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铝硅合金的强化相
铝硅合金的强化相
过剩相强化
2019-01-02 09:41:33
当铝中加入的合金元素含水量超过其极限溶解度时，淬火加热时便有一部分不能溶入固溶体的第二相出现称之为过剩相。在铝合金中过剩相多为硬而脆的金属间化合物。它们在合金中起阻碍滑移和位错运动的作用，使强度、硬度提高，而塑性、韧性降低。合金中过剩相的数量愈多，其强化效果愈好，但过剩相多时，由于合金变脆而导致强度、塑性降低。
铝的合金强化
2019-02-28 11:46:07
纯铝的力学功用不高，不适宜制作承受较大载荷的结构零件。为了前进铝的力学功用在纯铝中参与某些合金元素制成合金，常参与的合金元素有铜、镁、铬、锌、硅、锰、镍、钴、钛及等，稀土元素在某些合金中参与。这些合金元素参与后经过以下几个方面对铝进行强化。
1.固溶强化 合金元素参与纯铝中构成无限固溶体或有限固溶体，不只能获得高的强度，并且还能获得优秀的塑性与出色的压力加工功用。在一般铝合金中固溶强化较常用的合金元素是铜、镁、锰、锌、硅、镍等元素。一般铝的合金化都构成有限的固溶体，如Al-Cu，Al-Mg，Al-Zn，Al-Si，Al-Mn等二元合金均构成有限固溶体，并且都有较大的极限溶解度能起较大的固溶强化效果。
2.时效强化 铝合金热处理后可以得到过饱和的铝基固溶体。这种过饱和铝基固溶体在室温或加热到某一温度时，其强度和硬度随时间和延伸而增高，但塑性下降。这个进程就称时效。时效进程中使合金的强度、硬度增高的表象称为时效强化或时效硬化。
3.过剩相强化 当铝中参与的合金元素含水量超越其极限溶解度时，淬火加热时便有一部分不能溶入固溶体的第二相出现称之为过剩相。在铝合金中过剩相多为硬而脆的金属间化合物。它们在合金中起阻挠滑移和位错运动的效果，使强度、硬度前进，而塑性、耐性下降。合金中过剩相的数量愈多，其强化效果愈好，但过剩相多时，由于合金变脆而致使强度、塑性下降。
4. 细化组织强化 在铝合中添加微量元素细化组织是前进铝合金力学功用的另一种重要方法。
变形铝合金中添加微量钛、锆、铍、以及稀土元素，它们能构成难熔化合物，在合金结晶时作为非自觉晶核，起细化晶粒效果，前进合金的强度和塑性。
铸造铝合金中常参与微量元素作蜕变处理来细化合金组织，前进强度和塑性。蜕变处理对不能热处理强化或强化效果不大的铸造铝合金和变形铝合金具有分外重要的意义。比如在铝硅铸造铝合金中参与微量钠或钠盐或锑作蜕变剂进行蜕变处理，细化组织可以显着前进塑性和强度。同样在铸造铝合金中参与少量锰、铬、钴等元素能使杂质铁构成的板块状或针状化合物AlFeSi细化，前进塑性，参与微量可消除或减少初晶硅，并使共晶硅细化;粒子园整度前进。
5. 冷变形强化 冷变形强化亦称冷作硬化，即金属材料在再结晶温度以下冷变形，冷变形时，金属内部位错密度增大，且互相缠结并构成胞状结构，阻挠位错运动。变形度越大位错缠结越严峻，变形抗力越大，强度越高。冷变形后强化的程度随变形度、变形温度及材料自身的性质而不一样。同一材料在同一温度下冷变形时，变形度越大则强度越高。塑性随变形程度的添加而下降。
铝的合金强化的5个方面
2019-03-01 09:02:05
