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