固溶處理綜合實驗論文
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- 固溶處理綜合實驗論文1.1鋁合金分類及性能
鋁在地殼中的含量僅次于氧和硅，居于第三位，是地殼中含量最豐富的金屬元素，其空間點陣為面心立方結構且沒有同素異構轉變，在化學元素周期表中為第IIIA主族元素，純鋁的密度較低為2.699g/cm2，其熔點為660.24℃，通常向純鋁中加入如Mg, Si, Zn, Cu等元素能得到性能更優的鋁合金。鋁及鋁合金由于具有質量輕、比強度和比剛度高、耐磨損、耐腐蝕、彈性好以及良好的加工成型性和再回收性等優點，已成為現代工業中應用最廣泛的輕金屬合金，日常生活中用到的餐具、手機等，汽車上的輪毅、連桿等，軍事上飛機的零部件均離不開鋁及其合金的應用。鋁合金按加工方法可以分為兩大類，分別為變形鋁合金和鑄造鋁合金，其中變形鋁合金又分為不可熱處理強化型鋁合金和可熱處理強化型鋁合金，不可熱處理強化型鋁合金在生產中不能通過熱處理來提高其力學性能，只能通過冷加工變形來實現強化，它主要包括高純鋁、工業高純鋁、工業純鋁以及防銹鋁等;可熱處理強化型鋁合金可以通過熱處理手段如淬火和時效等來提高力學性能，它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。形變鋁合金一般是經過熔煉鑄成鑄錠后，再經加工形成各種型材、管材及棒材等，因此，形變鋁合金要求具有良好的冷熱加工性能，因而合金中合金元素的含量比較低，一般不超過極限溶解度。
1.1.1鑄造鋁合金
以Si為主要合金元素，輔助添加Mg, Cu等元素的Al-Si系合金是鋁合金中最重要的一種，它不僅具有比其它傳統鋁合金質量更輕的優點，而且還具有良好的鑄造性育斷口力學性能，如高溫強度高、耐磨耐熱性好、熱膨脹系數低等匡一刃，在現代工業尤其是在以輕量化、高速、節能、低排放、舒適為發展方向的汽車行業中有著廣泛的應用，我國汽車工業處于迅速發展時期，其輕量化趨勢也日益明顯，1-I-Si合金的需求正急劇增大。Si是Al-Si合金組織中的第三相，其含量的增加對于合金鑄造性能的提高具有重要作用，而其硅相形態、大小及分布又影響著合金的力學性能。平衡狀態下Al-Si合金共晶點所對應硅含量為12.2%，實際生產上一般認為硅含量小于8腸時為亞共晶合金，硅含量在8%-14%時為共晶合金，硅含量大于14%時為過共晶合金，盡管在共晶點時Si含量能達到12.2% ，但此時Si在基體AI中的固溶度卻僅有1.6％，因而Si對合金的固溶強化作用有限，S一般也不與合金中的其他元素形成化合物，其在合金中一般以固溶體的形式存在。在S含量相對較少的亞共晶及共晶Al-Si合金中，S的存在使得合金擁有良好的流動性，鑄造過程中合金也不易產生缺陷，而在Si含量較高的過共晶Al-Si合金組織中不僅育和亞共晶及共晶Al-Si合金中形貌相近的Al-Si共晶體，還有呈板條狀的初晶硅存在，它對開合金基體具有嚴重的割裂作用，使得合金的切削加工性能變差，一般可以通過熱處理改變初晶硅的形態，從而改善合金的力學性能。
1.1.2變形鋁合金
變形鋁合金與鑄造鋁合金不同之處在于，變性鋁合金是經熔煉鑄成鑄錠后，再經加工形成各種型材、棒材、管材和板材。因此，要求合金具備優良的冷、熱加工工藝性能，組織中不允許有過多的脆性第二相。所以變形鋁合金中合金元素含量比較低，一般不超過極限溶解度B點成分(圖1.1)。常用變形鋁合金中合金元素總量小于5%，但在高強度變形鋁合金中可達8%-14%。變形鋁合金通過擠壓、軋制、鍛造等手段減少了缺陷，細化了晶粒，提高了致密度，因而具有很高的強度、優良的韌性以及良好的使用性能。但是對設備和工裝模具要求高，工序多，因此變形鋁合金生產周期長、成本很高變形鋁合金按其成分和性能特點又可分為不能熱處理強化鋁合金和可熱處理強化鋁合金。不能熱處理強化鋁合金的合金元素含量小于狀態圖中(圖1.1) D點成分的合金，其中還包括一些熱處理強化效果不明顯的合金。這類合金由于具備良好的抗蝕性，故稱為防銹鋁。可熱處理強化鋁合金的合金元素含量比防銹鋁高一些，成分相應于狀態圖(圖1.1)中B與D之間的合金，這類鋁合金通過熱處理能顯著提高力學性能。...
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