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1、泰山铝业公司板 带箔培训 主讲人：田磊 主要内容 1、变形铝及铝合金合金牌号表示方法 GB/T16474-1996 2、变形铝及铝合金的状态代号 GB/T16475- 2008 3、铝及铝合金的热处理 4、塑性加工金属学 5.变形铝及铝合金化学成分GB/T3190-2008 6.铝及铝合金术语GB8005-1987 1、铝及铝合金合金牌号表示方 法 1.1 中国变形铝合金的牌号 铝合金按性能要求分为：纯铝、 防锈铝、硬铝、锻铝、超硬铝、特 殊铝、硬钎焊铝。 代号表示方法：工业纯铝 L 、锻 铝 LD、防锈铝 LF、硬铝 LY、超 硬铝 LC、特殊铝 LT、硬钎焊铝 LQ 1.2 常用变形铝合金
2、的牌号 GB/T16474-1996 工业纯铝（99.00%） 1 以Cu为主要合金元素 2 Mn 3 Si 4 Mg 5 Mg+Si 6 Zn 7 其他元素 8 备用合金组 9 在1中，最后两位数字表示最低 铝含量，例如1060是铝含量最低 99.60%的工业纯铝 在2-8系列中后两位无特殊 意义，仅表示同一系列的不同合金。 2变形铝及铝合金的状态代号 GB/T16475-1996 2.1 基本原则 基础状态代号用一个英文大写字母表示 细分状态代号用基础状态代号后跟一位 或多位阿拉伯数字表示。 2.3基础状态代号 基础状态代号分5种。如下表所示。 代号名称说明及应用 F自由加工 状态 适用于
3、不需进行专门热处理或加工硬化的产品,如 热轧状态 O退火状态加工铝材强度最低的一种状态，适用于通过退火 获得最低强度的加工铝材 H加工硬化 状态 适用于通过加工硬化可提高强度的铝材。H后附 有2位或以上数字表示处理方式或硬化程度 W固溶热处 理状态 仅适用于固溶热处理后进行自然时效的合金，必 须在W后加上时效时间 T热处理状 态 通过固溶处理与时效处理的稳定状态，适用于通 过固溶热处理、随后进行或不进行辅助加工硬化 都能打到稳定状态的材料。 2.4细分状态代号 2.4.1 H的细分状态 HXX H后第一位数字表示获得该状态的基本处理程序 H1X单纯加工硬化状态。适用于未经附加热处 理，只经过加
4、工硬化即得到所需的强度。 H2X加工硬化及不完全退火状态。适用于加工 硬化程度超过成品规定要求后，经不完全退火 ，使强度降低到规定指标的产品。 H3X加工硬化及稳定处理状态。适用于 加工硬化后经低温热处理或由于加工过 程中的受热作用致使其力学性能达到稳 定的产品。 H4X-加工硬化及涂漆处理状态。适用于 加工硬化后，经涂漆处理导致了不完全 退火的产品。 H后第二位数字表示产品的加工硬化程度 数字越大硬化程度越高，8表示硬状态， 9表示超硬状态。 HX2 HX4 HX6 HX8 硬状态 HX9 超硬状态 3铝及铝合金热处理 3.1 热处理的形式 3.1.1 退火 ： 软化处理，消除材料 中的内应
5、力及加工硬化，使组织趋 于平衡。 3.1.2 淬火时效 ： 强化处理，提高 合金的机械强度。 3.2退火处理 3.2.1 目的： 增加合金成分的均匀性及组织稳 定性，通过回复及再结晶过程，消除残余应力 与加工硬化，便于后续加工使用。 3.2.2 分类：均匀化退火、完全退火、不完全 退火 。 3.2.3均匀化退货：消除内应力及晶内偏析；完 全退火：再结晶退火，消除金属因塑性变形而 产生的加工硬化；不完全退火：消除内应力或 部分软化（部分再结晶） 3.2.4回复-再结晶-晶粒长大。 3.2.5退火制度制定需要考虑的主要因素：成分 、变形量、成品性能、晶粒长大、炉子性能、 装炉量、装炉方式、卷材大小
6、、其他技术要求 等。 均匀化退火 主要用于消除内应力及晶内偏析，提高 金属的塑性。 均匀化退火时，主要的组织变化是枝晶 偏析消除、非平衡相溶解和过饱和的过 渡元素相沉淀，溶质的浓度逐渐均匀化 。 完全退火 即再结晶退火，通过再结晶来消除金属因 塑性变形而产生的加工硬化。 回复-再结晶-晶粒长大 随退火温度的提高或时间的延长，金属的 强度、硬度迅速下降，而塑性明显增加 ，标志着再结晶开始。当强度下降和塑 性提高到稳定值是再结晶过程结束。 影响再结晶过程的因素： 合金成分 纯度 变形量 退火时间及加热速度 不完全退火 即低温退火，将加工硬化状态的铝合金 在150-300 范围内退火，使合金发 生不
