第9章有色金属及其合金 合金中加入铜和镁是为了形成强化相CuAl2)和S( CuNeAl2),含有少量的锰是为了提高抗 蚀性能,而对时效强化不起作用。 硬铝具有相当高的强度和硬度,经自然时效后强度达到380MPa~490MPa(原始强度 为290MPa~300MPa,提高25%~30%,硬度也明显提高(由70HB~85HB提高到12OHB)。 与此同时仍能保持足够的塑性。常用的硬铝合金有以下几类。 ①铆钉硬铝(如LY1、LY0等):合金中含铜量较低,固溶处理后冷态下塑性较好。 效强化速度慢。故可利用孕育期进行铆接,然后以自然时效提高强度。主要用作铆钉 ②标准硬铝(如LYI):含有中等数量的合金元素,通过淬火与自然时效可获得好的 强化效果。常利用退火后良好的塑性进行冷冲、冷弯、轧压等工艺,以制成锻材、轧衬或 冲压件等半成品。标准硬铝还用作大型铆钉、螺旋桨叶片等重要构件。 ③高强度硬铝(如LY2,LY6):是合金元素含量较高的一类硬铝。在这类合金中,镁 的含量较LYll高(约1.5%),故强化相含量高,因而具有更高的强度和硬度,自然时效后σ 可达500MPa。但承受塑性加工能力较低,可以制作航空模锻件和重要的销轴等。 硬铝合金有两个重要特性在使用或加工时必须注意。 ①抗蚀性差:特别在海水中尤甚。因此需要防护的硬铝部件,其外部都包一层高纯度 铝,制成包铝硬铝材,但是包铝的硬铝热处理后强度较未包铝的为低。 ②固溶处理温度范围很窄:LY11为505℃~510℃,LY12为495℃~503℃,低于此 温度范围固溶处理,固溶体的过饱和度不足,不能发挥最大的时效效果:超过此温度范围 则容易产生晶界熔化。 3.超硬铝合金 -Zn-MgCu系合金是变形铝合金中强度最高的一类铝合金。因其强度高达588MPa 686MPa,超过硬铝合金,故此而得名。LC4、LC6等属于这类合金。由于铝合金中加入锌, 除时效强化相θ和S相外,尚有强化效果很大的MgZn4(相)及(A12Mg2Zn(T相)。 经过适当的固溶处理和120℃左右的人工时效之后,超硬铝的抗拉强度可达600MPa, δ为12%。这类铝合金的缺点也是抗蚀性差,一般也需包覆一层纯铝。其优点是有良好的 焊接性能。该类超硬铝合金可用作受力较大,又要求结构较轻的零件,如飞机的大梁与起 落架等。 4.锻造铝合金 锻造铝合金包括A1Si-MgCu合金和A1Cu-NiFe合金,常用的锻造铝合金有LD2、 LD5、LD0等。它们含合金元素种类多,但含量少。锻造铝合金通常采用固溶处理和人工 时效的方法强化。它们的热塑性优良,故锻造性能甚佳,且力学性能也较好。这类合金主 要用于承受载荷的模锻件以及一些形状复杂的锻件 91.5铸造铝合金 很多重要的零件是用铸造的方法生产的,一方面因为这些零件形状复杂,用其他方法 (如锻造)不易制造:另一方面由于零件体积庞大,用其他方法生产也不经济。 常用铸造铝合金有Al-Si系、A1Cu系、A-Mg系和A-Zn系四大类,其牌号用ZL和 后面加三位数字表示。常用铸造铝合金的牌号、成分及性能见表9-3。第 9 章 有色金属及其合金 ·187· ·187· 合金中加入铜和镁是为了形成强化相 θ(CuAl2)和 S(CuMgAl2)，含有少量的锰是为了提高抗 蚀性能，而对时效强化不起作用。 硬铝具有相当高的强度和硬度，经自然时效后强度达到 380 MPa～490 MPa(原始强度 为 290 MPa～300 MPa)，提高 25%～30%，硬度也明显提高(由 70HB～85HB 提高到 l20HB)。 与此同时仍能保持足够的塑性。常用的硬铝合金有以下几类。 ① 铆钉硬铝(如 LYl、LYl0 等)：合金中含铜量较低，固溶处理后冷态下塑性较好。时 效强化速度慢。故可利用孕育期进行铆接，然后以自然时效提高强度。主要用作铆钉。 ② 标准硬铝(如 LY11)：含有中等数量的合金元素，通过淬火与自然时效可获得好的 强化效果。常利用退火后良好的塑性进行冷冲、冷弯、轧压等工艺，以制成锻材、轧衬或 冲压件等半成品。标准硬铝还用作大型铆钉、螺旋桨叶片等重要构件。 ③ 高强度硬铝(如 LYl2，LY6)：是合金元素含量较高的一类硬铝。在这类合金中，镁 的含量较 LY1l 高(约 1.5%)，故强化相含量高，因而具有更高的强度和硬度，自然时效后σ b 可达 500 MPa。但承受塑性加工能力较低，可以制作航空模锻件和重要的销轴等。 硬铝合金有两个重要特性在使用或加工时必须注意。 ① 抗蚀性差：特别在海水中尤甚。因此需要防护的硬铝部件，其外部都包一层高纯度 铝，制成包铝硬铝材，但是包铝的硬铝热处理后强度较未包铝的为低。 ② 固溶处理温度范围很窄：LY11 为 505℃～510℃，LY12 为 495℃～503℃，低于此 温度范围固溶处理，固溶体的过饱和度不足，不能发挥最大的时效效果；超过此温度范围， 则容易产生晶界熔化。 3. 超硬铝合金 A1-Zn-Mg-Cu 系合金是变形铝合金中强度最高的一类铝合金。因其强度高达 588MPa～ 686MPa，超过硬铝合金，故此而得名。LC4、LC6 等属于这类合金。由于铝合金中加入锌， 除时效强化相 θ 和 S 相外，尚有强化效果很大的 MgZn2( η相)及(A12Mg2Zn3(T 相)。 经过适当的固溶处理和 120℃左右的人工时效之后，超硬铝的抗拉强度可达 600MPa， δ 为 12%。这类铝合金的缺点也是抗蚀性差，一般也需包覆一层纯铝。其优点是有良好的 焊接性能。该类超硬铝合金可用作受力较大，又要求结构较轻的零件，如飞机的大梁与起 落架等。 4. 锻造铝合金 锻造铝合金包括 A1-Si-Mg-Cu 合金和 A1-Cu-Ni-Fe 合金，常用的锻造铝合金有 LD2、 LD5、LDl0 等。它们含合金元素种类多，但含量少。锻造铝合金通常采用固溶处理和人工 时效的方法强化。它们的热塑性优良，故锻造性能甚佳，且力学性能也较好。这类合金主 要用于承受载荷的模锻件以及一些形状复杂的锻件。 9.1.5 铸造铝合金 很多重要的零件是用铸造的方法生产的，一方面因为这些零件形状复杂，用其他方法 (如锻造)不易制造；另一方面由于零件体积庞大，用其他方法生产也不经济。 常用铸造铝合金有 A1-Si 系、A1-Cu 系、Al-Mg 系和 Al-Zn 系四大类，其牌号用 ZL 和 后面加三位数字表示。常用铸造铝合金的牌号、成分及性能见表 9-3