面来总和考虑，包括：我们要充分了解合金在服役条件下的使用性能(如机械性能，物理性能)；要了解合金从生产到制成产品的工艺过程(如铸造，锻造，焊接，切削加工等)；还需要考虑一些重要的经济因素(如原料，价格，市场等)。
由此可见，合金设计是通过合金成分和组织的严格控制与合理配合而获得预期的性能，它是建立在合金成分—组织—性能—工艺的定量关系基础上的综合结果。
2.几种合金设计的方法合金设计应包括成分设计、宏观加工和对显微组织的设计，也包括了对合金性能的预测。
Yukawa和Morinaga等人利用变分原子簇法计算一些金属间化合物和合金的电子结构，计算出其轨道能级和键级，并将其应用于合金设计。
基于calphad方法进行铝合金成分设计
铝合金是一种轻质高强度的材料，在航空航天、汽车制造、建筑等领域有着广泛的应用。
为了满足不同领域对铝合金材料的需求，工程师们常常需要进行合金成分设计，以获得具有特定性能的铝合金材料。
近年来，基于CALPHAD（计算热力学相图）方法进行铝合金成分设计受到了广泛关注。
CALPHAD方法是一种基于热力学理论的相平衡计算方法，可以预测合金在不同温度下的相组成和物理性能。
在铝合金成分设计中，CALPHAD方法可以帮助工程师更准确地预测合金的相变温度、固溶度限、相平衡和热力学性能，为合金设计提供科学依据。
铝合金成分设计基于CALPHAD方法，通常需要进行以下步骤：1. 确定合金的使用条件和性能要求。
工程师需要明确合金将用于何种环境条件下，需要具备哪些特定的力学性能、热学性能和耐蚀性能。
2. 确定合金的基础成分。
根据合金的使用要求，确定铝合金的基础成分，包括主要元素和合金元素的种类和含量范围。
3. 收集实验数据。
通过实验方法获得不同成分比例下合金的相平衡数据和性能数据，为CALPHAD计算提供依据。
4. 建立基于CALPHAD方法的相平衡计算模型。
利用收集到的实验数据，建立铝合金的相平衡计算模型，预测合金在不同成分比例下的相结构和性能。
5. 优化成分设计。
根据CALPHAD预测的结果，对合金的成分进行优化设计，使其满足特定的使用要求。
通过以上步骤，基于CALPHAD方法进行铝合金成分设计可以获得更加科学和准确的预测结果，为工程师们提供了更多的设计选择和优化方案。
这种方法在铝合金轻量化、强度提升和耐热性能提高等方面具有重要的应用意义。
基于CALPHAD方法进行铝合金成分设计是一种先进而有效的方法，可以帮助工程师们预测合金的性能和相结构，指导合金的设计优化，促进铝合金材料的研发和应用。
随着计算机技术和热力学理论的不断发展，基于CALPHAD方法的铝合金成分设计将在材料领域发挥更加重要的作用。
6. 铝合金成分设计的实际案例除了理论上的步骤，我们也可以通过一个实际的案例来展示基于CALPHAD方法进行铝合金成分设计的过程。
铝合金压弯方法-概述说明以及解释
铝合金压弯方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:铝合金压弯是一种常见的金属加工方法，用于将铝合金板材折弯成所需的形状或角度。
这种方法广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑和电子行业等领域。
铝合金具有轻质、耐腐蚀和优良的导电导热性能，因此成为制造复杂结构的理想材料之一。
在进行铝合金压弯之前，需要考虑多种因素，包括铝合金的成分、板材的厚度和硬度、弯曲角度和半径等。
此外，还需要选择合适的压弯机和工具，以确保最佳的加工质量和效率。
铝合金压弯方法主要包括手动压弯和机械压弯两种。
手动压弯是较为简单和常见的方法，操作人员通过运用力和工具将铝合金板材逐渐弯曲至所需角度。
机械压弯则利用专用的压弯设备，通过电动或液压系统施加力量来实现弯曲。
机械压弯具有高精度和重复性好的优点，适用于批量生产和复杂形状的铝合金压弯。
此外，还有一些特殊的铝合金压弯方法，如热压弯和滚轮压弯。