纯铝的力学功能不高，不适宜制造接受较大载荷的结构零件。为了进步铝的力学功能在纯铝中参加某些合金元素制成合金，常参加的合金元素有铜、镁、铬、锌、硅、锰、镍、钴、钛及等，稀土元素在某些合金中参加。这些合金元素参加后经过以下几个方面临铝进行强化。 1．固溶强化 合金元素参加纯铝中构成无限固溶体或有限固溶体，不仅能取得高的强度，而且还能取得优秀的塑性与杰出的压力加工功能。在一般铝合金中固溶强化较常用的合金元素是铜、镁、锰、锌、硅、镍等元素。一般铝的合金化都构成有限的固溶体，如Al-Cu，Al-Mg，Al-Zn，Al-Si，Al-Mn等二元合金均构成有限固溶体，而且都有较大的极限溶解度能起较大的固溶强化作用。 2．时效强化 铝合金热处理后能够得到过饱和的铝基固溶体。这种过饱和铝基固溶体在室温或加热到某一温度时，其强度和硬度随时刻和延伸而增高，但塑性下降。这个进程就称时效。时效进程中使合金的强度、硬度增高的现象称为时效强化或时效硬化。 3．过剩相强化 当铝中参加的合金元素含水量超越其极限溶解度时，淬火加热时便有一部分不能溶入固溶体的第二相呈现称之为过剩相。在铝合金中过剩相多为硬而脆的金属间化合物。它们在合金中起阻止滑移和位错运动的作用，使强度、硬度进步，而塑性、耐性下降。合金中过剩相的数量愈多，其强化作用愈好，但过剩相多时，因为合金变脆而导致强度、塑性下降。 4.细化安排强化 在铝合中添加微量元素细化安排是进步铝合金力学功能的另一种重要手法。 变形铝合金中添加微量钛、锆、铍、以及稀土元素，它们能构成难熔化合物，在合金结晶时作为非自发晶核，起细化晶粒作用，进步合金的强度和塑性。 铸造铝合金中常参加微量元素作蜕变处理来细化合金安排，进步强度和塑性。蜕变处理对不能热处理强化或强化作用不大的铸造铝合金和变形铝合金具有特别重要的含义。比如在铝硅铸造铝合金中参加微量钠或钠盐或锑作蜕变剂进行蜕变处理，细化安排能够明显进步塑性和强度。同样在铸造铝合金中参加少数锰、铬、钴等元素能使杂质铁构成的板块状或针状化合物AlFeSi细化，进步塑性，参加微量可消除或削减初晶硅，并使共晶硅细化；粒子园整度进步。 5.冷变形强化 冷变形强化亦称冷作硬化，即金属材料在再结晶温度以下冷变形，冷变形时，金属内部位错密度增大，且彼此缠结并构成胞状结构，阻止位错运动。变形度越大位错缠结越严峻，变形抗力越大，强度越高。冷变形后强化的程度随变形度、变形温度及材料自身的性质而不同。同一材料在同一温度下冷变形时，变形度越大则强度越高。塑性随变形程度的添加而下降。
铝硅合金的用途
2018-12-27 16:26:15
铝硅合金是一种以铝、硅为主成分的锻造和铸造合金。 一般含硅11%。同时加入少量铜、铁、镍以提高强度。密度2.6～2.7g/cm3。导热系数101～126W/(m·℃)。杨氏模量71.0GPa。冲击值7～8.5J。疲劳极限±45MPa。
铝硅合金有以下用途：
1、在含硅量超过Al-Si共晶点(硅11.7%)的铝硅合金中，硅的颗粒可明显提高合金的耐磨性，组成一类用途很广的耐磨合金。
2、用于制造低中强度的形状复杂的铸件，如盖板、电机壳、托架等，也用作钎焊焊料。
3、铝硅合金是一种强复合脱氧剂，在炼钢过程中代替纯铝可提高脱氧剂利用率，并可净化钢液，提高钢材质量。用铝脱氧的钢锭，一般称为，镇定钢，由于铝脱氧后会被氧化成氧化铝，氧化铝可以细化奥氏体晶粒，所以铝脱氧的钢具有较好的综合力学性能。
