Ni含量对粉末烧结2024铝合金的组织与性能影响
摘要：我毕业设计的课题是Ni含量对粉末烧结2024铝合金的组织与性能影响。本文主要针对Ni的含量对2024铝合金的力学性能、组织等问题的研究。采用金相观察、力学测试等分析手段进行研究探明问题。
关键词：2024铝合金；微观组织；热处理
Effect of Ni Content on Microstructure and Properties of Powdered Sintered 2024 Aluminum Alloy
Abstract：The topic of my graduation project is the influence of Ni content on the microstructure and properties of 2024 aluminum alloy sintered by powder. In this paper, the content of Ni on the mechanical properties of 2024 aluminum alloy, such as the structure of the study. By means of metallographic observation, mechanical test and other analysis methods, the problems were investigated and solved. By improving the heat treatment process of the alloy, the properties of the alloy met the application indexes.
Keywords：2024 Aluminum Alloy;Vascular Tissue;Heat Treatment
目录
一、引言 4
二、铝合金研究方向和发展趋势 5
2.1国外研究现状 5
2.2国内研究现状 7
三、2024铝合金的主要性质及其应用 8
四、2024铝合金的热处理工艺 10
4.1退火处理 10
4.2 固溶处理 10
4.3 时效处理 11
五、实验过程与方法 13
5.1实验材料及设备 13
5.2Ni铝合金材料的制备 15
六、材料表征方法 16
6.1金相观察微观组织 16
6.2硬度和拉伸实验 17
七、总结 18
小结与致谢 18
参考文献
一、引言
氧化铝于1808年在一个美国国家实验室中首次发现利用了热电解的方法将其性质还原成环氧铝材,于1884年便被广泛应用作为一种新型建筑材料开始投入使用并一直保存在位于美国华盛顿纪念碑的一个尖顶上至今;它是铝材中通过添加各类其他金属元素复合制备而得形成的一种铝合金金属复合材料,现在正广泛地可以应用于我国建筑行业的各个环节。
1908年9月美国铝业公司博士首次成功地发明了钢芯电工的专用铝合金1050,并将其设计和加工生产制成了新型的钢芯电工铝绞线,开创了一种我国高压无线遥感式远程输电的技术先驱。
1915年9月美国铝业公司在中国推出2017合金,1933年中国又推出2024合金,使得镁合铝在民用铝和航空航天器材制造领域的广泛应用,这使其产品的规模已经进一步稳步扩大。随之而来的是我国又一次创造性地提出采用挤压机冷热淬火加工技术,显著地逐渐扩大了挤压合金各种型材的行业和应用。
1965年前的美国铝业公司再次成功发明加工生产a356铸造成型铝合金,这本身就是一种非常经典的加工铸造成型铝合金。
随着我们对于铝合金原子和材料等各个方面的探索和研究进一步深入,高强度的铝合金(2000、7000系列)以其良好的综合力学性能而广泛地闻名于世,目前在我国商务和民用飞机上所生产使用的铝合金产品整体质量已经达到了其总体结构品种的80%以上,因此它已经受到全球范围内各国航空受到了行业界的普遍重视。铝合金也开始慢慢地被运用到生活、军队、科学和技术等各个领域。
物质化学稳定性能:虽然铝合金的化学密度低,但是其化学强度比较高,接近或远远都可以达到超过其他的优质钢,塑性好,既能直接制作和生产,也可以直接加工形成各种类类的型材,具有良好的化学导电、导热等物理稳定性,在建筑行业上被广泛应用,使用量也甚至可以是仅次于优质钢。一些新型的铝合金系列产品甚至能够通过特殊的热处理技术来迅速地获取良好的导热机械、化学性能和机械防腐蚀等化学性能。硬化型铝合板的金属构件Al-Cu-Mg由于体积的关系,一般来说包括少量Mn,经高温热处理后可以进行整体强化.它的主要特点之一是整体硬度大,但是可塑性相对不佳。超级强硬铝合金属具有Al-Cu-Mg-Zn多种体系,可对它进行多种热处理和冷加固和耐热强化,是目前世界室温条件下耐化学腐蚀性能和强度最高的一种铝合金,但它的低温耐腐蚀性差,高温时它的软化速度快。锻造铸铝合金主要可以指的类别是Mn-Al-Zn-Mg-Si铝体系铸铝合金,虽然在其中需要加入的铸铝元素晶体数量少且种类多,但是其二氧化碳元素含量少,因而它们本身具有良好的热学可塑性,适宜于铸铜锻造,故又被人们称为铸铜锻造或铸铝合金。
物质体积结构:纯金属氧化铝的物质体积小和较小的密度(ρ=2.7g/cm3),大约密度相当于氧化铁的1/3,较低的熔点(660℃),铝由于整体属于一种面向同心体或立方体的形状结构,故使它具有巨高的可塑和耐热性(A:32-40%,Z:70-90%),很容易进行高温加工,可以直接做成各类铝的型材、板块,耐热抗腐蚀性能良好。但是由于纯镁铝合金的耐火强度极低,退火后受热状态的强度Rm的数值大约设置为8kgf/mm2,故不是很适合纯铝当做耐火结构件。通过长期的科学研究生产实践和与镁合铝相关的科学实验,人们逐步以生产出来的铝合金为原料加入镁合金中的各种金属元素和同时在化学热处理等技术基础上作为生产工艺手段进行了强化镁合铝,这就是从一开始人们就已经得到了一系列的强化铝合金。添加一定量的金属元素而制成所生产形成的铝合金材料在能够长久地保持纯铜和铝质轻等特殊材料优势的根本基础上, Rm和c值分别最高精度可以提升到24-60kgf/mm2。这样就会让飞机有一个好的机会直接让它"比强度"(即比强度与整体比重的绝对比率约为Rm/ρ)远远能够超过很多铝合金,成为理想的民用航空飞机内部结构装饰材料,广泛应用于工程机械制造、交通运输工程机械、动力工程机器人及民用航空工业等诸多领域。部件例如车身、蒙皮、压气机等往往都完全是由采用铝合金这种材料焊接制造,以便于有效减轻自重。采用了以铝合金或者不锈钢板焊接为辅的主体焊接材料对其进行立体焊接,结构过程中的焊接重量至少一般可以使其减轻50%以上。
参考文献
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