热压弯是在加热的条件下进行的，利用铝合金的高温塑性性能来实现弯曲，适用于一些特殊形状的铝合金板材。
滚轮压弯则是利用滚轮对铝合金板材进行逐渐弯曲，适用于较长且细长的板材。
总之，铝合金压弯方法是一种重要且广泛应用的金属加工技术。
通过合理选择方法和工具，可以高效、精确地实现对铝合金板材的弯曲加工，满足各种工业领域的需求。
未来，随着科技的进步和新材料的研发，铝合金压弯方法也将不断更新和发展，为各行各业提供更好的解决方案。
文章结构部分的内容通常用来介绍和说明文章的组织结构和主要部分。
在这篇文章中，可以按照以下方式编写1.2文章结构部分的内容：文章结构：本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分：在引言部分，我们会对铝合金压弯方法进行概述，并说明本文的目的。
正文部分：正文部分将详细介绍铝合金压弯方法的要点。
其中包括铝合金压弯方法要点1和铝合金压弯方法要点2。
通过对这两个要点的介绍，读者可以了解铝合金压弯方法的具体步骤和技术要求。
结论部分：在结论部分，我们将对全文进行总结，并展望未来的发展方向。
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几种常见的合金设计方法及其在铝合金设计中的应用1.现代合金设计简介1.1合金设计概述材料设计的设想始于20世纪50年代，前苏联科学家进行了初期的研究，在理论上提出了人工半导体超晶格的概念。
到1985年，日本学者山岛良绩正式提出了“材料设计学”这一专门的研究方向，将材料设计定义为利用现有的材料、科学知识和实践经验，通过分析和综合，创造出满足特殊要求的新材料的一种活动过程，其目的是改进已有的材料和创造新材料。
现在材料设计已基本上形成一套特殊的方法，就是根据性能要求确定设计目标，有效地利用现有资源，通过成份、结构、组织、合成和工艺过程的合理设计来制造材料。
其中，关键是材料的成份、结构和组织的设计[1]。
合金设计的概念和方法是当材料科学深人到原子的电子结构层次之后。
在科学文献中才明确提出。
合金设计是国外70年代发展起来的一门新兴的交叉学科。
现今，根据科学理论，由人们能动地设计出具有预想性能的材料的所谓“材料设计”已经逐步兴起，在金属材料中“合金设计”这一科学方法，更为广大冶金工作者所广泛采用。
这一方法必将逐步代替传统的、耗时费事的试探筛选方法。
由于在金属与合金设计中成分参数与组织参数不易控制，合金性能的推断也有一定困难，所以完善的金属与合金设计有待于材料科学与工程的进一步的发展。
1.2合金设计的依据合金设计是一门总和学科，它必须依据几个方面来总和考虑，包括：我们要充分了解合金在服役条件下的使用性能(如机械性能，物理性能)；要了解合金从生产到制成产品的工艺过程(如铸造，锻造，焊接，切削加工等)；还需要考虑一些重要的经济因素(如原料，价格，市场等)。
由此可见，合金设计是通过合金成分和组织的严格控制与合理配合而获得预期的性能，它是建立在合金成分—组织—性能—工艺的定量关系基础上的综合结果。
2.几种合金设计的方法合金设计应包括成分设计、宏观加工和对显微组织的设计，也包括了对合金性能的预测。
Yukawa和Morinaga等人利用变分原子簇法计算一些金属间化合物和合金的电子结构，计算出其轨道能级和键级，并将其应用于合金设计。
此外，利用热力学的特征数据也可进行合金相的设计、计算合金的相图，也可根据振动自由能通过从头计算来预测合金相图。
还可利用模糊分析方法来实现复相材料的设计，即通过确定复相材料组织参量对性能的隶属函数，并运用模糊线性加权变换来完成对性能的分析与评判。
2.1 经验法和半经验法长期以来，合金研究通常采用配方法来进行，即根据大量的实验数据对成分—组织—性能反复调整、试验，直到获得满意的合金为止。
这种方法具有相当大的盲目性，费时、费力、经济损失大，已远远不能满足现代科技和社会的发展要求。
