第一章铸造铝合金ppt课件.ppt

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1、第一篇 铸造有色合金及其熔炼,铸造铝合金及其熔炼铸造镁合金及其熔炼铸造铜合金及其熔炼铸造钛合金及其熔炼,第一章 铸造铝合金,铸造铝硅类合金铸造铝铜类合金铸造铝镁类合金铸造铝锌类合金其它铸造铝合金,1-1 铸造铝合金概论,纯铝为面心立方晶型，强度较低，需强化有些铸铝的热强性良好，可在200300下服役铸铝无低温脆性，是良好的低温结构材料铸铝有很高的比强度，仅次于铸钛合金,机械性能,抗蚀性能,在铝的表面有一层很牢固的致密氧化膜起保护作用，故铝合金在大气、淡水及许多介质中有良好的耐蚀性。氧化膜的化学稳定性和熔点都很高，故铸铝在高温工作时仍具有良好的耐蚀性和抗氧化性能。,熔铸工艺性能,铝合金的熔炼温度

2、不高，液态表面也有一层致密氧化膜，能阻止铝液继续氧化，无需专门保护，故熔炼设备及工艺简单。铸铝一般有良好的流动性，较小的缩松和热裂倾向。铸造方法不限，特别适用金属型和压铸。,应用领域,饮料容器；建筑材料；航空航天工业；地面运输工业；造船及发动机；电气和电子学材料；热交换器,轻高比强和模量高电和热导率好的腐蚀特性无磁性无毒,低熔点，易熔化和易铸造机械加工性好成本低,在汽车上的应用,汽车发动机,汽车前桥,还有离合器外壳、变速箱外壳、变速箱上盖、仪表盘骨架、轮毂、转向支架、刹车支架、气门支架等 。,F-111战斗轰炸机,F111A基本结构材料为铝合金，蒙皮为蜂窝夹层壁板 。,苏-27“侧卫”重型战斗

3、机,该机为全金属半硬壳式机身，机头略向下垂，大量采用铝合金。,M190型自行榴弹炮,铝合金装甲车体和旋转炮塔、炮塔位置靠后、动力装置前置、主动轮在前,88式狙击步枪,两脚架为铝合金制，可以向前或向后折叠，并可以方便拆下，但强度不足，比较容易损坏。,铸铝合金的标准及分类,名义质量分数的整数值如果数值小于1，一般不标数字,有的牌号后标A，表示杂质含量更低，性能高的优质合金,铸铝合金的国标、航标中有26个牌号,牌号：ZAl+合金元素+合金元素含量,ZAlSi7MgZAlSi7MgA,代号： ZL ,代号,铝合金类别 顺序号,1代表Al-Si类2代表Al-Cu类3代表Al-Mg类4代表Al-Zn类,Z

4、L101ZL201,分类,Al-Si类气密合金，应用范围最广，产量最多Al-Cu类耐热或高强度铝合金Al-Mg类耐蚀合金Al-Zn类自动固溶效应与自然时效硬化,1-2 铸造铝硅合金,铸造铝硅类合金特性,共晶型相图 合金的组织由韧性的固溶体与硬脆的共晶硅相所构成 比纯铝强度高得多，并保留一定的塑性。,结晶温度范围最小；线膨胀系数小；共晶体在凝固温度附近具有良好塑性；,铸造铝硅类合金特性,可兼顾机械性能与铸造性能两方面的要求，得到两者兼优的合金,流动性好，缩松热裂倾向很小。,铝硅合金中硅的形态特征,因为铝在硅中的溶解度极小，故合金中的硅相可视为与纯硅无异。硅晶体是金刚石立方晶型，晶胞是面心立方晶格

5、内多出4个原子。,硅片生长过程中会产生分枝和改变生长方向,铝硅合金中硅的形态特征,铝硅合金共晶体的变质,硅相在自发非控制生长条件下会长成片状,概念 所谓变质处理是在熔融合金中加入少量的一种或几种元素（或加化合物起作用而得），改变合金的结晶组织，共晶体中的硅相由原来的粗大片状变为细小纤维状，从而改善机械性能。方法 生产上常在合金液中加入氟化纳与氯盐的混合物来进行变质处理，加入微量的纯钠也有同样效果。,共晶硅的变质,变质处理机理,a)Si晶体生长时，界面前沿存在有少量的孪晶与大量的界面台阶，Si原子或Si的八面体容易进入台阶，使Si晶体沿着211晶向生长成板片状。,b)变质元素Na进入界面台阶，使

