秋 轻合金 铝合金相图及合金相
赶紧收藏！铝及铝合金高清金相图谱
赶紧收藏！铝及铝合⾦⾼清⾦相图谱铝合⾦是⼯业中应⽤最⼴泛的⼀类有⾊⾦属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学⼯业中已⼤量应⽤。
⼯业经济的飞速发展，对铝合⾦焊接结构件的需求⽇益增多，使铝合⾦的焊接性研究也随之深⼊。
⽬前铝合⾦是应⽤最多的合⾦。
纯铝分冶炼品和压⼒加⼯品两类，前者以化学成份Al表⽰，后者⽤汉语拼⾳LV（铝、⼯业⽤的）表⽰。
铝合⾦按加⼯⽅法可以分为形变铝合⾦和铸造铝合⾦两⼤类：形变铝合⾦能承受压⼒加⼯。
可加⼯成各种形态、规格的铝合⾦材。
主要⽤于制造航空器材、建筑⽤门窗等。
形变铝合⾦⼜分为不可热处理强化型铝合⾦和可热处理强化型铝合⾦。
不可热处理强化型不能通过热处理来提⾼机械性能，只能通过冷加⼯变形来实现强化，它主要包括⾼纯铝、⼯业⾼纯铝、⼯业纯铝以及防锈铝等。
可热处理强化型铝合⾦可以通过淬⽕和时效等热处理⼿段来提⾼机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合⾦等。
铸造铝合⾦按化学成分可分为铝硅合⾦，铝铜合⾦，铝镁合⾦，铝锌合⾦和铝稀⼟合⾦，其中铝硅合⾦⼜有过共晶硅铝合⾦，共晶硅铝合⾦，单共晶硅铝合⾦，铸造铝合⾦在铸态下使⽤。
铝合⾦形变铝合⾦⼀系:1000系列铝合⾦代表 1050、1060 、1100系列。
在所有系列中1000系列属于含铝量最多的⼀个系列。
纯度可以达到99.00%以上。
由于不含有其他技术元素，所以⽣产过程⽐较单⼀，价格相对⽐较便宜，是⽬前常规⼯业中最常⽤的⼀个系列。
市场上流通的⼤部分为1050以及1060系列。
1000系列铝板根据最后两位阿拉伯数字来确定这个系列的最低含铝量，⽐如1050系列最后两位阿拉伯数字为50，根据国际牌号命名原则，含铝量必须达到99.5%以上⽅为合格产品。
我国的铝合⾦技术标准(gB/T3880-2006)中也明确规定1050含铝量达到99.5%.同样的道理1060系列铝板的含铝量必须达到99.6%以上。
⼆系:2000系列铝合⾦代表2024、2A16（LY16）、 2A02（LY6）。
合金的结构及相图 ppt课件
• 此类化合物不遵守原子价规律，而是服从 电子浓度规律，即按照一定的电子浓度组 成一定的晶格结构的化合物
• 电子浓度是化合物中价电子数与原子数之 比
课件
17
• 如CuZn化合物，其原子数为2，Cu的价电 子数为1，Zn 价电子数为2，故其电子浓度 为3/2。
课件
34
课件
35
2) 两平衡相相对量的确定
• 在两相区内，对特定的温度，两相的质量 比是一定值。图12-28(b)中wNi=x%成分的 合金，在T1温度时，两相的质量之比，可 用下式表达：
m l xc m a ax
• 式中：ml为L相的质量；ma为相反质量； xc、ax为线段长度。
课件
36
质量相对量wl、wa可由式下计算：
课件
25
在下面的讨论中将用到以下这些概念：
• 组元：组成合金的最简单、最基本、能独立存在的物质称 为组元。元素是组元。此外，在研究问题范围内既不分解 也不发生任何化学反应的稳定的化合物也是组元。
• 合金系：由两个或两个以上组元按不同比例配制成的一系 列不同成分的合金，称为合金系。
• 相图：表示合金系在平衡条件下，合金的状态与成分、温 度之间相互关系的图形。所谓平衡，也称为相平衡。是指 合金在相变过程中，原子能充分扩散，各相的成分相对质 量保持稳定，不随时间改变的状态。在实际的加热或冷却 过程中，控制十分缓慢的加热或冷却速度，就可以认为是 接近了相平衡条件。
课件
33
(3) 杠杆定律
• 当合金处于两相区内任一温度时，L、α相 的成分及两相的相对量可按下述方法确定 ：
1) 两相成分的确定 • 如图1.2-27所示，过温度（t1）作水平线，
铝合金金相组织图
