第9章有色金属及其合金 教学提示:通常将金属分成两大类,一类是铁及其合金称为黑色金属;另一类称有色 金属,除铁、铬、锰之外的其他金属均属有色金属。有色金属及其合金的种类很多,显然 其产量和使用量不及黑色金属多。但由于有色金属具有许多优良的特性,从而决定了有色 金属在国民经济中占有十分重要的地位:例如,铝、镁、钛等金属及其合金,具有密度小, 比强度高的特点,在飞机制造、汽车制造、船舶制造等工业中应用十分广泛;而银、铜、 铝等有色金属,导电性及导热性优良,是电气工业和仪表工业不可缺少的材料。再如,钨 钼、钽、铌及其合金是制造1300℃以上使用的高温零件及电真空元件的理想材料。本章仅 对铝及其合金、镁及其合金、铜及其合金、钛及其合金、轴承合金作一些简要介绍。 教学要求:本章内容学习应该以金属材料的结构、性能为基础,理解产生有色金属性 能特点的原因,熟悉铝、铜、镁、钛及其合金的分类、牌号和用途。掌握铝、铜及其合金 的性能参数和热处理方法。了解轴承合金的成分、组织特征以及应用。达到以上要求才能 在实际工作中正确地选择和使用有色金属材料及其合金 91铝及铝合金 铝合金是仅次于钢铁用量的金属材料。据调查,在铝合金市场中,有23%用量消耗于 建筑业和结构业,2%用于运输业,21%用于容器和包装,而电气工业占10%。在航空工 业中,铝合金的用量占着绝对优势 9.11工业纯铝 铝是元素周期表中排第三位的主族元素。纯铝是一种具有银白色金属光泽的金属,具 有如下独特的性能和优点 ①密度小,仅为铁的Ⅳ3左右,熔点低(604℃)。 ②具有面心立方晶格,塑性好(δ可达25%),可采用锻轧、挤压等压力加工方法制成 各种管、板、棒、线等型材。 ③导电、导热性能很好,仅次于银和铜居第三位,约为纯铜电导率的62%。可用来制 造电线、电缆等各种导电制品和各种散热器等导热元件。 ④在大气和淡水中具有良好的耐蚀性。因为铝的表面能生成一层极致密的氧化铝膜, 防止了氧与内部金属基体的相互作用。但铝的氧化膜在碱和盐的溶液中抗蚀性低。此外, 在热的稀硝酸和硫酸中也极易溶解 ⑤强度很低,抗拉强度仅为50MPa,虽然可通过冷作硬化的方法强化,但仍不能直 接用于制作结构材料。 上述主要特性决定了工业纯铝的用途,适于制作电线、电缆以及要求具有导热和抗大
第 9 章 有色金属及其合金 教学提示：通常将金属分成两大类，一类是铁及其合金,称为黑色金属；另一类称有色 金属，除铁、铬、锰之外的其他金属均属有色金属。有色金属及其合金的种类很多，显然 其产量和使用量不及黑色金属多。但由于有色金属具有许多优良的特性，从而决定了有色 金属在国民经济中占有十分重要的地位：例如，铝、镁、钛等金属及其合金，具有密度小， 比强度高的特点，在飞机制造、汽车制造、船舶制造等工业中应用十分广泛；而银、铜、 铝等有色金属，导电性及导热性优良，是电气工业和仪表工业不可缺少的材料。再如，钨、 钼、钽、铌及其合金是制造 1300℃以上使用的高温零件及电真空元件的理想材料。本章仅 对铝及其合金、镁及其合金、铜及其合金、钛及其合金、轴承合金作一些简要介绍。 教学要求：本章内容学习应该以金属材料的结构、性能为基础，理解产生有色金属性 能特点的原因，熟悉铝、铜、镁、钛及其合金的分类、牌号和用途。掌握铝、铜及其合金 的性能参数和热处理方法。了解轴承合金的成分、组织特征以及应用。达到以上要求才能 在实际工作中正确地选择和使用有色金属材料及其合金。 9.1 铝及铝合金 铝合金是仅次于钢铁用量的金属材料。