铝合金基础知识总结

属于周期系第Ⅲ族主族的一种金属元素。化学符号Al，原子序数13，具有面心立方晶格。是一种银白色的轻金属。有延展性，密度2.6989t/m3，熔点661℃。导电、导热性好，纯铝可用作超高压电缆。化学性质活泼，溶于酸或碱而放出氢气。在空气中表面形成致密的氧化膜，因而起了保护作用。日用器皿多用铝制成。铝合金质轻而坚韧，大量用作飞机、汽车、火箭的结构材料和建筑装璜材料。铝在自然界以复杂的硅酸盐形态存在，在地壳中含量甚丰(8.8%) ，由铝的氧化物与冰晶石(Na3AlF6) 共熔电解制得。 （2）铝加工 Aluminum fabrication

用塑性加工方法将铝坯锭加工成各种铝材的生产过程。主要方法有轧制、挤压、拉伸和锻造等。产品广泛用于航空、建筑、运输、电气、包装和日用品等工业部门，产量仅次于钢铁。我国生产的铝材有七个合金系列，有板、带、箔、管、棒、型、线材和锻件等八类产品。铝加工应保证产品达到稳定一致的尺寸精度、力学性能和良好的表面质量以及内部组织，这些质量要求主要依靠生产工艺和设备保证。 （3）铝合金 Aluminum

以铝为基的合金的总称。加入的主要合金元素为铜、硅、镁、锌、锰，其次为镍、铁、钛、铬、锂等。品种很多，大都可以通过淬火、时效强化。铝合金的密度低，单位重量铝合金的强度接近或超过优质钢，加之具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，在工业上用途很广。一般分为两类： (1) 铸造铝合金。在铸造状态使用，熔化温度低，铸造性能优良，常用来铸造形状较复杂的航空发动机零件等; (2) 变形(压延)铝合金。能承受压力加工，力学性能高于铸造铝合金，广泛用作航空器材和日常生活器皿、建筑装璜材料等。 （4）铝矿石 Aluminum ore

铝在地壳中含量甚多，在自然界中以化合态存在。含铝的矿物有 250余种，其中具有经济意义的有铝土矿、霞石、明矾石和高岭土。铝土矿是工业上利用最广的铝矿石，其基本成分是含水氧化铝。铝土矿的化学成分变化很大，氧化铝含量越高，二氧化硅含量越低，其质量越高。铝土矿按其中氧化铝水合物的矿物形态分为三水铝石型、一水软铝石型、一水硬铝石型以及混合型。

（5）固溶热处理 solid solution treatment

将合金加热到适当的温度并保持充分的时间，使合金中一种或几种相溶解到基体里去形成均匀的固溶体，然后将合金迅速冷却，使溶入的组成物留在基体内成为过饱和固溶体，这样可以改善合金的延展性和韧性，并为进一步进行沉淀硬化处理准备条件。 （6）铝合金热处理

铝合金分为铸造铝合金和变形铝合金，其中的一部分合金可以通过热处理强化，称为热处理可强化铝合金。铝合金热处理的主要形式是退火 (包括扩散退火、再结晶退火、去应力退火等) 、固溶处理(亦称为淬火，把铝合金加热至高温，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体) 和时效 (在较低的温度下保温，使过饱和固溶体析出弥散的第二相，提高合金的强度和硬度) 。与变形铝合金相比，铸造铝合金成分复杂，组织粗大，偏析严重，形状亦较复杂，故淬火加热温度较低，保温时间较长，采用温度较高的水作为淬火介质，一般采用人工时效。 （7）铝合金加工制品状态 temper of aluminiumalloy wrought product

