铝合金实验报告

2024铝合金的熔铸及固溶温度对其性能的影响一、实验目的

通过本综合实验，完成金属材料设计与选择、工艺路线的安排，掌握铝合金的熔铸制备、热处理工艺、性能测定等基本方法和技能，增强对金属材料专业课程理论知识的学习和理解，提高实践能力，培养综合分析问题的能力。

二、实验题目

2024铝合金的熔铸及固溶温度对其性能的影响

三、实验材料及实验仪器设备

1、实验材料：

成分组成：(质量%)

Cu : 3.8~4.9 ; mg : 1.2~1.8 ; Al : 其它。

2、实验仪器设备：

A、中频熔炼炉

型号KGPS—20——4S

中频电压750V 直流电压500V 中频频率4000HZ

直流电流40A 额定功率20KW

厂家：株洲红亚电热设备有限公司

地址：湖南省株洲市荷塘区向阳村

中频炉的工作原理：中频炉是一种逆变电源，它先把三相交流电整流用晶闸管变成单相直流电，然后由逆变桥逆变成一种500-1000Hz的脉冲交流电，再通过炉胆内的铜圈使圈内的钢材产生涡流产生热量，从而达到熔炼钢材目的。因其尾端频率在中频，根据人耳特性臊音就在所难免了。

B、电阻炉（马沸炉）

额定功率6KW 相数3相

额定温度1350℃加热室尺寸250:150:100mm

常用温度1300℃外形尺寸600:600:600mm

电压380V 重量120Kg

出厂期2007年11月出厂编号2007084

地址：湘潭银汉设备制造有限公司

电阻炉是以电流通过导体所产生的焦耳热为热源的电炉。电阻炉以电为热源，通过电热元件将电能转化为热能，在炉内对金属进行加热。电阻炉和火焰比，热效率高，可达50－80℅，热工制度容易控制，劳动条件好，炉体寿命长，适用于要求较严的工件的加热，但耗电费用高。按传热方式，电阻炉分为辐射式电阻炉和对流式电阻炉。辐射式电阻炉以辐射传热为主，对流传热作用较小；对流式电阻炉以对流传热为主，通常称为空气循环电阻炉，靠热空气进行加热，炉温多低于650℃。

C、金相试样抛光机型号P-2：

●电动机功率：180w

●抛盘直径：φ200mm

●转速：1400r/min或900r/min

●电源：380v、50Hz或220v、50Hz

●外型尺寸：900x500x915mm

抛光机由底座、抛盘、抛光织物、抛光罩及盖等基本元件组成。电动机固定在底座上，固定抛光盘用的锥套通过螺钉与电动机轴相连。抛光织物通过套圈紧固在抛光盘上，电动机通过底座上的开关接通电源起动后，便可用手对试样施加压力在转动的抛光盘上进行抛光。抛光过程中加入的抛光液可通过固定在底座上的塑料盘中的排水管流入置于抛光机旁的方盘内。抛光罩及盖可防止灰土及其他杂物在机器不使用时落在抛光织物上而影响使用效果。

D、洛氏硬度计：

金刚石压头

预压重量50Kg

保持时间5s

回复时间1s

洛氏硬度是以顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为Φ1.588㎜的淬火钢球作压头，以规定的试验力使其压入试样表面。试验时，先加初试验力，然后加主试验力。压入试样表面之后卸除主试验力，在保留初试验力的情况下，根据试样表面压痕深度，确定被测金属材料的洛氏硬度值。洛氏硬度值由h的大小确定，压入深度h越大，硬度越低；反之，则硬度越高。一般说来，按照人们习惯上的概念，数值越大，硬度越高。因此采用一个常数c减去h来表示硬度的高低。并用每0.002㎜的压痕深度为一个硬度单位。由此获得的硬度值称为洛氏硬度值，用符号HR表示。由此获得的洛氏硬度值HR为一无名数，试验时一般由试验机指示器上直接读出。

2024是含铜、镁、锰、铬等多元素铝合金，这些元素可以与铝形成两种及两种以上的高硬度金属间化合物相，2024一般多为压铸态或淬火时效状态（T4-T6），会有大量的金属间化合物相析出，为改变铝合金的性能（固溶后可硬度降低，再时效后析出高硬度化合物相又会使铝合金整体硬度提高），往往需要将其加热到固溶温度区，使铝中的那些化合物相溶入铝中形成铝的固溶体，当时间一定时，随着固溶温度升高，化合物相溶解量就增多，当升至较高温度时，化合物相会全部溶入铝中，形成单一的铝固溶体相组织。也就是说，较低温度固溶时只会有少部分化合物溶解（溶解的化合物元素溶入铝固溶体中），淬火后组织为铝固溶体相+大量（保留的）高硬度化合物相，铝合金硬度降低较少；而在较高温度固溶时，化合物大部分或全部溶解，淬火后只会得到单一铝固溶体相（或存留少量化合物相）组织，铝合金硬度明显降低。结论：随着固溶处理的固溶温度提高，化合物相溶解增加，淬火后组织中化合物相减少，硬度降低。