据调查，在铝合金市场中，有 23%用量消耗于 建筑业和结构业，22%用于运输业，21%用于容器和包装，而电气工业占 10%。在航空工 业中，铝合金的用量占着绝对优势。 9.1.1 工业纯铝 铝是元素周期表中排第三位的主族元素。纯铝是一种具有银白色金属光泽的金属，具 有如下独特的性能和优点： ① 密度小，仅为铁的 l/3 左右，熔点低(660.4℃)。 ② 具有面心立方晶格，塑性好( δ 可达 25%)，可采用锻轧、挤压等压力加工方法制成 各种管、板、棒、线等型材。 ③ 导电、导热性能很好，仅次于银和铜居第三位，约为纯铜电导率的 62%。可用来制 造电线、电缆等各种导电制品和各种散热器等导热元件。 ④ 在大气和淡水中具有良好的耐蚀性。因为铝的表面能生成一层极致密的氧化铝膜， 防止了氧与内部金属基体的相互作用。但铝的氧化膜在碱和盐的溶液中抗蚀性低。此外， 在热的稀硝酸和硫酸中也极易溶解。 ⑤ 强度很低，抗拉强度仅为 50 MPa，虽然可通过冷作硬化的方法强化，但仍不能直 接用于制作结构材料。 上述主要特性决定了工业纯铝的用途，适于制作电线、电缆以及要求具有导热和抗大
第9章有色金属及其合金 气腐蚀性能而对强度要求不高的一些用品或器皿 912铝的合金化及铝合金的分类 纯铝的力学性能不高,不适宜作承受较大载荷的结构材料,为了提高铝的力学性能, 在纯铝中加入合金元素配制成铝合金。铝合金不仅保持纯铝的熔点低、密度小、导热性良 好、耐大气腐蚀以及良好的塑性、韧性和低温性能,且由于合金化,使铝合金大都可以实 现热处理强化,某些铝合金强度可达400MPa~600MPa。铝合金与钢铁的相对力学性能比 较列于表9-1,由表可见铝合金的相对比强度极限甚至超过了合金钢,而其相对比刚度则 大大超过钢铁材料。故质量相同的零件采用铝合金制造时,可以得到最大的刚度 表9-1铝合金与钢相对力学性能比较 材料名称 力学性能 低合金钢 高合金钢 铝合金 相对密度 相对比强度极限10 2.5 相对比屈服极限10 29~4.3 相对比刚度 铝在合金化时,常加入的合金元素有Cu、Mg、Zn、Si、Mn和RE(稀土元素)等,这些 元素与铝均能形成固态下有限互溶的共晶型相图,如图9.1所示。根据该相图,铝合金通 常分为两大类别,相图上最大饱和溶解度D是这两类合金的理论分界线 形变合金A造合 Al F B/% 图9.1铝合金相图的一般类型 (1)凡成分位于D’点以左的合金,由于在室温或高温下可获得以铝为基的固溶体单相 区,因而具有良好的塑性,可承受各类压力加工。对于需经轧制或挤压成形的板材、管材 或棒材等,均可选用该成分范围内的合金,故称之为形变铝合金 形变铝合金又分为两类,凡成分在F点以左的合金,其固溶体成分不随温度而变化, 故不能进行时效强化,称之为不能热处理强化的铝合金。凡成分在FD'之间的合金,其固 溶体的成分将随温度的变化而变化,故可进行时效强化,称之为能热处理强化的铝合金。 (2)凡成分大于D’点成分的合金,由于有共晶组织存在,其流动性较好,且高温强度