6、台阶消失，同时使Si晶体表面产生大量的孪晶，这样Si晶体的生长方式由孪晶凹谷代替界面台阶，Si晶体仍然长成板片状。,界面台阶消失后Si晶体生长状况,变质处理机理（续）,c)Na原子在孪晶凹谷处的大量富集，阻碍了晶体沿211晶向的生长，迫使其产生分枝，主杆沿100晶向生长，分枝沿211晶向生长，最后长成细的纤维状晶体。,变质元素使Si晶体产生分枝,实际测量结果,变质处理机理（续）,过共晶铝硅合金中初生硅的变质,Al-Si过共晶合金（含22x10-2Si）铸态组织（金属型）,变质前初生硅晶体长成粗大厚板片状,用钠或磷变质处理能细化初生硅,初生硅的变质,一类是赤磷或含赤磷的混合变质剂；另一类是含磷的

7、中间合金（Cu-P）。,形成AlP作为硅结晶的非均质晶核，使初生硅细化；同时磷在铝液中有一定的溶解度，磷在铝中呈表面活性，故也能被硅晶孪晶凹谷所吸附，抑制孪晶的生长。,变质剂分类,磷变质机制,1、变质方法 在纯铝和铝合金中加入少量Ti、Zr、B等元素2、变质机理 由于元素与Al形成固相质点，可作为非自发晶核； 由于包晶反应，也使依附在TiAl3质点上形核； 由于过冷度较小，其结晶生长速度却比较小。,亚共晶铝合金中初生相的细化,课前复习题,固溶强化与时效强化变质处理列举3种金属材料的强化机制，对强度和塑性有什么影响？列举3种铸造合金的使用性能？列举3种铸造合金的工艺性能？为什么铝硅类合金的铸造性

8、能好？二元铝硅合金为什么不能进行热处理强化？,铝硅二元合金ZL102（ZAlSi12）,强度也较高，但塑性较低,铸造性能最好,致密度最好,适用于薄壁复杂铸件或对气密性要求高的铸件，以及压铸件。铝硅二元合金不能热处理强化的，只能加入合金元素进行强化。具有较好的抗蚀性，耐磨性和耐热性。切削性能比其它系铝合金差。必须进行变质处理，提高力学性能。,铝硅二元合金ZL102（续）,1.镁的强化效果最好。2.加入镁后，组织中出现（Mg2Si）相，Mg2Si可通过固溶和时效处理使合金时效强化。,Al-Si-Mg系合金,少量的镁即能大大提高抗拉和屈服强度; 镁量增加，强化效果不断增大，强度急剧上升，而塑性下降。

9、 Mg量一般采用（0.20.45）10-2。,镁对机械性能的影响,铁对Al-Si-Mg系合金组织和性能的影响,粗大针状脆性（Al9Fe2Si2）相并穿过晶粒,恶化了合金的机械性能，特别是塑性,砂型铸造Fe0.6%金属型铸造Fe1.0%压力铸造Fe1.5%,铁Al-Si-Mg系合金对组织和性能的影响（续）,大多数的铝合金中都力求减少含Fe量,降低了合金的抗蚀性,Fe量过高，会降低流动性、增大热烈倾向、也降低切削性。, 组织变化在Al-Si合金中加入锰，可大大降低Fe的危害。,锰对Al-Si-Mg系合金机械性能的影响, 锰的加入量锰的加入量与含铁量有关，一般认为Mn/Fe比在0.70.8左右时效果

