1.分类 L (1)铸造铝合金:D 度 点以右的合金。有共晶组 L+a ℃形变 织存在,液态金属流动性 铝合金 D 较好,适于铸造成形。 铸造铝合金 (2)变形铝合金:D 点以左的合金,有单相固 溶体区,可得到均匀的单 不能热处理 强化的铝合金 能热处理强化的铝合金 相固溶体,塑性变形能力 很好,适合进行变形加工。 Al F (合金)/% 变形铝合金又可分为两类: 不能热处理强化的铝合金:F点以左的合金,固溶体成分不 随温度而变化,不能通过时效处理强化合金。 能热处理强化的铝合金:F、D之间的合金,固溶体的成分 将随温度而变化,可以进行时效处理强化
1. 分类 （1）铸造铝合金：D 点以右的合金。有共晶组 织存在，液态金属流动性 较好，适于铸造成形。 （2）变形铝合金：D 点以左的合金，有单相固 溶体区，可得到均匀的单 相固溶体，塑性变形能力 很好，适合进行变形加工。 变形铝合金又可分为两类： 不能热处理强化的铝合金：F点以左的合金，固溶体成分不 随温度而变化，不能通过时效处理强化合金。 能热处理强化的铝合金：F、D之间的合金，固溶体的成分 将随温度而变化，可以进行时效处理强化
2.铝合金的合金化原理 固态铝无同素异构转变,无热处理相变强化 合金元素对铝的强化作用主要表现为固溶强化、时效强化、 过剩相强化和细化组织强化 (1)固溶强化: zn、Mg、Li、Cu、Mn、S等合金元素能与A形成有限固 溶体,且有较大溶解度,能起固溶强化作用。 常用合金元素在铝中的溶解度 元素名称 锌 镁铜锰硅 极限溶解度,% 32.814.95.651.821.65 室温时的溶解度,%0.050.340.200.050.05
2. 铝合金的合金化原理 固态铝无同素异构转变，无热处理相变强化。 合金元素对铝的强化作用主要表现为固溶强化、时效强化、 过剩相强化和细化组织强化。 （1）固溶强化： Zn、Mg、Li、Cu、Mn、Si等合金元素能与Al形成有限固 溶体，且有较大溶解度，能起固溶强化作用。 常用合金元素在铝中的溶解度 元素名称 锌 镁 铜 锰 硅 极限溶解度，% 32.8 14.9 5.65 1.82 1.65 室温时的溶解度，% 0.05 0.34 0.20 0.05 0.05
(2)时效强化: 工艺: ①固溶处理:加热到单相区,保温后水中急冷(淬火处理, 无晶体结构的变化),形成过饱和的固溶体。强度提高不明显, 塑性明显↑; ②时效:过饱和固溶体放置在室温或加热到一较低的温度, 随时间的延长,合金强度和硬度明显↑,塑性、韧性则↓。 例:4%Cu-A合金: 退火态:b=180~220MPa,6=18% 固溶处理:σb=240~250MPa,6=20~22%; 时效处理:b=400~420MPa,6=18% 由此可见:铝合金的时效强化效果非常明显。 自然时效:在室温下进行的时效。 人工时效:低温加热条件下进行的时效
（2）时效强化： 工艺： ①固溶处理：加热到单相区，保温后水中急冷(淬火处理， 无晶体结构的变化)，形成过饱和的固溶体。强度提高不明显， 塑性明显↑； ②时效：过饱和固溶体放置在室温或加热到一较低的温度， 随时间的延长，合金强度和硬度明显↑，塑性、韧性则↓。 例：4%Cu-Al合金： 退火态：σb =180～220MPa，δ=18%； 固溶处理：σb =240～250MPa，δ=20～22%； 时效处理：σb =400～420MPa，δ=18%。 由此可见：铝合金的时效强化效果非常明显。 自然时效：在室温下进行的时效。 人工时效：低温加热条件下进行的时效
700 660 91℃ 600 548℃ 温度/℃ 3.5 500 5.6 33.2 52.5 400 a+日-CuAl2 300 Al 10 20 30 5055 w(Cu)(%
-CuAl2
铝合金时效强化的基本过程 过饱和固溶体分解过程,以4%Cu-A为例,包含4个阶段。 第一阶段:cu原子偏聚,形成富铜区一GP区,保持母相 的晶体结构,并与母相有共格关系,引起严重的晶格畸变,阻 碍位错运动,合金的强度、硬度↑。 第二阶段:富铜区有序化,形成正方晶格、成分接近cuAl2 的θ"相,但仍与母相共格,加重晶格畸变,对位错运动的阻 碍进一步↑,因此时效强化作用更大。 第三阶段:8相→过渡相θ′相,θ′相仍为正方晶格, 成分为cuAl2,与基体保持半共格关系,共格畸变减弱,对位 错运动的阻碍作用!,故合金的硬度开始↓。 第四阶段:θ′相→平衡的8相(cuAl2),θ相为体心立方 晶格,与基体的共格关系完全破坏,共格畸变消失,合金的强 度、硬度明显,出现了过时效
铝合金时效强化的基本过程 过饱和固溶体分解过程，以4%Cu-Al为例，包含4个阶段。 第一阶段：Cu原子偏聚，形成富铜区—G.P区，保持母相 的晶体结构，并与母相有共格关系，引起严重的晶格畸变，阻 碍位错运动，合金的强度、硬度↑。 第二阶段：富铜区有序化，形成正方晶格、成分接近CuAl2 的θ＂相，但仍与母相共格，加重晶格畸变，对位错运动的阻 碍进一步↑，因此时效强化作用更大。 第三阶段：θ〃相→过渡相θ ＇相， θ ＇相仍为正方晶格， 成分为CuAl2，与基体保持半共格关系，共格畸变减弱，对位 错运动的阻碍作用↓，故合金的硬度开始↓。 第四阶段：θ＇相→平衡的θ相（ CuAl2），θ相为体心立方 晶格，与基体的共格关系完全破坏，共格畸变消失，合金的强 度、硬度明显↓，出现了过时效