第 9 章 有色金属及其合金 ·183· ·183· 气腐蚀性能而对强度要求不高的一些用品或器皿。 9.1.2 铝的合金化及铝合金的分类 纯铝的力学性能不高，不适宜作承受较大载荷的结构材料，为了提高铝的力学性能， 在纯铝中加入合金元素配制成铝合金。铝合金不仅保持纯铝的熔点低、密度小、导热性良 好、耐大气腐蚀以及良好的塑性、韧性和低温性能，且由于合金化，使铝合金大都可以实 现热处理强化，某些铝合金强度可达 400MPa～600MPa。铝合金与钢铁的相对力学性能比 较列于表 9-1，由表可见铝合金的相对比强度极限甚至超过了合金钢，而其相对比刚度则 大大超过钢铁材料。故质量相同的零件采用铝合金制造时，可以得到最大的刚度。 表 9-1 铝合金与钢相对力学性能比较 材料名称 力学性能 低碳钢 低合金钢 高合金钢 铸铁 铝合金 相对密度 1.0 1.0 1.0 0.92 0.35 相对比强度极限 1.0 1.6 2.5 0.6 1.8～3.3 相对比屈服极限 1.0 1.7 4.2 0.7 2.9～4.3 相对比刚度 1.0 1.0 1.0 0.51 8.5 铝在合金化时，常加入的合金元素有 Cu、Mg、Zn、Si、Mn 和 RE(稀土元素)等，这些 元素与铝均能形成固态下有限互溶的共晶型相图，如图 9.1 所示。根据该相图，铝合金通 常分为两大类别，相图上最大饱和溶解度 D' 是这两类合金的理论分界线。 图 9.1 铝合金相图的一般类型 (1) 凡成分位于 D' 点以左的合金，由于在室温或高温下可获得以铝为基的固溶体单相 区，因而具有良好的塑性，可承受各类压力加工。对于需经轧制或挤压成形的板材、管材 或棒材等，均可选用该成分范围内的合金，故称之为形变铝合金。 形变铝合金又分为两类，凡成分在 F 点以左的合金，其固溶体成分不随温度而变化， 故不能进行时效强化，称之为不能热处理强化的铝合金。凡成分在 FD' 之间的合金，其固 溶体的成分将随温度的变化而变化，故可进行时效强化，称之为能热处理强化的铝合金。 (2) 凡成分大于 D' 点成分的合金，由于有共晶组织存在，其流动性较好，且高温强度
金属学与热处理 也较高,可以防止热裂现象,故适合于铸造,称之为铸造铝合金 9.1.3铝合金的热处理 纯铝加入合金元素形成铝基固溶体a,有较大的极限固溶度,有一定的固溶强化效果。 但随着温度的降低,固溶度急剧减小,强化效果有限。显然,铝合金也须通过热处理进 步提高强度。铝合金的热处理原理与钢不同。钢经淬火后得到马氏体组织,强度、硬度显 著提高,塑性下降。铝无同素异构转变,加热时晶体结构不发生变化,固溶处理后得到的 是过饱和固溶体,强度、硬度并不高,塑性却明显増加。所以铝合金经高温加热急冷固溶 处理后获得过饱和固溶体的热处理操作,称为固溶处理。经固溶处理的铝合金在室温下停 放或重新加热到一定温度后保温,其强度、硬度明显升高,塑性降低。因此,铝合金的强 化热处理包括固溶处理和时效处理。时效时,过饱和固溶体分解,强度、硬度会明显提高。 固溶处理后的合金随时间的延长而发生的强化现象,称为时效强化。在室温下进行的时效 称为自然时效;在加热条件下进行的时效,称为人工时效。自然时效时,铝合金放置4天 强化即可达到最大值。铝合金的时效强化效果取决于α固溶体的浓度和时效温度及时效时 间。一般来说α固溶体的浓度越高时效效果越好。提高时效温度可以显著加快时效硬化速 度,但显著降低时效获得的最高硬化值。时效温度过高,时效时间过长,将使合金软化 称为过时效。 以A-Cu合金系为例,由相图(图92)可见,铜在α固溶体中的溶解度,在室温时最大 为wc=0.5%,而加热到548℃时,极限溶解度为wc=5.7%。现以研究较为透彻的νc=4% 合金为例,讨论时效时合金的组织与性能的变化。该合金在室温下的平衡组织为a+CuAl 加热到BD线以上时,获得单相α固溶体,如快冷(固溶处理),则可以获得铜在铝中的过饱 和α固溶体,其抗拉强度为250MPa(未经固溶处理时抗拉强度为200MPa)。