半经验法的基本原理是从已有的大量数据和经验事实出发，将合金的性能、组分等数据存放在数据库中，利用一些数字计算来完成对合金的设计。
常用的数学计算方法有：热力学方法，即利用材料的一些特征数据(如自由能、扩散系数等)预测材料的性能；还可利用能带理论来设计一些合金元素在金属间化合物中的作用，以及利用量子力学理论计算合金的相结构等。
2.2 蒙特卡洛法蒙特卡罗法(MC)也称随机抽样技术或统计试验方法，是以概率论和数理统计学为基础，通过统计试验来实现目标量的计算。
蒙特卡罗方法的基本思路是求解数学、物理化学问题时，将它抽象为一个概率模型或随机过程，使得待求解等于随机事件出现的概率值或随机事件的数学期望值，其基本操作步骤如图1-1图1-1 MC具体操作步骤事实上，随机模型并没有改变多体问题的复杂本质，它只是提供了一种处理问题的有效方法，因此利用该方法研究粒子的瞬时分布和宏观量是很接近实际的。
此外，MC法的关键问题是抽样方法以及要有足够多的样本。
虽然要进行多个抽样，但MC法具有程序简单、算法稳定等优点，因此用它来模拟晶体生长、碰撞、逾渗等问题。
2.3 有限元法有限元法是一种常规的数值解法，它是将连续介质采用物理上的离散与片分多项式插值来形成一个统一的数值化方程，非常方便计算机求解。
该方法实质上是完成两个转变：从连续到离散和从解析到数值，因此可解决大多数力学问题、凝固模拟和晶体的塑性模拟等。
有限元法与细观力学和材料科学相结合产生了有限元计算细观力学，它主要研究复合材料中组分材料间的相互作用力和定量描述细观结构与宏观性能间的关系。
然而，有限元法由于是连续体的近似，它不能严格的包含单个晶格缺陷的真正动力学特性，而且在该尺度上大多数的微观结构演化现象是高度非线性的。
为克服这一困难，通常采用带有固态变量的状态量方法，该方法对于完成宏观和介观尺度上的模拟是非常有效的。
2.4 人工神经网络法1> 人工神经网络人工神经网络(Artificial Neural Networks，简写为ANNs)，也简称为神经网络(NNs)，或称作连接模型(Connectionist Model)，是对人脑或自然神经网络(Natural Neural Network)若干基本特性的抽象和模拟。
人工神经网络是以对大脑的生理研究成果为基础的，其目的在于模拟大脑的某些机理与机制，以实现某个方面的功能。
人工神经网络是由人工建立的以有向图为拓扑结构的动态系统，它通过对连续或断续的输入做出状态响应而进行信息处理。
人工神经网络的研究，可以追溯到1957年由Rosenblatt所提出的感知器模型，它几乎是与人工智能—AI(Artificial Intelligence)同时起步，但之后的30余年却并未取得人工智能那样巨大的成功，中间经历了一段长时间的萧条。
直到80年代，人们获得了关于人工神经网络切实可行的算法，以及以V on Neumann体系为依托的传统算法在知识处理方面日益显露出其力不从心后，人们才重新开始对人工神经网络发生了兴趣，导致神经网络的复兴。
目前在神经网络研究方法上已形成多个流派，最富有成果的研究工作包括：多层网络BP算法，Hopfield网络模型，自适应共振理论，自组织特征映射理论等。
人工神经网络模型主要考虑网络连接的拓扑结构、神经元的特征、学习规则等。
目前，已有近40种神经网络模型，其中有反传网络、感知器、自组织映射、Hopfield网络、波耳兹曼机、适应谐振理论等。
根据连接的拓扑结构，神经网络模型可以分为：(1) 前向网络网络中各个神经元接受前一级的输入，并输出到下一级，网络中没有反馈，可以用一个有向无环路图表示。
这种网络实现信号从输入空间到输出空间的变换，它的信息处理能力来自于简单非线性函数的多次复合。
网络结构简单，易于实现。
反传网络是一种典型的前向网络。
(2) 反馈网络网络内神经元间有反馈，可以用一个无向的完备图表示。
这种神经网络的信息处理是状态的变换，可以用动力学系统理论处理。