4、硅铝合金密度小，热膨胀系数低，铸造性能和抗磨性能好，用其铸造的合金铸件具有很高的抗击冲击能力和很好的高压致密性，可大大提高使用寿命，常用其生产航天飞行器和汽车零部件。
铝合金强化方法
2019-03-08 12:00:43
纯铝的力学功能不高，不适宜制造接受较大载荷的结构零件。为了进步铝的力学功能在纯铝中参加某些合金元素制成合金，常参加的合金元素有铜、镁、铬、锌、硅、锰、镍、钴、钛及等，稀土元素在某些合金中参加。这些合金元素参加后经过以下几个方面临铝进行强化。
1．固溶强化 合金元素参加纯铝中构成无限固溶体或有限固溶体，不仅能取得高的强度，而且还能取得优秀的塑性与杰出的压力加工功能。在一般铝合金中固溶强化最常用的合金元素是铜、镁、锰、锌、硅、镍等元素。一般铝的合金化都构成有限的固溶体，如Al-Cu，Al-Mg，Al-Zn，Al-Si，Al-Mn等二元合金均构成有限固溶体，而且都有较大的极限溶解度能起较大的固溶强化作用。
2．时效强化 铝合金热处理后能够得到过饱和的铝基固溶体。这种过饱和铝基固溶体在室温或加热到某一温度时，其强度和硬度随时刻和延伸而增高，但塑性下降。这个进程就称时效。时效进程中使合金的强度、硬度增高的现象称为时效强化或时效硬化。
3．过剩相强化 当铝中参加的合金元素含水量超越其极限溶解度时，淬火加热时便有一部分不能溶入固溶体的第二相呈现称之为过剩相。在铝合金中过剩相多为硬而脆的金属间化合物。它们在合金中起阻止滑移和位错运动的作用，使强度、硬度进步，而塑性、耐性下降。合金中过剩相的数量愈多，其强化作用愈好，但过剩相多时，因为合金变脆而导致强度、塑性下降。
4细化安排强化 在铝合中添加微量元素细化安排是进步铝合金力学功能的另一种重要手法。 变形铝合金中添加微量钛、锆、铍、以及稀土元素，它们能构成难熔化合物，在合金结晶时作为非自发晶核，起细化晶粒作用，进步合金的强度和塑性。 铸造铝合金中常参加微量元素作蜕变处理来细化合金安排，进步强度和塑性。蜕变处理对不能热处理强化或强化作用不大的铸造铝合金和变形铝合金具有特别重要的含义。比如在铝硅铸造铝合金中参加微量钠或钠盐或锑作蜕变剂进行蜕变处理，细化安排能够明显进步塑性和强度。同样在铸造铝合金中参加少数锰、铬、钴等元素能使杂质铁构成的板块状或针状化合物AlFeSi细化，进步塑性，参加微量可消除或削减初晶硅，并使共晶硅细化；粒子园整度进步。
5冷变形强化 冷变形强化亦称冷作硬化，即金属材料在再结晶温度以下冷变形，冷变形时，金属内部位错密度增大，且彼此缠结并构成胞状结构，阻止位错运动。变形度越大位错缠结越严峻，变形抗力越大，强度越高。冷变形后强化的程度随变形度、变形温度及材料自身的性质而不同。同一材料在同一温度下冷变形时，变形度越大则强度越高。塑性随变形程度的添加而下降。
铝合金淬火炉淬火阶段冷却速度必须防止强化相析出
2019-01-14 11:15:13