过饱和α固溶 体在室温下搁置数天,强度和硬度显著提高,强度可提高到400MPa。图9.3表示νc=4% 合金在130℃下时效时,合金硬度随时效保温时间的变化规律。研究表明,时效过程包括 四个阶段 548℃ 02区 GPIII 400 GP区尺寸 0.10 ,0 Cu/% 时效时间d 图92ACuA2相图 图93W=4%CuA合金在130℃下时效曲线 第一阶形段,形成铜原子富集区(GP凹区):在过饱和α固溶体中,溶质原子(Cu)在局 部区域形成了铜原子的富集区域,称为GP区)。GP印区呈薄片形状,其厚度为0nm
·184· 金属学与热处理 ·184· 也较高，可以防止热裂现象，故适合于铸造，称之为铸造铝合金。 9.1.3 铝合金的热处理 纯铝加入合金元素形成铝基固溶体α ，有较大的极限固溶度，有一定的固溶强化效果。 但随着温度的降低，固溶度急剧减小，强化效果有限。显然，铝合金也须通过热处理进一 步提高强度。铝合金的热处理原理与钢不同。钢经淬火后得到马氏体组织，强度、硬度显 著提高，塑性下降。铝无同素异构转变，加热时晶体结构不发生变化，固溶处理后得到的 是过饱和固溶体，强度、硬度并不高，塑性却明显增加。所以铝合金经高温加热急冷固溶 处理后获得过饱和固溶体的热处理操作，称为固溶处理。经固溶处理的铝合金在室温下停 放或重新加热到一定温度后保温，其强度、硬度明显升高，塑性降低。因此，铝合金的强 化热处理包括固溶处理和时效处理。时效时，过饱和固溶体分解，强度、硬度会明显提高。 固溶处理后的合金随时间的延长而发生的强化现象，称为时效强化。在室温下进行的时效， 称为自然时效；在加热条件下进行的时效，称为人工时效。自然时效时，铝合金放置 4 天， 强化即可达到最大值。铝合金的时效强化效果取决于 α 固溶体的浓度和时效温度及时效时 间。一般来说α 固溶体的浓度越高时效效果越好。提高时效温度可以显著加快时效硬化速 度，但显著降低时效获得的最高硬化值。时效温度过高，时效时间过长，将使合金软化， 称为过时效。 以 Al-Cu 合金系为例，由相图(图 9.2)可见，铜在α 固溶体中的溶解度，在室温时最大 为 wCu=0.5%，而加热到 548℃时，极限溶解度为 wCu=5.7%。现以研究较为透彻的 wCu=4% 合金为例，讨论时效时合金的组织与性能的变化。该合金在室温下的平衡组织为α +CuAl2， 加热到 BD 线以上时，获得单相α 固溶体，如快冷(固溶处理)，则可以获得铜在铝中的过饱 和α 固溶体，其抗拉强度为 250 MPa(未经固溶处理时抗拉强度为 200 MPa)。过饱和α 固溶 体在室温下搁置数天，强度和硬度显著提高，强度可提高到 400 MPa。图 9.3 表示 wCu=4% 合金在 130℃下时效时，合金硬度随时效保温时间的变化规律。研究表明，时效过程包括 四个阶段。 图 9.2 Al-CuAl2相图 图 9.3 wCu=4%Cu-Al 合金在 130℃下时效曲线 第一阶形段，形成铜原子富集区(GP[I]区)：在过饱和 α 固溶体中，溶质原子(Cu)在局 部区域形成了铜原子的富集区域，称为(GP[I]区)。GP[I]区呈薄片形状，其厚度为 0.4nm～