10、最好。Mn 0.5%。,二者特别有害； 极微量时就会在晶界上形成低熔点共晶； 降低合金的塑性和抗蚀性； 锡、铅分别限制在0.0110-2和0.0510-2以下。,锡、铅对Al-Si-Mg系合金组织和性能的影响, 化学成分 W/10-2：8.0-10.5Si、0.17-0.3Mg、0.2-0.5Mn。 热处理 T6 性能 具有良好的综合机械性能，铸造性能也很好。 应用范围航空工业中用于制作发动机压缩机匣、承力框架、轴承机匣、气缸 排等。,Al-Si-Mg系常用合金- ZL104,ZL104合金变质前后的显微组织砂型 100,a) 未变质 b)变质后, 化学成分W/10-2：6.5-7.5Si、0

11、.25-0.45Mg 热处理T4、T5、T6状态。 特性T4状态下有比ZL104更好的塑性和韧性，调节Mg量和时效规范，可获得不同的机械性能。铸造性能也良好，仅次于ZL104 。铸件的气密性良好。,Al-Si-Mg系类常用合金- ZL101,三.Al-Si-Cu-Mg系合金,当要求工作温度达200-225时，就应采用Al-Si-Cu-Mg系合金。,Al-Si-Mg系虽然有良好的机械和铸造性能，但热强性低，工作温度不超过185。,Al-Si-Mg系中加Cu时，组织中将出现 W(Al2Mg5Si4Cu4)相和(CuAl2)相； Cu/Mg 2.1，组织中的相将完全消失，而成为+Si+W三相组织，

12、Cu/Mg2.1，组织中除+Si+W外，还将出现相。,铜对Al-Si-Cu-Mg系合金组织的影响,铜对Al-Si-Cu-Mg系合金性能的影响,强度显著增加，但伸长率下降,热强性不断提高,镁对Al-Si-Cu-Mg系合金性能的影响,合金强度急剧上升而塑性急降,镁量常控制在0.510-2左右,成分：W/10-2：4.5-5.5Si、1-1.5Cu、0.4-0.6Mg。无需变质，常用T5、T7状态。其强度和ZL104相近，但塑性很低，高温强度较高。铸造性能良好，稍次于ZL101合金。较易产生缩松、热裂趋向稍大，但铸件气密性仍良好。抗蚀性降低，需进行阳极化和涂漆保护。焊接性和切削性均良好。,2. 常用

13、合金ZL105(ZAlSi5Cu1Mg),2. 常用合金ZL105（续）,不适于承受冲击载荷，仅用作承受较大静载荷及高温下工作的零件，可在225 下工作。航空上应用较广，如用作增压器外壳、气缸头、导气弯管。当慢冷时，其组织为：初生、Si共晶、少量条状W相和少量相。在铸造冷却条件下，与及Si相往往同时出现，而可能不会出现W相。,此类合金主要是作为内燃机活塞材料。活塞材料要求具有高的热强性和耐磨性，低的线膨胀系数和密度。 活塞合金分为两大类：共晶型铝硅合金过共晶型铝硅合金。,四. Al-Si类活塞合金,硅保证合金有良好的铸造性能和低的线胀系数，并提高强度、耐磨性、抗蚀性。镁使合金可热处理强化，提高

14、室温性能。铜使合金显著强化，改善高温性能；但降低抗蚀性。锰可抵消铁的有害作用，也能改善高温强度。,共晶型铝硅合金,共晶型铝硅有ZL108和ZL109合金。ZL108加铜，ZL109加铜和镍来产生耐热相，提高高温强度。,过共晶型铝硅合金主要牌号为ZL117硅含量很高，组织中除共晶体外含有大量的初生硅晶体。降低密度和线胀系数、提高耐磨性。稀土能显著提高热强度。镁使合金可热处理强化，提高室温性能。铜使合金显著强化，改善高温性能；但降低抗蚀性。锰可抵消铁的有害作用，也能改善高温强度。,过共晶型铝硅合金,过共晶铝硅活塞合金的显微组织 100,a) 未变质 b)变质后,成分W/%为：1922Si、1.02