铝合金淬火炉淬火阶段冷却速度必须防止强化相析出 铝合金淬火炉之淬火时的冷却速度必须确保过饱和固溶体被固定下来不分解。防止强化相析出，降低淬火时效后的力学性能。因此淬火时的冷却速度越快越好。但是冷却速度越大，淬火制品的残余应力和残余变形也越大，因此冷却速度要根据不同的合金和不同形状、尺寸的制品来确定。 一般合金的淬火对冷却速度敏感性强的，选择的冷却速度要大。如2A11，2A12合金淬火炉冷却速度应在50℃/s以上，而7A04合金对冷却速度非常敏感，其淬火冷却速度要求在170℃/s以上。 对于形状、尺寸大小不同的制品应采用不同的冷却速度，通常主要靠调整淬火介质的温度来实现。对于形状简单、中小型、棒材可用室温水淬火（水温一般l0～35℃），对于形复杂、壁厚差别较大的型材，可用40～50℃的水淬火。而对于特别易产生变形的制品，甚至可以将水温升至75～85℃进行淬火。试验证明随着水温升高使其淬火制品的力学性能和抗蚀性能有所降低。 铝合金淬火炉之铝合金较常用的淬火介质是水。因为水的粘度小、热容量大，蒸发热快，冷却能力强，而且使用非常方便、经济。但是它的缺点是在加热后冷却能力降低。淬火加热的制品在水中冷却可以分为三个阶段：靠前阶段为膜状沸腾阶段。当炽热制品与冷水刚接触时，在其表面立即形成一层不均匀的过热蒸汽薄膜，它很牢固，导热性不好，使制品的冷却速度降低。第二阶段为气泡沸腾阶段。当蒸汽薄膜破坏时，靠近金属表面的液体产生剧烈的沸腾，发生强烈的热交换。第三阶段为热量对流阶段，冷却水的循环，或制品左右摆动、或上下移动，增加制品表面与水产生对流的热交换，以提高冷却速度。 根据上面分析，为了很快突破靠前阶段，迸一步冷却，保证淬火炉淬火制品冷却均匀，需要在淬火水槽中装有压缩空气管，以便搅拌，同时制品入水槽后要作适当的摆动。另外为保证水温不会升高太多，淬火槽应有足够的容量（一般应为淬火制品总体积的20倍以上）。而且冷却水应有循环装置。 除了调节水温来控制铝合金淬火炉的淬火冷却速度外，还可以在冷却水中加入不同的溶剂来调节水的冷却能力。通常采用聚乙醇水溶液作为冷却介质，同时还可以调节聚乙醇水溶液浓度来控制制品淬火的冷却速度。一般易变形的制品，经常用这种聚乙醇水溶液来淬火。
铝合金时效强化原理
2018-12-29 09:42:49
铝合金的时效硬化是一个相当复杂的过程，它不仅决定于合金的组成、时效工艺，还取决于合金在生产过程中缩造成的缺陷，特别是空位、位错的数量和分布等。目前普遍认为时效硬化是溶质原子偏聚形成硬化区的结果。 铝合金在淬火加热时，合金中形成了空位，在淬火时，由于冷却快，这些空位来不及移出，便被“固定”在晶体内。这些在过饱和固溶体内的空位大多与溶质原子结合在一起。由于过饱和固溶体处于不稳定状态，必然向平衡状态转变，空位的存在，加速了溶质原子的扩散速度，因而加速了溶质原子的偏聚。
硬化区的大小和数量取决于淬火温度与淬火冷却速度。淬火温度越高，空位浓度越大，硬化区的数量也就越多，硬化区的尺寸减小。淬火冷却速度越大，固溶体内所固定的空位越多，有利于增加硬化区的数量，减小硬化区的尺寸。
沉淀硬化合金系的一个基本特征是随温度而变化的平衡固溶度，即随温度增加固溶度增加，大多数可热处理强化的的铝合金都符合这一条件。
铝合金挤压模具的表面强化处理
2019-01-11 15:44:08