铝合金金相组织图王元瑞 上海材料研究所检测中心（上海200437） 1材料：AC4CHV组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+极少量Mg2Si和S(Al2CuMg)+少量长条针状β(Al9Fe2Si2)相抛光态形貌500× β(Al9Fe2Si2)相(20%硫酸水溶液) 500× Mg2Si相(25%硝酸水溶液) 500×2 材料：LY-12CZ组织说明：α(Al)基体上有褐色的可溶的强化相S(Al2CuMg)和Al2Cu及不可溶的黑色的杂质相Al6(FeMnSi)，晶粒沿变形方向伸长抛光态形貌500× 腐蚀态(混合酸水溶液)形貌 500×3 材料：A390组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+块状相的初生Si+S(Al2CuMg)及少量针状(Al-Fe-Si)等杂质Fe相抛光态形貌500× S(Al2CuMg)相(25%硝酸水溶液) 500× Al-Fe-Si相(20%硫酸水溶液) 500×4 材料：T B -2 M组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+块状相的初生Si +鱼骨状 Mg 2Si 和蜂窝状S(Al 2CuMg)+少量细短针状Β(Al 9Fe 2Si 2)相抛光态形貌 500× Mg 2Si 相(25%硝酸水溶液) 500× S(Al 2CuMg)相(20%硫酸水溶液) 500×5 材料：ADC-12 组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+少量Al 2Cu+少量Mg 2Si+杂质AlFeMnSi 和细针状T(Al 2FeSi 2)相抛光态形貌 500× AlFeMnSi 相(混合酸) 500× Mg 2Si 相(20%硫酸水溶液) 500×6 材料：YL102 组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+少量块状初生Si+杂质针状β(Al 9Fe 2Si 2)相和粗针状Al 3Fe 相抛光态形貌 500× Al 3Fe 相(20%硫酸水溶液) 500× β(Al 9Fe 2Si 2)相(0.5%HF 水溶液) 500×。
合金的结构和相图优秀课件
2、金属化合物（看书）
金属化合物是合金组元之间相互发生作用而形成
具有金属特性的一种新相。金属化合物的晶格类型 不同于组成它的任一组元，具有复杂的晶格类型。 根据形成条件及晶体结构可以分成三种： 1）正常价化合物：化学式符合化合价，象Mg2Si 2）电子化合物： 不符合化合价规律而是按照一定
的电子浓度组成。象β电子化合 物CuZn的含锌量为36.8～56.5％。
三、二元合金相图
• 相图表示了在缓冷条件下不同成分合金的组织 随温度变化的规律，是制订熔炼、铸造、热加工 及热处理工艺的重要依据。
•
利用相图可以表示不同成分的合金、在不同
温度下，由哪些相组成、以及合金在加热或冷却
过程中可能发生的转变等。
•
目前使用的相图几乎都是通过实验测定的。
实验的方法很多，有热分析法、膨胀法、X射线
溶质原子溶于固溶体中的量，称为固溶体的浓度 在一定条件下溶质元素在固溶体中的极限浓度叫做溶 质在固溶体中的溶解度
根据溶质原子在溶剂晶格中所占据的位置不同， 可将固溶体分为置换固溶体和间隙固溶体。
1）置换固溶体 溶质原子部分地占据溶剂晶格节点 的位置而形成的固溶体。
置换固溶体的形成和溶解度与二组元的负电性，
3、机械混合物
由两种或两种以上的组元、固溶体或金 属化合物按一定重量比例组成的均匀物质称为 机械混合物。 （珠光体是铁素体和渗碳体的混合物，莱
氏体是奥氏体和渗碳体的混合物）
混合物中各组成部分仍按自己原来的晶格 形式结合成晶体，如铁素体和渗碳体形成珠光 体。混合物的性能取决于组成混合物的各部分 的性能，及其数量、大小、分布和形态。
例. 碳钢中的铁素体和奥氏体就是碳原子 溶入了α – Fe（溶解度为0.0218％)和γ – Fe（溶解度为2.11%)中形成两种间隙固溶 体。
材料人网-铝合金金相组织图