15、.0Cu、0.51.5RE、0.40.8Mg、0.30.5Mn、余为Al。高温强度高，但性脆。铸造性能良好，流动性好、缩松及热烈倾向小。耐磨性非常好。抗蚀性和尺寸稳定性好。切削性差，焊接性能尚可。熔炼工艺复杂。,ZL117（ZAlSi20Cu2RE）合金,Al-Si类活塞合金多为共晶及过共晶合金的原因？Al-Si类活塞合金是否需要变质处理，为什么？镁、铜、铁和锰对铝硅合金组织和性能的影响？稀土元素对铝合金组织与性能有什么影响？为什么含微量Mg的铝硅合金都要进行时效处理，而二元铝硅合金则不需要热处理？Al-20%Si合金可以应用在哪些地方，通过添加什么元素可以进一步提高其室温和高温性能，该合金生

16、产中是否需要变质处理，该合金的机加工性能如何？,课前复习题,1-3 铸造铝铜合金,引言,前面的铝硅类合金总体强度水平不高，耐热性也低，除活塞合金外，高者只能在225下工作。欲达到更高水平，就要采用铝铜类合金。,Al Cu二元合金相图,AlCu相图呈共晶，Cu在中的溶解度随温度下降而显著降低。,Al Cu二元合金的特性,铝铜合金是最典型最重要的时效强化合金。 室温机械性能很高； 耐热性最好； 铸造性能差； 抗蚀性差。,常用于作250-350工作的耐热铝合金或高强度合金的基 础，其重要性和应用范围仅次于铝硅合金。,铸铝的耐热合金化原则,（1）合金元素原子间键合能量应高，该能量可用熔点、汽化热来表征

17、。（2）在合金的工作温度至室温范围，加入的组元在固溶体中的溶解度变化和过饱和度应小，不发生相的溶解或析出，保证组织的稳定。（3）合金化各元素加入的比例，最好能形成成分和结构都很复杂的金属间化合物。,铸铝的耐热合金化原则 (续),（4）第二相应有有利的形态和分布。 （5）合金元素溶入固溶体应能提高原子间的键合力，降低扩散速度。 （6）为了保证有较好的铸造性能，合金化时，最好使合金中复杂难熔的共晶体量大于20%。,（1）此系合金有较高的共晶温度（548）。（2）Al-Cu系的固溶度在350以下变化很小。（3）加入难溶元素利于形成成分、结构均复杂的第二相，大都成分区很窄，热硬性很高。（4）铜原子在基

18、体中扩散较慢，加入的难熔元素扩散系数更小。,铝铜合金的耐热性,铜对合金组织性能的影响,强度随铜量增加而显著上升，而塑性则不断下降,4.5-5.510-2Cu时综合机械性能最好,当含铜量过高时，使室温机械性能下降，而高温强度则不断提高。 当含铜在4-610-2范围时合金的铸造性能较差，热裂倾向严重；铜量再增加时铸造性能有缓慢改善，直至铜量达1210-2时铸造性能才显著提高，但其室温机械性能却很差。 铝铜二元合金的室温机械性能和铸造性能之间存在着较大的矛盾。,铜量对合金组织性能的影响（续）,铸态组织晶界上存在离异共晶的(CuAl2)相。性能室温及高温机械性能较高。铸造性能很差，气密性差，抗蚀性差，

19、切削性良好，焊接性较差。,二元合金为ZL203(ZAlCu4),（1） 锰的作用 在合金中锰部分溶入固溶体，更多的锰则在合金中形成TMn(Al12CuMn)相，能大大提高耐热性。锰量过高，影响机械性能，锰量控制在0.80.910-2左右。（2）铜的作用 铜在合金中的基本作用如前似述。实践表明，铜量应控制在510-2左右。,Al-Cu-Mn-Ti 系合金,（1）基体晶粒的细化 在铝和铝合金中加入少量的钛、锆、硼等，可使基体晶粒细化。（2）钛在Al-Cu-Mn系中作用少量的钛使晶粒显著细化。钛直接对合金高温机械性能有利。钛可降低合金的热裂倾向。加钛还提高抗蚀性。,钛在合金中的作用和基体晶粒的细化,