7、同程度的软化 低温退火包括消除内应力退火和部分软 化退火。消除内应力退火的温度低于合 金的再结晶温度，退火后组织不发生变 化。部分软化退火的温度，在合金起始 再结晶温度和再结晶终了温度之间。退 火后，组织发生变化，加工组织基础上 有再结晶组织存在。 1XXX合金相 铁、硅是铝中的共存杂质。除FeAI3和Si 外还形成： （AI12Fe3Si) 汉字状或不规则形状 （ AI5FeSi ）片状 硅溶入AI，铁生成少量FeAI3相。含量 超过一定量，铁含量大于硅时生成（ AI12Fe3Si) ，硅大于铁时生成（ AI5FeSi ） 铁、硅比例不当会造成铸件产生裂纹。 铁：硅2-3时裂纹倾向性最小。
8、1XXX铝合金有较高的可塑性、耐蚀性、导 电导热性，但强度低，热处理不可强化 。应用于电容器、电线保护导管、电缆 电线芯，飞机通风系统零件。 3XXX合金相 铸锭组织中出现AI+ MnAI6共晶 MnAI6初晶和粗共晶呈实的或中空的平行 四边形，细共晶呈汉字状。 3XXX合金分为AI-Mn 系和AI-Mn-Mg系 AI-Mn 系（3003）Mn含量1.0%1.5%既 能提高合金的再结晶温度和力学性能， 又能保证抗蚀性。主要用于油箱、油导 管等。 AI-Mn-Mg系（3004）性能与AI-Mn系相 似，强度更高。主要用于液体容器、油 箱，易拉罐。 5XXX合金相 共晶温度下镁在铝中的溶解度17.
9、4%， 在半连续铸造快速冷却条件下，溶解度 为（3-6）%当镁超过改值时出现 AI+ Mg5AI8共晶体 Mg5AI8粗骨骼状 5XXX合金镁含量一般不超过5.5%，镁能显著 提高铝的强度。用于炊具、汽车装饰件、飞机 骨架、导弹元件等。 常见的热处理缺陷 晶粒粗大 过烧 淬火变形与开裂 机械性能不合格 腐蚀氧化 常见的热处理缺陷晶粒粗大 退火或淬火温度过高，保温时间过长， 特别是缓慢加热，容易造成粗晶。 生产中解决粗晶采取的措施： 铸锭生产中加入0.01-0.02%钛。钛具有 细化晶粒的作用。 对铸锭进行均匀化退火。 高温快速退火。 常见的热处理缺陷过烧 正常淬火组织400严重过烧组织400
10、加热温度超过金属内部低熔点组成相 的熔点而造成的局部熔化 避免过烧的措施 1.掌握不同合金的实际过烧温度 2.严格执行淬火加热工艺规程和准确控制 炉温 3.定期检查实际炉温的均匀性和控温仪表 的可靠性 常见的热处理缺陷腐蚀氧化 在空气炉内进行高温加热，如炉膛内湿 度较大或含有其他有害物质，如硫化物 ，将加剧铝制品的高温氧化。 特征：在金属表面形成气泡或在金属内 形成空洞. 常见的热处理缺陷机械性能不合格 产品塑性不够原因 1 退火温度偏低 2 保温时间太短 3 冷却速度过快 4塑性加工金属学 4.1塑性变形机制 金属塑性变形时，形状和尺寸 的不可逆变化是通过原子的定向 位移来实现的。因此，塑性
11、变形 时所施加的力或能，应足以克服 位垒，使大量原子群能多次定向 的从一个平衡位置移到另一个平 衡位置，由此产生宏观的塑性变 形。 塑性变形的主要机制有以下五种： 滑移、孪生、不对称变向、非晶机 制、晶界滑移 4.1.1滑移 晶体的滑移通常是沿着一定的晶面和 晶向发生的，此晶面为滑移面，晶向为 滑移向。滑移面和滑移向组成滑移系。 滑移系多金属塑性高。 高温下参与滑移的滑移面增多，出现 新的滑移系，因此塑性也相应增加。 4.2金属的塑性变形抗力 塑性变形抗力（简称变形抗力）指在 所设的变形条件下，所研究的变形物体 或其单位体能够实现塑性变形的应力强 度。 金属的变形抗力与其组织有密切关系 ，晶粒越细小变形抗力越大。 4.3加工硬化 金属在变形过程中，随变形程度的增 加，强度和硬度明显增高，而塑性迅速 下降的现象称为加工硬化。影响加工硬 化的主要因素有： 晶体结构 位错能 晶粒大小 变形温度和变形速度 4.4各向异性 金属材料经塑性变形后，不同加工方 式，会出现不同类型的织构。由于织构 的存在，导致制品在不同方向上性能的 差异出现各向异性。 具有各向同性的的金属板材经深冲后 ，冲杯边缘比较整齐，具有织构的板材 冲杯边缘出现高低不平的波浪形。具有 波浪形凸起的部分称为制耳，把由于织 构而产生的制耳现象称为“制耳效应”。 无织构 有织构