铝合金金相组织图1材料：AC4CHV组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+极少量Mg2Si和S(Al2CuMg)+少量长条针状β(Al9Fe2Si2)相抛光态形貌500× β(Al9Fe2Si2)相(20%硫酸水溶液) 500× Mg2Si相(25%硝酸水溶液) 500×2 材料：LY-12CZ组织说明：α(Al)基体上有褐色的可溶的强化相S(Al2CuMg)和Al2Cu及不可溶的黑色的杂质相Al6(FeMnSi)，晶粒沿变形方向伸长抛光态形貌500× 腐蚀态(混合酸水溶液)形貌 500×3 材料：A390组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+块状相的初生Si+S(Al2CuMg)及少量针状(Al-Fe-Si)等杂质Fe相抛光态形貌500× S(Al2CuMg)相(25%硝酸水溶液) 500× Al-Fe-Si相(20%硫酸水溶液) 500×4 材料：T B -2 M组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+块状相的初生Si +鱼骨状 Mg 2Si 和蜂窝状S(Al 2CuMg)+少量细短针状Β(Al 9Fe 2Si 2)相抛光态形貌 500× Mg 2Si 相(25%硝酸水溶液) 500× S(Al 2CuMg)相(20%硫酸水溶液) 500×5 材料：ADC-12 组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+少量Al 2Cu+少量Mg 2Si+杂质AlFeMnSi 和细针状T(Al 2FeSi 2)相抛光态形貌 500× AlFeMnSi 相(混合酸) 500× Mg 2Si 相(20%硫酸水溶液) 500×6 材料：YL102 组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+少量块状初生Si+杂质针状β(Al 9Fe 2Si 2)相和粗针状Al 3Fe 相抛光态形貌 500× Al 3Fe 相(20%硫酸水溶液) 500× β(Al 9Fe 2Si 2)相(0.5%HF 水溶液) 500×。
合金的结构和相图课件
• 下面以Ｃu-Ni合金相图为例分析这类相图的 图形及结晶过程特点 。
现在学习的是第十七页，共87页
(1) 相图分析
相图由两条线构 成，上面是液相线，下面 是固相线。
相图被两条线分为三个
相区，液相线以上为液 相区L ，固相线以下为
• 在3点以前为匀晶转变，结晶出单相 固溶体，这种直
接从液相中结晶出的固相称一次相或初生相。
.2
现在学习的是第二十九页，共87页
• 温度降到3点以下， 固溶体被Sn过饱和，由于晶格
不稳，开始析出（相变过程也称析出）新相— 相。
由已有固相析出的新固相称二次相或次生相。
• 形成二次相的过程称二次析出, 是固态相变的一种。
（4）将各临界点标在 以温度为纵坐标，以成分为 横坐标轴的图形中相应合金的成分垂线上，并将意义 相同的临界点连接起来，即得到Cu-Ni合金相图。
现在学习的是第十五页，共87页
现在学习的是第十六页，共87页
1. 匀晶相图
• 组成二元合金的两组元在液态和固态均能无 限互溶的合金系所形成的相图称二元匀晶相 图
现在学习的是第十二页，共87页
三、二元合金相图
• 相图表示了在缓冷条件下不同成分合金的组织随 温度变化的规律，是制订熔炼、铸造、热加工及热 处理工艺的重要依据。
•
利用相图可以表示不同成分的合金、在不同温度
下，由哪些相组成、以及合金在加热或冷却过程中可
能发生的转变等。
•
目前使用的相图几乎都是通过实验测定的。实验
。
③ 液固相线：液相线AEB，固相线 ACEDB。A、B分别为Pb、Sn的 熔点。
轻合金课件铝合金的组织与性能PPT学习教案
虽然Mg在Al中的溶解度随温度的降 低而迅 速减小 ，但由 于沉淀 相形核 困难， 核心少 ，沉淀 相尺寸 大，合 金时效 效果差 ； （Mg2Al3 ）有沿晶沉淀倾向，由于其电位（－ 1.1V） 比 固溶体低（－0.9V），在腐蚀介质 中起阳 极作用 ，易导 致合金 产生晶 间裂纹 及应力 腐蚀开 裂（SCC）倾向 。合金 优秀的 抗蚀性 只有在 相沿晶界和晶内均匀分布的情况下才 能显现 出来。