第9章有色金属及其合金 06mm,直径约为90mm,密度达1047cm3~1018/cm3。其晶体结构类型仍与基体相同,并与 基体保持共格关系。所不同之处是GP区中铜原子浓度较高,引起点阵的严重畸变,阻碍 位错运动,因而合金的强度、硬度升高 第二阶段,铜原子富集区有序化(GP区):在GP区的基础上铜原子进一步偏聚 GP区进一步扩大,并使溶质原子和溶剂原子呈规则排列,发生有序化。即形成有序的富铜 区,称为GP山区,常用O”表示。这种有序化的铜原子富集区直径为100m~400m,厚 度可达10nm~40nm。其晶体结构为正方点阵,与基体仍保持共格关系,故畸变更加严重 并有很大的弹性应变区,使位错运动受阻很大,从而使合金的强度和硬度进一步提高,时 效强化的作用最大 第三阶段,形成过渡相θ:随着时效过程的进一步进行,铜原子在GP[区继续偏聚, 当铜与铝原子之比为1:2时,形成过渡相O,其化学成分和CuA2相相近。θ相与基体保 持局部共格关系,因此,θ"相周围基体的共格畸变减弱,位错运动的阻力也随之减小,致 使合金的强度、硬度有所下降。由此看来,共格畸变的存在,是造成合金时效强化的重要 第四阶段,稳定的θ相的形成与长大:时效后期,θ′相与母相的共格关系消失,与基 体有明显界面的独立相θ相形成,其点阵结构亦是正方点阵,与基体的共格关系完全破坏 α固溶体的畸变大大减小,硬度明显下降,强化效果明显减弱。由时效硬化曲线(见图9.3) 可以看出,合金在发生时效硬化之前有一段孕育期,即固溶处理后合金尚有一个阶段处于 较软状态,生产上常利用这个阶段完成对零件的加工成型。而第三、四阶段会导致合金强 化效果下降,称为过时效。 以上讨论表明,wc=4%合金时效的基本过程可以概括为:过饱和固溶体→形成铜原子 富集区(GP凹区)→铜原子富集区有序化(GP[山区)→形成过渡相0′→析出稳定的相θ相 (CuA2)+平衡的a固溶体。 9.14形变铝合金 形变铝合金包括防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金及锻造铝合金等,其主要牌号的 化学成分与力学性能见表9-2 表9-2变形铝合金的牌号、化学成分、力学性能和用途 力学性能 类合金 化学成分 热处理 用途举例 别牌号 状态 HB MPa% 退火|13023 储液体用焊接件、管道、 LF21 Al-2.4Mn 容器等 油管、焊接油箱和管道 LF2Al-1.3Mg-0.3Mn 退火180 2345 铝 配件 高强度焊接结构(板 LF3Al-3.5Mg-0.5Mn-07Si 退火200 LF6A163Mg07Mn.020003e退火|32015 焊丝、铆钉及挤压制品
第 9 章 有色金属及其合金 ·185· ·185· 0.6nm，直径约为 9.0nm，密度达 1017/cm3 ～1018/cm3 。其晶体结构类型仍与基体相同，并与 基体保持共格关系。所不同之处是 GP[I]区中铜原子浓度较高，引起点阵的严重畸变，阻碍 位错运动，因而合金的强度、硬度升高。 第二阶段，铜原子富集区有序化(GP[II]区)：在 GP[l]区的基础上铜原子进一步偏聚， GP 区进一步扩大，并使溶质原子和溶剂原子呈规则排列，发生有序化。即形成有序的富铜 区，称为 GP[II]区，常用 θ'' 表示。这种有序化的铜原子富集区直径为 10.0nm～40.0nm，厚 度可达 1.0nm～4.0nm。其晶体结构为正方点阵，与基体仍保持共格关系，故畸变更加严重， 并有很大的弹性应变区，使位错运动受阻很大，从而使合金的强度和硬度进一步提高，时 效强化的作用最大。 第三阶段，形成过渡相 θ′：随着时效过程的进一步进行，铜原子在 GP[II]区继续偏聚， 当铜与铝原子之比为 1∶2 时，形成过渡相 θ′，其化学成分和 CuAl2相相近。