铝合金加工制品通过某些生产工艺而获得的特有的物理、化学或(和)力学性能。 国际状态系统 加工铝制品的国际状态代号有两种，第一种的基本状态有5个，第二种为美国铝业协会的状态代号，在国际上，第二种代号比第 一种代号用得更加广泛。第二种状态系统的基本状态也是5个。由这5种基本状态派生出几十种状态。中国的铝材状态有30多种，工业发达国家如美国有60余种。铝材状态的多少，不但表明生产工艺及热处理工艺的先进性，同时也表明材料潜力发挥的程度。国际上每 一种状态都用一个大写的英文字母与数字组合表示。这种表示标志称为状态代号，把它们置于合金牌号之后。 第一种状态代号系统 有5种基本状态：M热变形状态，对材料的力学性能有一定要求;F——原加工状态，对材料力学性能不加控制的热变形状态;O——退火状态，即压力加工产品强度最低的那种状态;H——冷变形的硬化状态，表示退火的或热变形的材料再受到冷变形后所处的状态，以使材料达到标定的力学性能，或是冷变形的材料经部分退火或稳定化退火后所处的状态;T——固溶处理与时效状态，用于通过热处理可使其强度增加的产品。 在H后还附加数字1、2、3及其后再加字母H、D、B、F、J以表示不同的冷变形程度。在字母T之后要附加其他字母(A、B、C、D、E、F、H、L、M)以表示不同的热处理状态，例如：TB ——固溶处理与自然时效状态，TF——固溶处理与人工时效状态，TL——固溶处理、人工时效与冷加工的状态，TM——固溶处理与稳定化处理的状态，TE——从热塑性变形温度冷却到室温与人工时效后的状态。 第二种状态代号系统 此种系统即美国铝业协会(AA)的状态代号系统，是目前国际上最完备的铝制品状态系统，已陆续为各国采用。其基本状态为：F——热塑性加工状态;O——完全退火状态;H——冷加工硬化状态;W——固溶热处理状态;T——固溶处理与时效处理的稳定状态，T之后附有 一位或几位数字。 在H之后还必须附加2位或3位数字，以表示不同的冷变形程度。 H后有两位数字的状态代号的内容有：H1n——单纯变形硬化状态，H2n——变形硬化与不完全退火状态，H3n— —变形硬化与稳定化处理的状态。数字后的n代表2、4、6、8、9等数字，其意义为： n=2 n=4 n=6 1/4硬状态 1/2硬状态 3/4硬状态 n=8 n=9 全硬状态 超硬状态 数字8表示材料的抗拉强度与完全退火后受到75%冷变形量获得的强度相当的状态，数字9表示材料的最低抗拉强度比状态8的强度还大10MPa以上的状态。抗拉强度约为0和8状态中间值的材料，以4表示;约为0与4状态的中间值的，以2表示;约为4和8状态的中间值的，以6表示。 H后有3位数字的状态代号的内容为：H111——变形硬化程度比H11稍小的状态;H112—— 一种对变形硬化程度或退火程度未加调整的加工状态，但对材料的力学性能有要求;H116——Al-Mg系合金材料的一种专门的变形硬化状态，此种状态材料抗应力腐蚀开裂的能力高;H191——变形硬化程度比H19的稍低而比H18又略高的状态。下列4种状态适用于镁含量大于4%的Al-Mg合金：H311 ——变形硬化程度比H31稍小的状态;H321——热变形及冷变形的变形硬化程度都比H32稍小的状态;H323、H343——抗应力腐蚀开裂能力高的状态。 T之后须附加一位或几位数字，以说明材料所处的状态。T1——高温热变形与自然时效状态;T2——热变形、冷变形后再进行自然时效的状态;T3——固溶处理、冷变形、自然时效状态;T4—— 固溶处理与自然时效状态;T5——热变形与人工时效状态;T6——固溶处理与人工时效状态;T7——固溶处理与过时效处理状态;T8——固溶处理、冷变形与人工时效状态;T9——固溶处理、人工时效与冷变形状态;T10——热变形、冷变形与人工时效的状态。 T31、T361、T37 ——T3材料分别受到1%、6%、7%冷变形量的状态;T41——在热水中淬火的状态;T42——由用户进行T处理的状态;Tx51——消除应力的加工铝材的状态(代表以上的1……10);T62——由O或F状态固溶处理与人工时效的状态;T73——有良好抗应力腐蚀开裂能力的过时效状态;T7352——材料在固溶处理后受1%～3%永久变形，以消除残余应力，再经过时效的 一种状态;T74——过时效程度介于T73与T76之间的状态;T76——有良好抗剥落腐蚀能力的过时效状态;T81、T861、T87——分别为T31、T371、T37的人工时效状态。 中国的状态系统 中国的铝材状态代号采用汉语拼音字母表示(见表)。中国除有产品状态代号外，还有表示产品特性的代号：O——优质表面;Q——蒙皮板上涂有漆的;J——加厚包铝的;B——不包铝的。 中国及国际铝材状态代号

名 称 中国的 热加工 退火 四分之一硬 二分之一硬 三分之一硬 四分之三硬 硬 特硬 热加工、淬火与自然时效 淬火与自然时效 R M Y4 Y2 Y3 Y1 Y T RZ CZ H1H、H2H、H3H H1J、H2J、H3J TA TB TC H18、H28、H38 H19、H29、H39 T1 T4 T2 第 一种 M，F O H1B、H2B、H3B H1D、H2D、H3D H1F、H2F、H3F 国际(ISO)的 第二种(AA的) H112，F O H12、H22、H32 H14、H24、H34 H16、H26、H36 热加工、冷加工与自然时效 RYZ 淬火、冷加工与自然时效 热加工与人工时效 淬火与人工时效 CYZ RS TD TE TF TG TH TL TM T3 T5 T6 T10 T8 T9 T7 热加工、冷加工与人工时效 RYS 淬火、冷加工与人工时效 淬火、人工时效与冷加工 淬火与过人工时效

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