固溶体也不能完全分解，仍处于过饱和 状态， 组织不 稳定。
第16页/共27页
解决高Mg合金组织性能稳定性的途径 ： 1 退火后进行大的冷变形（30－50％，增 加位错 密度或 相形核）并在200 ℃ 以上沉淀处理，促进 固溶体彻底分解和 相均匀分布 ； 2 降低Mg含量（<3％），加入适量能提高 强度和 再结晶 温度的 Mn和Cr，也 能避免 相沿晶沉淀，得到与高Mg合金相当的强 度，如 5454（ 2.7Mg- 0.7Mn- 0.12Cr ）合金 ，既有 Al-4Mg 合金的 强度， 又无SCC敏感 性。（ 这种方 法要使 强度显 著提高 有困难 ）； 合金冷变形后在室温发生“时效软 化”现 象，即 经过一 段时间 后强度 降低（ 过程可 持续一 二十年 ），因 此冷变 形后应 进行低 温（120 －150 ℃ ）稳定化处理。（对防止高Mg合金 相沿晶沉淀也有效。）
第20页/共27页
未加Sc，晶粒尺寸较大，晶内有 明显的枝晶组织
加Sc，晶粒尺寸细小，晶内没 有明显的枝晶组织
未加Sc；热轧态；部分再结晶 组织
加Sc；热轧态；保持热加工态 纤维状组织
第21页/共27页
三、熔铸工艺要点 1 减少合金的吸氢和氧化倾向 Mg 是合金的主要组元，由于Mg 的化学活性很强，加入Mg 增大合金的吸氢和氧化倾向。（ 658 ℃时，H2 在Mg 中的溶解度是同温度下H2 在Al 中溶解度的92. 5 倍；Mg 是极易氧化的金属，且形成的氧化膜疏 松、多 孔，不 能阻止 Mg的 继续氧 化） 因此，为了减少合金在熔铸生产中 的吸氢 和氧化 倾向， 提高铸 锭的品 质，熔 铸时应 采取适 当的措 施。
典型铝合金相图 ppt
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
典型的铝合金三元相图
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
焦宇鸿
典型的铝铝合金相图
-
焦宇鸿
1. 二元合金相图
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
焦宇鸿
焦宇鸿
-
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2. 铝合金中的化合物
❖ 2. 1 1×××系和 8×××系中的化合物
❖ 1×××系合金的纯度大于99.0% (质量)，其中Si、 Fe为主要元素。
❖ 8×××系合金成分为Al-Fe-×，其中Fe + × > 1.0% (质量)，对铝箔用合金，×主要是Si元素， 并且可能含有比1×××系合金较高含量的Mn、 Cu等合金元素，主要合金牌号有8111（8011）、 8079等。
图25 Al-Si-Mn 三元相图
图26 Al-Zn-Mn 三元相图
图27 富铝端Al-Fe-Si 系液相投影图
图28 富铝端Al-Fe-Si 相图的固态相区
图29 Al-Fe-Si体系550 ℃等温截面图
图30 Al-Fe-Si体系450 ℃等温截面图
图31 0.5%(质量)Fe成分下Al-Fe-Si系铝角相图
图1 Al-Cr 二元相图（AlCr5、AlCr10、AlCr20 ）
图2 Al-Cu二元相图（AlCu40、AlCu50）
图3 Al-Fe 二元相图（AlFe10、AlFe20 ）
图4 Al-La 二元相图（AlLa10、AlLa20）
图5 Al-Li 二元相图
图6 Al-Mg 二元相图（AlMg10、AlMg20、AlMg50 ）
铝合金相图及合金相
1. 铝合金相图
❖ 1. 1 铝合金中重要的二元相图
❖ 铝合金中重要的二元合金相图主要包括Al-Fe、 Al-Cu、 Al-Mn、 Al-Si、 Al-Mg、Al-Zn、Al-Cr、 Al-Ti、Al-Zr、Al-La、Al-Ce 等相图。
❖ 图1～图12是相应的部分二元合金相图。
❖ 快冷条件下有利于立方相的生成。 ❖ 实际上，快冷和稳定性元素对立方相生成的促进
作用很难区分开。
❖ 图33(a)给出了DC铸造 Al-0.25 %(质量)Fe0.13%(质量)Si 合金中立方相的典型TEM形貌.
