鋁合金基礎知識總結資料

鋁合金基礎知識總結（1）鋁 Aluminum屬于周期系第Ⅲ族主族的一種金屬元素。 化學符號 Al，原子序數(shù) 13，具有面心立方晶格。是一種銀白色的輕金屬。有延展性，密度 2.6989t/m3，熔點661℃。導電、導熱性好，純鋁可用作超高壓電纜?；瘜W性質活潑，溶于酸或堿而放出氫氣。在空氣中表面形成致密的氧化膜，因而起了保護作用。日用器皿多用鋁制成。鋁合金質輕而堅韌，大量用作飛機、汽車、火箭的結構材料和建筑裝璜材料。鋁在自然界以復雜的硅酸鹽形態(tài)存在，在地殼中含量甚豐（8.8%），由鋁的氧化物與冰晶石 （Na3AlF6）共熔電解制得。（2）鋁加工 Aluminumfabrication用塑性加工方法將鋁坯錠加工成各種鋁材的生產過程。 主要方法有軋制、擠壓、拉伸和鍛造等。產品廣泛用于航空、建筑、運輸、電氣、包裝和日用品等工業(yè)部門，產量僅次于鋼鐵。我國生產的鋁材有七個合金系列，有板、帶、箔、管、棒、型、線材和鍛件等八類產品。鋁加工應保證產品達到穩(wěn)定一致的尺寸精度、力學性能和良好的表面質量以及內部組織，這些質量要求主要依靠生產工藝和設備保證。（3）鋁合金 Aluminum以鋁為基的合金的總稱。加入的主要合金元素為銅、硅、鎂、鋅、錳，其次為鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。品種很多，大都可以通過淬火、時效強化。鋁合金的密度低，單位重量鋁合金的強度接近或超過優(yōu)質鋼，加之具有優(yōu)良的導電性、導熱性和抗蝕性，在工業(yè)上用途很廣。一般分為兩類： （1）鑄造鋁合金。在鑄造狀態(tài)使用，熔化溫度低，鑄造性能優(yōu)良，常用來鑄造形狀較復雜的航空發(fā)動機零件等 ;（2）變形 （壓延 ）鋁合金。能承受壓力加工，力學性能高于鑄造鋁合金，廣泛用作航空器材和日常生活器皿、建筑裝璜材料等。（4）鋁礦石 Aluminumore鋁在地殼中含量甚多，在自然界中以化合態(tài)存在。含鋁的礦物有 250余種，其中具有經濟意義的有鋁土礦、霞石、明礬石和高嶺土。鋁土礦是工業(yè)上利用最廣的鋁礦石，其基本成分是含水氧化鋁。鋁土礦的化學成分變化很大，氧化鋁含量越高，二氧化硅含量越低，其質量越高。鋁土礦按其中氧化鋁水合物的礦物形態(tài)分為三水鋁石型、一水軟鋁石型、一水硬鋁石型以及混合型。（5）固溶熱處理 solidsolutiontreatment將合金加熱到適當?shù)臏囟炔⒈３殖浞值臅r間，使合金中一種或幾種相溶解到基體里去形成均勻的固溶體，然后將合金迅速冷卻，使溶入的組成物留在基體內成為過飽和固溶體，這樣可以改善合金的延展性和韌性，并為進一步進行沉淀硬化處理準備條件。（6）鋁合金熱處理鋁合金分為鑄造鋁合金和變形鋁合金，其中的一部分合金可以通過熱處理強化，稱為熱處理可強化鋁合金。鋁合金熱處理的主要形式是退火 （包括擴散退火、再結晶退火、去應力退火等 ）、固溶處理 （亦稱為淬火，把鋁合金加熱至高溫，然后快速冷卻，以得到過飽和固溶體 ）和時效 （在較低的溫度下保溫，使過飽和固溶體析出彌散的第二相，提高合金的強度和硬度 ）。與變形鋁合金相比，鑄造鋁合金成分復雜，組織粗大，偏析嚴重，形狀亦較復雜，故淬火加熱溫度較低， 保溫時間較長， 采用溫度較高的水作為淬火介質，一般采用人工時效。（7）鋁合金加工制品狀態(tài) temperofaluminiumalloywroughtproduct鋁合金加工制品通過某些生產工藝而獲得的特有的物理、化學或 （和）力學性能。國際狀態(tài)系統(tǒng) 加工鋁制品的國際狀態(tài)代號有兩種，第一種的基本狀態(tài)有5個，第二種為美國鋁業(yè)協(xié)會的狀態(tài)代號，在國際上，第二種代號比第一種代號用得更加廣泛。第二種狀態(tài)系統(tǒng)的基本狀態(tài)也是 5個。由這 5種基本狀態(tài)派生出幾十種狀態(tài)。 中國的鋁材狀態(tài)有 30多種，工業(yè)發(fā)達國家如美國有60余種。鋁材狀態(tài)的多少，不但表明生產工藝及熱處理工藝的先進性，同時也表明材料潛力發(fā)揮的程度。國際上每一種狀態(tài)都用一個大寫的英文字母與數(shù)字組合表示。這種表示標志稱為狀態(tài)代號，把它們置于合金牌號之后。第一種狀態(tài)代號系統(tǒng) 有5種基本狀態(tài)： M熱變形狀態(tài)， 對材料的力學性能有一定要求 ;F—— 原加工狀態(tài)，對材料力學性能不加控制的熱變形狀態(tài);O—— 退火狀態(tài)，即壓力加工產品強度最低的那種狀態(tài) ;H—— 冷變形的硬化狀態(tài)，表示退火的或熱變形的材料再受到冷變形后所處的狀態(tài)，以使材料達到標定的力學性能，或是冷變形的材料經部分退火或穩(wěn)定化退火后所處的狀態(tài) ;T—— 固溶處理與時效狀態(tài)，用于通過熱處理可使其強度增加的產品。在H后還附加數(shù)字 1、2、3及其后再加字母 H、D、B、F、J以表示不同的冷變形程度。