20、（1）硅 少量的硅就使合金的室温和高温机械性能急剧下降。（2）铁 使铜，锰贫化，显著降低合金的室温机械性能和耐热性。（3）镁 显著增大了热裂倾向和降低塑性和焊接性。（4） 锌 增大扩散系数，降低耐热性。,杂质的影响,杂质的影响,成分W(10-2)为：4.55.3Cu、0.61.0Mn、0.150.35Ti、余为Al。热处理ZL201常用T4、T5状态机械性能此合金热处理后有良好的综合机械性能。铸造性能铸造性能较差。,常用的合金-ZL201,Zl201合金的显微组织200，砂型铸造,（a）铸态 （b）T4态,（1）成分W(10-2)为：4.6-5.3Cu、0.3-0.5Mn、0.15-0.35T

21、i、0.15-0.25Cd、0.05-0.3V、0.05-0.2Zr、0.05-0.06B、余为Al。（2） 特点成分复杂，合金化元素达7种之多。加入量很少的元素，成分范围非常窄。杂质含量控制很低，Fe0.15、Si0.06、Mg、Ni、Zn各0.05。强度塑性很高。,常用的合金-ZL205A,耐热性随RE的增加而显著提高，而室温机械性能略趋下降。,Al-Cu-RE-Si系合金,共晶型相图,（1） 成分 W(10-2)为：4.4-5.0RE（富Ce）、3.0-3.4Cu、1.6-2.0Si、0.9-1.2Mn、0.2-0.3Ni、0.15-0.25Zr，余为Al。（2） 特性T1处理时铸态过饱

22、和固溶于中的合金元素将以弥散相析出，可显著提高高温持久强度，室温强度也略有提高。高温强度很高，铸造性能良好，焊接性良好。,ZL207（ZAlRE5Cu3Si2）合金,1-4 铸造铝镁及铝锌合金,铝镁类合金特性,有很好的室温机械性能和抗蚀性； 密度小，切削性很好； 机械性能不稳定且壁厚效应较大，长期使用有自然变脆和产生应力腐蚀裂纹的倾向； 熔铸工艺性在铸铝合金中最差。,镁对合金的影响,1.镁引起很强的固溶强化作用。2.随着镁量的增加，合金的机械性能显著提高，但合金中含镁量一般不超过1210-2，因为当镁量大于时1210-2，机械性能下降,镁对合金的影响（续）, 随镁含量的增加而直线下降，比强度提

23、高而刚度降低。 铝镁合金在海水及弱碱性溶液等介质中有很高的抗蚀性。 合金的铸造性能不好。 熔炼及铸造时要采用特殊的保护措施。,铝铜类合金的室温机械性能很高，而铸造性能差，且抗腐蚀性特别低的原因？为什么铝铜类合金的耐热性高？为什么当含铜量过高时，铝铜类合金室温机械性能下降，而高温强度则不断提高？为什么铝铜类合金一般都需要时效处理？为什么铝镁类合金耐腐蚀性能良好？,课前思考题,铸件厚大处冷却凝固慢，易产生缩松和树枝晶粗大，而且在液态停留时间较长，易氧化和与水汽反应，产生晶间氧化与气孔。缩松又促进了晶间氧化的发展，氧化产生的热量又使冷却变慢，加剧了缩松和晶粒粗大。故铸件厚壁处的机械性能将比薄壁处大为

24、降低，这种随壁厚增加而使机械性能下降的现象，称为机械性能的壁厚效应。,机械性能的壁厚效应, 铍 铍是很强的表面活性元素。在铝镁合金中加入微量（0.03-0.0510-2）铍后，可生成足够的BeO，填充合金氧化膜的空隙使其致密，大大提高合金液的抗氧化性，改善熔炼工艺。它也能显著减轻铸件厚壁处的晶间氧化和气孔，降低机件的壁厚效应。,附加元素对合金的影响, 锆硼钛 在合金中它们起变质作用，能细化晶粒，除可提高机械和铸造性能外，还能减小壁厚效应； 锆、钛还能与合金中的氢反应形成稳定化合物ZrH2等，有助于消除针孔。,附加元素对合金的影响（ 续）,铁显著降低合金的机械性能和抗蚀性。硅显著降低合金的机械性