θ′相与基体保 持局部共格关系，因此，θ′相周围基体的共格畸变减弱，位错运动的阻力也随之减小，致 使合金的强度、硬度有所下降。由此看来，共格畸变的存在，是造成合金时效强化的重要 因素。 第四阶段，稳定的 θ 相的形成与长大：时效后期，θ′ 相与母相的共格关系消失，与基 体有明显界面的独立相 θ 相形成，其点阵结构亦是正方点阵，与基体的共格关系完全破坏， α 固溶体的畸变大大减小，硬度明显下降，强化效果明显减弱。由时效硬化曲线(见图 9.3) 可以看出，合金在发生时效硬化之前有一段孕育期，即固溶处理后合金尚有一个阶段处于 较软状态，生产上常利用这个阶段完成对零件的加工成型。而第三、四阶段会导致合金强 化效果下降，称为过时效。 以上讨论表明，wCu=4%合金时效的基本过程可以概括为：过饱和固溶体→形成铜原子 富集区(GP[I]区)→铜原子富集区有序化(GP[II]区) →形成过渡相 θ′→析出稳定的相 θ 相 (CuAl2)+平衡的α 固溶体。 9.1.4 形变铝合金 形变铝合金包括防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金及锻造铝合金等，其主要牌号的 化学成分与力学性能见表 9-2。 表 9-2 变形铝合金的牌号、化学成分、力学性能和用途 力学性能 类 别 合金 牌号 化学成分 热处理 状态 σb /MPa δ / % HB 用途举例 LF21 Al-2.4Mn 退火 130 23 30 储液体用焊接件、管道、 容器等 LF2 Al-1.3Mg-0.3Mn 退火 180 23 45 油管、焊接油箱和管道 配件 LF3 Al-3.5Mg-0.5Mn-0.7Si 退火 200 15 — 高强度焊接结构(板、 带、棒) 防 锈 铝 合 金 LF6 Al-6.3Mg-0.7Mn-0.02Ti-0.003Be 退火 320 15 — 焊丝、铆钉及挤压制品
金属学与热处理 (续 力学性能 类|合金 热处理 化学成分 用途举例 别牌号 状态 淬火+自 中等强度,工作温度不超 LYIAl-2.6Cu-04-Mg 然时效|320 过100℃的铆钉 中等强度的零件和构件 淬火+自 LY11 A1-4.3Cu-0.6Mg-06Mn 然时效130|9100如2架、螺旋桨叶片、 淬火+自 高强度构件及在150℃ LY12 AL-4 4Cu-0 5Mg-06Mn 然时/480 以下工作的零件、铆钉等 淬火+人 60012150受力构件及高载荷零件 硬 LC4Al-6Zn-2.3Mg-1.7Cu-0.4Mn-0.18Cr 工时效 淬火+人 受力构件及高载荷零件 ILC6Al-7. 1Zn-2.8Mg-2.5Cu-0.4Mn-02Cr 190 工时效 如飞机大梁、起落架等 金 淬火+ 等载荷零件,形状复杂 LD2AI-0.4Cu-0.7Mg-0.25Mn-0.8Si 工时/30 的锻件 淬火+人 内燃机活塞及在高温下 锻铝合金 LD7A1-2.2Cu-l.6Mg-1.3Fe-1.3Ni-006Ti 工时效 工作的零件 LDS AI-0.4Cu-0.7Mg-0.25Mn-0.8Si 13105中等载荷的航空零件,如 工时效 叶轮、接头 淬火+ LDIOAI-0.4Cu-0. 7Mg-0.25Mn-0.8Si 19135高载荷锻件及模锻件 注:表中元素前面数值表示各元素的含量 1.防锈铝合金 防锈铝合金包括铝-镁系和铝-锰系,编号采用“铝”和“防”二字汉语拼音第一个大 写字母“LF”加顺序号表示,如LF5、LF21。