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13.1 铝及其合金
①抗蚀性差:特别在海水中尤其明显。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。
在Al中通常加入Cu, Mg, Zn,Si , Mn及稀土等元素，它们 与Al所形成的相图大都具有二元共晶相图的特点。如图13-1 所示，根据相图，铝合金可分为形变铝合金与铸造铝合金两 大类。
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13.1 铝及其合金
1.形变铝合金 形变铝合金是指由铝合金铸锭经冷、热加工后形成的各种规
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13.1 铝及其合金
(5)强度很低，抗拉强度仅为50 MPa，虽然可通过冷作硬化 的方法强化，但仍不能直接用于制作结构材料。
2.纯铝的号牌及应用 纯铝的牌号是用“铝”字的汉语拼音的第一个字母“L”后加
顺序号表示。L04-L01为高纯铝;L0和L00为工业高纯铝， 用于科学研究、化工工业及一些特殊场合;工业纯铝的纯度为 99. 0%~98. 0%，其牌号为L1, L2……L7，编号越大， 纯度越低，工业纯铝塑性好，可进行各种压力加工，制成板 材、箔材、线材、带材及型材，但强度低。也适用于制造电 缆、电器零件、蜂窝结构、装饰件及日常生活用品。
格的板、棒、带、丝、管等形状，由图13-1可知，成分位于 D点左侧的合金，在加热时均能形成单相固溶体组织，合金塑 性好，适于压力加工，故归为形变铝合金。此类合金又分为 两部分。 成分在F点左侧的合金，由于从室温到液相出现前，均为单相 a固溶体，其成分不随温度变化而变化，故不能进行热处理强 化，即它们是不能热处理强化的铝合金，但能通过形变强化 (加工硬化)和再结晶处理来调整其组织性能。这类单相组织 的合金具有良好的耐腐蚀性能，又称为防锈铝。
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13.1 铝及其合金
(2)硬铝合金。硬铝合金主要为Al - Cu - Mg系，加入铜和 镁的目的是为了能生成强化相CuAl2(θ)和Al2CuMg，使其 在时效时发生时效硬化作用。该合金的牌号用“铝”和“硬” 的汉语拼音的第一个字母表示，如LY11, LY12等。
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~85 HB提 高到120 HB。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。
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13.1 铝及其合金
13.1.1纯铝的性能简介
1.纯铝具有的特点 (1)铝很轻，它的密度为2. 2 g/cm3，大约是铁或铜的1/3。 (2)导电性和导热性较好，仅次于银、铜和金，居第四位。室
温时，铝的导电能力约为铜的62%;若按单位重量计算材料的 导电能力，铝的导电能力约为铜的200 % (3)具有面心立方晶格，塑性好(ψ=82%)，能通过冷热压力 加工制成各种型材，如丝线箔等。 (4)抗大气、海水腐蚀性能好，因为铝的表面能生成一层极致 密的氧化铝薄膜，它能有效地隔绝铝和氧的接触，防止铝表面 的进一步氧化。
①铆钉硬铝(如LY1, LY10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。
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13.1 铝及其合金
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。标准硬铝还用做大型铆钉、螺旋桨叶片等重要构件。
③高强度硬铝(如LY12, 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LY11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 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。
(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，其强化相除CnAl2,和Al2CuMg外， 还有相当强烈的强化相MgZn2 , AIZnMgCn等，因而其时 效强化效果比硬铝更高，一般均进行人工时效。
项目十三 有色金属材料
13.1 铝及其合金 13.2 铜及其合金 13.3 钛及其合金 13.4 镁及其合金 本篇小结
13.1 铝及其合金
铝合金是仅次于钢铁用量的金属材料。据调查，在铝合金市 场中，有23%的用量消耗于建筑业和结构业，22%用于运 输业，21%用于容器和包装，而电气工业占10%。在航空 工业中，铝合金的用量占着绝对优势。
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13.1 铝及其合金
13.1.2铝合金的分类及应用
为了提高铝的力学性能，在纯铝中加入合金元素配制成铝合 金。铝合金不仅保持纯铝的熔点低、密度小、导热性良好、 耐大气腐蚀以及良好的塑性、韧性和低温性能，且由于合金 化，使铝合金大都可以实现热处理强化，某些铝合金强度可 达400~600 MPa。因此，广泛用于航空航天、机械制造、 日常用品等领域。
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13.1 铝及其合金
成分在F~D之间的铝合金，其固溶体的成分随温度而变化， 可以通过热处理改变性能，即属于能热处理强化的铝合金。 工程中常用的硬铝、超硬铝等便属于这类合金。
(1)防锈铝合金。防锈铝合金包括铝一镁系和铝一锰系，编号 采用“铝”和“防”二字的汉语拼音的第一个大写字母“LF” 加顺序号表示，如LFS ,LF21。这类铝合金的主要特性是具 有优良的抗腐蚀性能，因此而得名。此外，还具有良好塑性 和焊接性，适合于压力加工和焊接。这类合金不能进行热处 理强化，即时效强化，因而力学性能比较低。为了提高其强 度、可用冷加工方法使其强化。而防锈铝合金由于切削加工 工艺性差，一般适用于制造焊接管道、容器、铆钉以及其他 冷变形零件。