工业铝型材中挤压模具在挤压力大．温度高的条件下使用，且承受着强烈的摩擦磨损。尽管选用优质的耐热工具钢作模具材料，但经传统的热处理后，其硬度、耐磨性及热疲劳抗力等性能仍不高。致使模具使用寿命不长，此外，由于表面硬度低，易于被磨损，工作带表面光洁度逐渐降低，而且抗粘合性能差，工作带易粘合小馅瘤。这格导致被挤出的型材表面出现麻点、划痕甚至擦伤，严重地影肉建筑铝型材的表面质量。 对铝型材挤压模具施行恰当的表面强化处理是改善模具使用性能、延长使用寿命的较有效的方法之一。气体氮化是早期的一种模具表面强化处理技术，但由于氮化处理时间长且氮化层质脆，所以对改善铝型材挤压模具的使用寿命效果不理想。 我国挤压模具表面强化处理技术还是比较落后的，与国外先进水乎相比有比较大的差距。由于近年来我国铝型材特别是建筑铝型材工业的飞速发展，使人们对铝型材挤压模具表面强化问题予以极大的重视，纷纷开展挤压模具表面强化处理新工艺的研究工作。
铝合金强化处理技术
2019-01-14 11:15:42
铝合金的强化方式主要有以下几种： 1.固溶强化 纯铝中加入合金元素，形成铝基固溶体，造成晶格畸变，阻碍了位错的运动，起到固溶强化的作用，可使其强度提高。根据合金化的一般规律，形成无限固溶体或高浓度的固溶体型合金时，不仅能获得高的强度，而且还能获得优良的塑性与良好的压力加工性能。Al－Cu、Al－Mg、Al－Si、Al－Zn、Al－Mn等二元合金一般都能形成有限固溶体，并且均有较大的极限溶解度（见表9-2），因此具有较大的固溶强化效果。 2．时效强化 合金元素对铝的另一种强化作用是通过热处理实现的。但由于铝没有同素异构转变，所以其热处理相变与钢不同。铝合金的热处理强化，主要是由于合金元素在铝合金中有较大的固溶度，且随温度的降低而急剧减小。所以铝合金经加热到某一温度淬火后，可以得到过饱和的铝基固溶体。这种过饱和铝基固溶体放置在室温或加热到某一温度时，其强度和硬度随时间的延长而增高，但塑性、韧性则降低，这个过程称为时效。在室温下进行的时效称为自然时效，在加热条件下进行的时效称为人工时效。时效过程中使铝合金的强度、硬度增高的现象称为时效强化或时效硬化。其强化效果是依靠时效过程中所产生的时效硬化现象来实现的。 3．过剩相强化 如果铝中加入合金元素的数量超过了极限溶解度，则在固溶处理加热时，就有一部分不能溶入固溶体的第二相出现，称为过剩相。在铝合金中，这些过剩相通常是硬而脆的金属间化合物。它们在合金中阻碍位错运动，使合金强化，这称为过剩相强化。在生产中常常采用这种方式来强化铸造铝合金和耐热铝合金。过剩相数量越多，分布越弥散，则强化效果越大。但过剩相太多，则会使强度和塑性都降低。过剩相成分结构越复杂，熔点越高，则高温热稳定性越好。 4．细化组织强化 许多铝合金组织都是由α固溶体和过剩相组成的。若能细化铝合金的组织，包括细化α固溶体或细化过剩相，就可使合金得到强化。 由于铸造铝合金组织比较粗大，所以实际生产中常常利用变质处理的方法来细化合金组织。变质处理是在浇注前在熔融的铝合金中加入占合金重量2～3%的变质剂（常用钠盐混合物：2/3NaF+1/3NaCl），以增加结晶核心，使组织细化。经过变质处理的铝合金可得到细小均匀的共晶体加初生α固溶体组织，从而显著地提高铝合金的强度及塑性。
铝硅玻璃的作用
2018-12-28 14:46:52
铝硅玻璃中的Al2O3和SiO2含量很高，具有较好的化学稳定性、电绝缘性、机械强度以及较低的热膨胀系数，可用于加工制造卤灯玻壳、无碱基片、无碱玻纤维及化工管道等，是一种用量较大的特种工业玻璃。
广泛应用于：钢铁、冶金、石油化工、电厂、半导体、新型光源、精密光学仪器、航空、军工、仪表、印染、锅炉厂等高压机械设备。
铬硅合金相图