❖ 图33(b)是其[111]晶带轴的选区电子衍射花样。
图33 DC铸造Al-0.25%(质量)Fe-0.13%(质量)Si合金 立方相典型TEM形貌及[111]晶带轴选区电子衍射花样
❖ Westengen 在对1050合金 [ 0.25%(质量)Fe， 0.13%(质量)Si ] DC铸锭均匀化前后相的形成和 转变的研究工作中，又发现一新的 相， Westengen 将之表达为 相。
❖ 图34是其典型TEM形貌及[100]晶带轴的选区电 子衍射花样。
图34 相典型TEM形貌及[100]晶带轴选区电子衍射花样
❖ 铁、硅分别和主要合金元素形成Mg2Si和N (Al7Cu2Fe)相。 钛由于添加量较少，一般见不到含钛相。
❖ 2A13和2A01合金中不含或只含很少量锰，合金组织中不 出现含锰相。铁、硅杂质可能形成 (Al12FeSi) 相。
❖ 1. 2 铝合金中重要的三元合金相图
❖ 铝合金中重要的三元合金相图如图13～图31所 示。
❖ 其中，富铝端的Al-Fe-Si三元相图是最重要的三 元相图之一，对各种系列的铝合金研究和生产都
有一定参考价值。
图13 Al-Ti-B 三元相图
图14 Al-Cu-Ce 三元相图
图15 Al-Cu-Fe 三元相图
❖ 由于形态上的明显差别，人们最早发现了两种Al-Fe-Si相， 被记为 相 和 相。
❖ 前者具有明显的汉字外形，后者则呈长针状或盘片状。
❖ 相中Si含量较低，Fe/Si (质量) 比在5.5～2.75； 相中Si 含量较高，Fe/Si (质量) 比在2.25～1.6。
❖ 目前， 相的化学计量式通常被表达为Fe2SiAl8、 Fe3Si2Al12、Fe5Si2Al20，成分组成范围为30%～33%(质 量)Fe、6%～12%(质量)Si；
图16 Al-Cu-Li 三元相图
图17 Al-Cu-Mg 三元相图
图18 Al-Cu-Zn 三元相图
图19 Al-Fe-Mn 三元相图
图20 Al-Fe-Cr 三元相图
图21 Al-Fe-Zn 三元相图
图22 Al-Mn-Mg 三元相图
图23 Al-Si-Mg 三元相图
图24 Al-Zn-Mg 三元相图
和 (Al)+S 两相共晶 或 (Al) + + S 三相共晶。 ❖ 合金中铜含量大于2% 时出现 (Al)+ 两相共晶组织。 ❖ 铝－铜合金中同时含有镁，而且Mg>0.2%、Si≤0.6Mg质
量时，镁全部生成Mg2Si相。
❖ 在Al-Cu-Mg系合金中除铜和镁等主要合金元素外，还有锰 和钛等少量添加元素以及铁、硅杂质元素。
图32 DC铸造1050合金六方相 典型TEM形貌及[100]晶带轴选区电子衍射花样
❖ 立方晶型的相并不是热力学稳定相，但是可以被 工业纯铝中少量存在的过渡族元素如Mn、Ni、Cu、 Cr、V、Mo、W等所稳定。
❖ 由于工业纯铝合金中普遍存在上述少量微量元素， 所以立方相成为工业纯铝合金中最为常见的相。
❖ 2. 2 2×××系中的化合物
❖ 2×××系合金中，Cu和Mg是主要的合金元素。 ❖ 在2024、2A11等合金中，Mn也是主要的合金元素之一。 ❖ 由Al-Cu-Mg系相图可知，在该系合金中除 和 二元相
外，还有 S 和 T(Al6CuMgБайду номын сангаас) 等两个三元相。 ❖ 工业Al-Cu-Mg系合金中，不出现 T 和 相，只有(Al)+
❖ 相的化学计量表达式有Fe2Si2Al9、FeSiAl5，成分组成范 围为25%～30%(质量)Fe、12%～15%(质量)Si。
❖ 在平衡态的Al-Fe-Si系中，相被认为具有六方 晶格结构。文献中，六方相被表达为 或 2。
❖ 图32是DC铸造1050合金中六方相的典型TEM 形貌。
❖ 在实际合金中，也存在着具有立方晶系的相。 文献中该相被表达为 或1。
图7 Al-Mn 二元相图（AlMn10、AlMn20 ）
图8 Al-Si 二元相图 （AlSi20、AlSi35、AlSi50 ）
图9 Al-Ti 二元相图（AlTi5、AlTi20 ）
图10 Al-Zn 二元相图
图11 Al-Y 二元相图（Al-10Y）
图12 Al-Zr 二元相图（AlZr5、AlZr10 ）