25、能。 此外，铜、锌、镍对抗蚀性有不良影响。,杂质对合金的影响,（1）成分 W（10-2）为：9.5-11.0Mg，余为Al。（2） 优点 单相组织，故塑性、韧性均很高。（3） 缺点 机械性能不稳定，T4状态的铸件在经过长期使用或放置后变脆。,ZL301(ZAlMg10)合金,（1）成分 W（10-2）为：4.5-5.5Mg、0.8-1.3Si、0.1-0.4Mn，余为Al。（2）硅 在Al-Mg合金中加1x10-2 Si，可以改善合金的铸造性能，但硅使机械性能下降。（3）锰 加锰形成MnAl6(Fe)相，减少铁的有害影响。,ZL303(ZAlMg5Si)合金,在铸造冷却条件下，Al-Zn合金能

26、自动固溶处理，大部分锌可过饱和固溶在中。随后又能在室温自然时效，使合金强化。高温性能和铸造性能较差，热裂倾向大，抗蚀性能差，有应力腐蚀倾向。加之密度大、强度不高，故必须进一步合金化。,铝锌类合金的特性,成分对合金的影响锌主要起固溶强化作用，但加入量大，总的强化作用还是够大，降低抗蚀性。硅提高铸造性能和强度。镁镁起强化作用，过多降低塑性。 铁铁降低机械性能。,Al-Zn-Si系合金,成分 W（10-2）为：9.0-13.0Zn、6.0-8.0Si、0.1-0.3Mg,余为Al铸态组织 初生固溶体和+Si共晶体，还可能有Mg2Si和含铁相。性能 铸造性能较好、焊接性和切削性良好，抗蚀性较差。应用

27、可用来铸造大型复杂和承受高静负荷的零件和复杂压铸件。,ZL401(ZAlZn11Si7)合金,ZL401 合金铸态组织（未浸蚀）100,(a) 砂型铸造 (b)压铸,锌和镁锌和镁强化效果很显著锌和镁二者总量愈高、合金强度愈高，而塑性和抗蚀性愈差。为了两者兼顾，锌、镁总量通常用67%。 铬和锰显著提高合金的应力腐蚀抗力和机械性能。钛和锆用以细化晶粒，改善机械和铸造性能，减轻壁厚效应。,成分对Al-Zn-Mg系合金, 铁在Al-Zn-Mg合金中铁原先也作为杂质而严格限制。但试验表明，合金加入约1.0-1.5%Fe后，会形成细小的FeAl3相，能细化晶粒，减少晶间缩松和热裂倾向；还能减轻应力腐蚀倾向

28、，但铁量应控制在1.7%以下，否则将出现粗大针状FeAl3相，反而有害。 硅硅是杂质，因生成不溶解的脆性Mg2Si，降低机械性能。,成分对Al-Zn-Mg系合金（续）, 成分W（10-2）：5.0-6.5Zn、0.5-0.65Mg、0.15-0.25Ti、0.4-0.6Cr，余Al 组织固溶体和沿晶界分布MgZn2相，有时还出现少量的T相和含铁相。 热处理此合金常采用铸态自然时效或T1状态。性能铸造性能尚好，有较好的抗蚀和抗应力腐蚀性能，焊接和切削性良好应用用作精密仪表零件和承受大的动载荷零件。,ZL402(ZAlZn6Mg)合金,1-5 铝合金的新进展,超轻铝合金-铝锂合金概述,以铝为基添加

29、3wt左右锂及其它元素组成；在铝合金中加入1wt%的锂,铝合金的密度下降3%，弹性模量增大6；铝锂合金具有密度低、高强度、高模量以及高比强度和比刚度等优点；用于飞机上，可减轻飞机重量816；主要有Al-Cu-Li-Zr系、Al-Cu-Mg-Li系和Al-Mg-Li系；,铝锂合金的发展背景,进入空间轨道的航天运载器每减轻1kg，其发射费用将节省约2万美元。战斗机重量若减轻15，则可缩短飞机滑跑距离15，增加航程20，提高有效载荷30。据推算，如果采用先进铝锂合金取代传统铝合金制造波音飞机，每架飞机每年的飞行费用将降低2.2。铝锂合金被认为是航空航天最理想的结构材料。铝锂合金研究中的关键技术各国高

