铝合金均匀化及其加工技术.ppt

铝合金均匀化处理及加工技术
一、利用铁碳相图分析七种成分平衡凝固过程:
工业纯铁;亚共析钢;共析钢;过共析钢;亚共晶白口铁;共晶白口铁;过共晶白口铁。
铁与碳可以形成一系列化合物:Fe3C、Fe2C 、FeC等。%,%,脆性很大,没有实用价值,常用的铁碳相图实际是Fe-Fe3C相图,相图的两个组元是和Fe和Fe3C。
%工业纯铁冷却曲线和结晶过程
共析钢冷却曲线和结晶过程
亚共析钢冷却曲线和结晶过程
过共析钢冷却曲线和结晶过程
共晶铁冷却曲线和结晶过程
亚共晶铁冷却曲线和结晶过程
⑴ Fe- Fe3C相图反映的是平衡相,而不是组织。相图能给出平衡条件下的相、相的成分和各相的相对质量,但不能给出相的形状、大小和空间相互配置的关系。
⑵ Fe- Fe3C相图只反映铁碳二元合金中相的平衡状态。实际生产中应用的钢和铸铁,除了铁和碳以外,往往含有或有意加入其它元素。被加入元素的含量较高时,相图将发生重大变化。严格说,在这样的条件下铁碳相图已不适用。
⑶ Fe- Fe3C相图反映的是平衡条件下铁碳合金中相的状态。相的平衡只有在非常缓慢的冷却和加热,或者在给定温度长期保温的情况下才能达到。就是说,相图没有反映时间的作用。所以钢铁在实际的生产和加工过程中,当冷却和加热速度较快时,常常不能用相图来分析问题。
相图的应用: 1)在钢铁材料选用方面的应用;2)在铸造工艺方面的应用;3)在热锻、热轧工艺方面的应用;4)在热处理工艺方面的应用。
铁模铸造纯铝铸锭三晶带:激冷细晶层、柱状晶、中心粗大等轴晶。
7050合金铸锭组织(T,S相)
7050合金铸锭组织(含Fe相)
7B04合金铸锭组织
二、铝合金铸态组织及结晶分析
Al-Cu二元合金相图
Al-Cu二元合金相图的Al角
Al-Cu冷却曲线和结晶过程
1、均匀化的目的:
1)改善合金加工性能;
2)消除非平衡凝固产生的结晶相;
3)消除晶内偏析(枝晶偏析),合金成分均匀化;
4)控制含有Mn、Cr、Zr或Ti弥散相的形成;
5)消除铸锭的内应力。
三、铸锭均匀化处理
2、均匀化过程注意事项:
1)控制加热速度避免铸锭开裂;
2)保证不过烧的条件下,尽量提高温度;
3)使合金元素充分固溶的条件下,尽量缩短时间;
4)具体合金非平衡凝固产物的回溶和重熔的特点及其弥散相的形成特点。
7B04:470℃×64hr
7B04:铸态
7B04:500℃×48hr
国产7050板进口7050板
7050:470℃×48hr
7050合金热轧板的DSC曲线
7050弥散相的析出
2E12中含Mn弥散相
1)为了使我国高强铝合金材料达到国际先进水平,必须获得高质量锭坯。
2)除了铸造的冶金质量外,先进的铸锭均匀化热处理是获得高质量锭坯的保证。
3)先进的铸锭均匀化要求升温速度可控、炉温均匀准确、工艺应细化到具体合金。
四、加工及制品
铝加工按工件受力和变形方式的分类
1-自由锻造;2-模锻;3-纵轧;4-横轧;5-斜轧;6-正向挤压;7-反向挤压;8-拉拔;9-冲压;10-弯曲
挤压型材
模锻件
板材轧制
板材拉伸矫直
防锈铝合金( LF ) :
成分: Al – Mn 系:例如:LF21
Al – Mg 系:例如:LF2、LF6
性能:不能用时效强化,加镁或锰固溶强化提高铝合金的强度抗蚀性比纯铝好。
硬铝合金( LF ) :
成分: Al-Cu-Mg ,常用LY1、LY11、LY12
性能:能通过时效强化提高强度耐蚀性不高,构件表面包铝可改善耐蚀性。
超硬铝合金( LC ) :
成分: Al-Cu-Mg-Zn ,常用LC4、LC9
性能:通过时效强化显著提高强度耐蚀性不高,构件表面包铝可改善耐蚀性。
锻铝合金:
成分:Al-Mg-Si-Cu ,常用LD5、LD6、LD10
性能:固溶+时效处理后力学性能与硬铝合金相当经软化退火后热塑性和耐腐蚀良好,适合于锻造成形。
防锈铝合金的应用:用于高耐腐蚀性的薄板容器(如焊接油箱)、防锈蒙皮、客车装饰条、窗框、灯具等用于制造受力小、轻质、耐腐蚀的结构件,如油管、铆钉。
硬铝和超硬铝的应用:中等强度的轻质结构零件如飞机铆钉、大梁、桁条、隔框、蒙皮、空气螺旋桨叶片等。
锻铝合金的应用:形状复杂的中等负荷零件,如压缩机叶片,飞机桨叶。