系统的稳定性与联想记忆功能有密切关系。
Hopfield网络、波耳兹曼机均属于这种类型。
2> 人工神经网络的主要方向理论研究：利用神经基础理论的研究成果，用数理方法探索功能更加完善、性能更加优越的神经网络模型，深入研究网络算法和性能，如：稳定性、收敛性、容错性等；开发新的网络数理理论，如：神经网络动力学、非线性神经场等。
应用研究：包括神经网络和硬件实现的研究，以及在模式识别，信号处理，知识工程，专家系统，优化组合，机器人控制等领域的研究。
3> 人工神经网络系统应用于合金设计领域合金设计涉及材料的组分、工艺、性能之间的关系，但这些内在的规律往往不甚清楚，难于建立起精确的数学模型。
人工神经网络具有很强的自学习能力，能够从已有的试验数据中获取有关材料的组分、工艺和性能之间的规律，因此特别适用于合金设计，为材料的研究提供了一条有效的新途径。
它不需要预先知道输入(材料的成分、工艺)和输出(性能要求)间存在的某种内在联系，便可以进行训练学习，并达到预测的目的，这是材料设计中其它方法难以比拟的。
若设计目标(如力学性能等)可用Y=[Y1Y2…Y m]T (Y∈R m)表示，其相关因素(如化学成分、显微组织等)用X=[X1X2…X m]T (X∈R n)表示，目的就是要找出一个从R n至R m的映射关系，使得Y = F (x)。
由于该映射为非线性映射，各相关因素对设计目标的比重不同，故可用BP网络解决该问题。
BP网络的可靠性、应用性已在广泛使用中得到证实。
基于BP网络图1-2 基于BP网络的材料性能预测模型相关因素与BP网络的输入层对应，它可以是材料的成分、各种工艺条件等；隐含层的神经元是模拟人工神经网络计算过程建立起来的，它能将各种材料的化学成分和工艺参数等数据抽象到较高层次的概念上，使神经网络具有非线性分类的能力；BP网络通过前向计算可得到输出层的输出数据，该数据则与设计目标相对应；BP网络的权值以数据文件的方式存储，其数值根据BP网络的实际输出与期望输出的误差值利用反向传播学习算法来修正。
2.5 相图研究与合金设计在20世纪的60年代初，一种相计算(PHACOMP)技术在Ni基高温合金成分设计上的应用终于揭开了合金设计的序幕．其实，那仍是一种依赖于经验的相平衡成分的计算．但是Ni 基高温合金的PHACOMP设计至少告诉我们，多元合金相图中的信息对于合金设计来说是非常重要的。
其后在70年代出现的相图计算(CALPHAD)已经是在追求应用普适性热力学模型来计算多元系的相平衡了，虽然这种计算仍依赖于由实验获得的热力学参数，但已可以说，相平衡成分的获得过程已达到了真正意义上的理性阶段。
当前，人们对于实测相图在合金研究特别是合金设计上的重要性是有足够的认识的；但是，只有在能够通过热力学计算来获得相图之后，相平衡研究才真正成为了材料设计的一部分[2]。
材料设计无论是第一原理的，还是依赖实验结果的都是一种人工智能工程。
很显然，合金设计的过程首先是确定多相相平衡成分的过程。
具有这种功能的相平衡计算程序系统的开发是国际性的。
目前，许多国家已经开发了多种这样的系统，这些系统也都得到了很好的应用。
所有这些系统都是依赖通过各种渠道所获得的热力学参数的，因此评价或评估热力学参数也同样是这些程序系统的重要功能。
由于热力学参数的重要性，除了特别的需要之外，人们不再热衷于创建新的计算方法。
而是更重视在CALPHAD的普遍模式下，积累更丰富的热力学数据。
无论实测相图还是计算相图都是材料研究的基础，而计算相图又是作为人工智能的材料设计的重要组成部分。
传统材料的开发与应用对相图的需要是人们早已熟知了的，而作为材料设计的基础的相图研究，随着人工智能进入材料领域，其重要性将越来越显示出来。
2.6 相场法相场法是一种用于描述在非平衡状态中复杂界面演变强有力的工具。
它由引入相场变量φ而得名，φ是一个有序化参数，表示系统在时间和空间上物理状态(φ=1时表示固相；φ=-1或0时表示液相；在固液界面上的值在0～1之间连续变化)。