30、度保密。,铝锂合金的发展过程,（一）19201970年1924年德国研制成Scloro合金，但没有得到工业应用。40年代前期，美国Alcoa公司研制了2020铝锂合金，强度可同7075铝合金相比。1958年美国海军将它用在RA-5C飞机上代替7075铝合金做机翼及水平安定面蒙皮，投产177架，服役近20年。60年代发现这种规格的铝锂合金的断裂韧性低，缺口敏感性高，便停止了生产。,铝锂合金的发展过程,（二） 19701990年需求动力：能源危机和宇航工业的发展推动了铝锂合金研究的发展。主要特点：70年代末以来，在基础理论，熔炼工艺及材料性能上都有很大进展， 研制了新一代的铝锂合金，并且开始进入实

31、用化阶段，已用于飞机和航天器上。,铸造铝锂合金,锂的性质活泼，在大气中极易氧化甚至燃烧，与氢的结合力也极强，并且容易与炉衬材料发生反应，侵蚀坩埚，形成的大量夹渣卷入铸锭中。熔铸过程中锂本身极易偏析，铸造时用水冷却还有爆炸的危险，因此铝锂合金根本不能按常规方法熔炼铸造。,铝锂合金的应用,A350远程客机采用全新的复合材料机翼和铝锂合金机身。,铝锂合金的应用,美国“猎鹰”火箭的第2级是由铝锂合金制成,超高强铝合金,以航空航天用材为背景研制并发展起来的一类高性能铝合金材料 ；屈服强度可以达到500MPa以上 ；既具有很高的抗拉强度，又能保持较高的韧性和耐腐蚀性 ；国内研制的超高强铝合金的屈服强度最高

32、可达750780MPa、延伸率最高可达到10% 。,铝合金的强韧化技术,铝熔体净化技术合金化强化Zn和Mg含量较高;在Zn含量较高的合金中加入2 3% 的Cu;一般添加005 015 %的Zr。,铝合金的强韧化技术（续）,热处理强化技术固溶热处理十分级人工时效回归热处理 形变热处理强化技术高低温循环处理强化技术,泡沫铝合金-特点,轻质高比刚度高阻尼减震性能及冲击能量吸收率良好的声学功能 优良的电磁屏蔽性能 耐腐蚀性、耐候性好，低吸湿，不老化，无毒性良好的热学性能 不燃烧且有较好的耐热性 易加工，易安装,1-6 铸造铝合金的热处理,铸造铝合金热处理的目的,改善合金的组织和亚结构，实现固溶强化和时

33、效强化，充分提高机械性能。消除铸造或冷加工引起的内应力。稳定铸件的组织和形态、尺寸、防止因高温引起合金相变产生体积膨大现象。消除偏析，改善合金的组织和性能。,铸造组织都比较粗大，基体晶界存在粗大的共晶体或难熔的第二相，这些组织特征，严重阻滞着溶解和扩散过程的进行，而变形铝合金则组织致密，因此铸造铝合金和变形铝合金热处理有很大的不同。变形铝合金固溶处理加热保温时间只要几十分钟，而铸造铝合金则需几小时甚至十几小时，才能使过剩相充分溶解，在基体中达到最大的固溶度。,铸造铝合金热处理的特点,铸造铝合金各牌号的热处理工艺规范，根据液相线的高低和第二相的溶解和析出的难易不同，而采用不同的加热温度和保温时间

34、。固溶处理及人工时效的加热，要求采用带风扇的电阻炉，使炉膛温度均匀，炉温控制在5范围内。固溶处理冷却水槽应尽量设置靠近加热炉，以缩短转移时间，使高温铸件快速浸入水槽。,铸造铝合金热处理工艺及设备特点,基本概念：变质处理、机械性能的壁厚效应铝硅合金进行变质处理的意义及方法？镁、铜、铁和锰对铝硅合金组织和性能的影响？Al-Si类活塞合金多为共晶及过共晶合金的原因？稀土在铝合金中有什么作用？铝铜类合金的室温机械性能和耐热性很高，而铸造性能差，且抗腐蚀性特别低的原因？Al-Mg合金铸件的机械性能壁厚效应大的原因及防止措施？铝合金热处理的目的是什么？如果让你设计一种耐磨、耐热铝合金，请你指出该合金的主要成分和熔炼时需注意的要点，说明理由。,思考题,