在字母 T之后要附加其他字母 (A、B、C、D、E、F、H、L、M)以表示不同的熱處理狀態(tài)，例如： TB——固溶處理與自然時效狀態(tài)，TF—— 固溶處理與人工時效狀態(tài)， TL—— 固溶處理、 人工時效與冷加工的狀態(tài)， TM—— 固溶處理與穩(wěn)定化處理的狀態(tài)， TE—— 從熱塑性變形溫度冷卻到室溫與人工時效后的狀態(tài)。第二種狀態(tài)代號系統(tǒng) 此種系統(tǒng)即美國鋁業(yè)協(xié)會 (AA)的狀態(tài)代號系統(tǒng)，是目前國際上最完備的鋁制品狀態(tài)系統(tǒng)， 已陸續(xù)為各國采用。 其基本狀態(tài)為：F—— 熱塑性加工狀態(tài) ;O—— 完全退火狀態(tài) ;H—— 冷加工硬化狀態(tài) ;W—— 固溶熱處理狀態(tài) ;T—— 固溶處理與時效處理的穩(wěn)定狀態(tài)， T之后附有一位或幾位數(shù)字。在H之后還必須附加 2位或 3位數(shù)字，以表示不同的冷變形程度。H后有兩位數(shù)字的狀態(tài)代號的內容有： H1n—— 單純變形硬化狀態(tài)，H2n—— 變形硬化與不完全退火狀態(tài)， H3n——變形硬化與穩(wěn)定化處理的狀態(tài)。數(shù)字后的 n代表 2、4、6、8、9等數(shù)字，其意義為：n=2n=4n=61/4硬狀態(tài) 1/2硬狀態(tài) 3/4硬狀態(tài)n=8n=9全硬狀態(tài)超硬狀態(tài)數(shù)字 8表示材料的抗拉強度與完全退火后受到 75%冷變形量獲得的強度相當?shù)臓顟B(tài)，數(shù)字 9表示材料的最低抗拉強度比狀態(tài) 8的強度還大 10MPa以上的狀態(tài)?？估瓘姸燃s為 0和8狀態(tài)中間值的材料，以 4表示;約為0與4狀態(tài)的中間值的，以 2表示 ;約為 4和8狀態(tài)的中間值的，以 6表示。H后有3位數(shù)字的狀態(tài)代號的內容為： H111—— 變形硬化程度比 H11稍小的狀態(tài) ;H112—— 一種對變形硬化程度或退火程度未加調整的加工狀態(tài)，但對材料的力學性能有要求 ;H116—— Al-Mg系合金材料的一種專門的變形硬化狀態(tài)，此種狀態(tài)材料抗應力腐蝕開裂的能力高 ;H191—— 變形硬化程度比H19的稍低而比 H18又略高的狀態(tài)。下列 4種狀態(tài)適用于鎂含量大于 4%的Al-Mg合金：H311——變形硬化程度比 H31稍小的狀態(tài) ;H321—— 熱變形及冷變形的變形硬化程度都比 H32稍小的狀態(tài) ;H323、H343—— 抗應力腐蝕開裂能力高的狀態(tài)。T之后須附加一位或幾位數(shù)字，以說明材料所處的狀態(tài)。 T1——高溫熱變形與自然時效狀態(tài) ;T2—— 熱變形、冷變形后再進行自然時效的狀態(tài);T3—— 固溶處理、 冷變形、自然時效狀態(tài) ;T4—— 固溶處理與自然時效狀態(tài);T5——熱變形與人工時效狀態(tài) ;T6——固溶處理與人工時效狀態(tài) ;T7——固溶處理與過時效處理狀態(tài);T8——固溶處理、冷變形與人工時效狀態(tài);T9—— 固溶處理、 人工時效與冷變形狀態(tài) ;T10—— 熱變形、冷變形與人工時效的狀態(tài)。T31、T361、T37——T3材料分別受到 1%、6%、7%冷變形量的狀態(tài);T41——在熱水中淬火的狀態(tài);T42——由用戶進行T處理的狀態(tài);Tx51—— 消除應力的加工鋁材的狀態(tài) （代表以上的 1?? 10）;T62——由O或F狀態(tài)固溶處理與人工時效的狀態(tài) ;T73—— 有良好抗應力腐蝕開裂能力的過時效狀態(tài) ;T7352—— 材料在固溶處理后受 1%～3%永久變形，以消除殘余應力，再經過時效的一種狀態(tài) ;T74—— 過時效程度介于 T73與T76之間的狀態(tài);T76—— 有良好抗剝落腐蝕能力的過時效狀態(tài) ;T81、T861、T87—— 分別為T31、T371、T37的人工時效狀態(tài)。中國的狀態(tài)系統(tǒng) 中國的鋁材狀態(tài)代號采用漢語拼音字母表示 （見表 ）。中國除有產品狀態(tài)代號外， 還有表示產品特性的代號： O—— 優(yōu)質表面 ;Q——蒙皮板上涂有漆的 ;J—— 加厚包鋁的 ;B—— 不包鋁的。名稱中國的國際 （ISO）的第一種第二種 （AA的）熱加工RM，F(xiàn)H112，F(xiàn)退火MOO四分之一硬Y4H1B、H2B、H3BH12、H22、H32二分之一硬Y2H1D、H2D、H3DH14、H24、H34三分之一硬Y3H1F、H2F、H3FH16、H26、H36四分之三硬Y1硬YH1H、H2H、H3HH18、H28、