这类铝合金的主要特性是具有优良的抗腐蚀 性能,因此而得名。此外,还具有良好塑性和焊接性,适合于压力加工和焊接。这类合金 不能进行热处理强化,即时效强化,因而力学性能比较低。为了提高其强度、可用冷加工 方法使其强化。而防锈铝合金由于切削加工工艺性差,一般适用于制造焊接管道、容器 铆钉以及其他冷变形零件。 2.硬铝合金 Al-Cu-Mg系合金是使用最早、用途最广,具有代表性的一种铝合金。由于该合金具有 强度和硬度高,故称之为硬铝,又称杜拉铝。硬铝的编号采用“铝”、“硬”二字汉语拼 音第一个大写字母“LY”加顺序号来表示,如LY2、LY5等。各种硬铝合金的含铜量相 当于图9.1所示相图的DF范围内,属于可热处理强化的铝合金,其强化方式为自然时效。 186
·186· 金属学与热处理 ·186· (续) 力学性能 类 别 合金 牌号 化学成分 热处理 状态 σb /MPa δ /% HB 用途举例 LY1 Al-2.6Cu-0.4-Mg 淬火+自 然时效 320 24 70 中等强度，工作温度不超 过 100℃的铆钉 LY11 Al-4.3Cu-0.6Mg-0.6Mn 淬火+自 然时效 380 19 100 中等强度的零件和构件， 如骨架、螺旋桨叶片、铆 钉等 硬 铝 合 金 LY12 Al-4.4Cu-0.5Mg-0.6Mn 淬火+自 然时效 480 17 131 高强度构件及在 150℃ 以下工作的零件、铆钉等 LC4 Al-6Zn-2.3Mg-1.7Cu-0.4Mn-0.18Cr 淬火+人 工时效 600 12 150 受力构件及高载荷零件 超 硬 铝 合 金 LC6 Al-7.1Zn-2.8Mg-2.5Cu-0.4Mn-0.2Cr 淬火+人 工时效 680 7 190 受力构件及高载荷零件， 如飞机大梁、起落架等 LD2 Al-0.4Cu-0.7Mg-0.25Mn-0.8Si 淬火+人 工时效 330 16 95 中等载荷零件，形状复杂 的锻件 LD7 Al-2.2Cu-1.6Mg-1.3Fe-1.3Ni-0.06Ti 淬火+人 工时效 440 13 120 内燃机活塞及在高温下 工作的零件 LD5 Al-0.4Cu-0.7Mg-0.25Mn-0.8Si 淬火+人 工时效 420 13 105 中等载荷的航空零件，如 叶轮、接头 锻 铝 合 金 LD10 Al-0.4Cu-0.7Mg-0.25Mn-0.8Si 淬火+人 工时效 480 19 135 高载荷锻件及模锻件 注：表中元素前面数值表示各元素的含量。 1. 防锈铝合金 防锈铝合金包括铝-镁系和铝-锰系，编号采用“铝”和“防”二字汉语拼音第一个大 写字母“LF”加顺序号表示，如 LF5、LF21。这类铝合金的主要特性是具有优良的抗腐蚀 性能，因此而得名。此外，还具有良好塑性和焊接性，适合于压力加工和焊接。这类合金 不能进行热处理强化，即时效强化，因而力学性能比较低。为了提高其强度、可用冷加工 方法使其强化。而防锈铝合金由于切削加工工艺性差，一般适用于制造焊接管道、容器、 铆钉以及其他冷变形零件。 2. 硬铝合金 AI-Cu-Mg 系合金是使用最早、用途最广，具有代表性的一种铝合金。由于该合金具有 强度和硬度高，故称之为硬铝，又称杜拉铝。硬铝的编号采用“铝”、“硬”二字汉语拼 音第一个大写字母“LY”加顺序号来表示，如 LYl2、LYl5 等。各种硬铝合金的含铜量相 当于图 9.1 所示相图的 D' F 范围内，属于可热处理强化的铝合金，其强化方式为自然时效