alculi合金的固溶和时效工艺研究【字数：9227】
摘 要本文以Al-Cu-Li合金铸锭为研究对象，通过金相观察、维氏硬度、差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)等研究了固溶时效工艺对Al-Cu-Li合金组织及力学性能的影响。研究表明:①固溶工艺通过将合金元素固溶在基体中，使基体产生固溶强化效果，故合金的硬度会在原来的基础上有所上升；②随着时效时间的增加，第二相晶粒沿晶界弥散析出，进而使合金的强度和硬度大大提高，但随着时效时间达到42h，硬度值达到峰值之后，硬度值随时间的增加反而变低，此时的所得到的力学性能就是该时效温度下的最佳状态。由此说明Al-Cu-Li合金经固溶和时效后力学性能得到很大改善，尤其是经42h时效处理的合金试样的力学性能得到了很大提升。
目录
一、绪论 1
1.1铝合金的概述 1
1.1.1铝合金的分类 1
1.1.2铝合金的特征 1
1.1.3铝合金材料的用途 1
1.2铝锂合金的概述 2
1.2.1铝锂合金的特点 2
1.2.2铝锂合金的用途 2
1.2.3铝锂合金的研究现状 3
1.3固溶时效的作用 4
1.3.1固溶的作用 4
1.3.2时效的作用 4
1.4研究意义和研究内容 5
1.4.1研究意义 5
1.4.2研究内容 5
二、实验部分 6
2.1实验试剂仪器 6
2.1.1实验材料 6
2.1.2实验试剂 6
2.1.3实验仪器 6
2.2实验方法和路线 7
2.2.1材料制备工艺 7
2.2.2显微硬度测定 7
2.2.3时效样金相图制备 8
2.2.4实验路线 8
三、结果与讨论 10
3.1固溶工艺对AlCuLi合金的显微组织和力学性能的影响 10
3.1.1铸态样的显微组织及xrd分析 10
3.1.2固溶处理对显微组织的影响 11
3.1.3固溶处理对AlCuLi合金显微硬度的影响 12
3.2时效处理对AlCuLi合金的影响 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
13
3.2.1时效处理对AlCuLi合金显微组织的影响 13
3.2.2时效处理对AlCuLi合金显微硬度的影响 14
四、结论 18
参考文献 19
致谢 21
一、绪论
1.1铝合金的概述
1.1.1铝合金的分类
铝材料具体有以下几种：
1、铝材制品具体种类：?轧延材原材料?、?铸造材原材料、非热处理型合金材料、?纯铝元素合金?(1×××?系列)?、铝铜元素合金?(2×××系列)?、铝锰元素合金?(3×××系列)、铝硅元素合金(4×××系列)?、铝镁元素合金(5×××?系列)?、?铝镁硅合金?(6×××系列)、?铝锌镁合金?(7×××系列)、铝跟另外一些元素的合金（8×××系列)。
2、铝材详尽加工工艺具体分类：铸造材、?热处理型合金、非热处理型合金?。
3、铝材加工制品种类：
①轧延加工制品：片材(Sheet)、板材(Plate)、卷片材(Coil)、带材。
②挤型加工制品：管材、实心棒材、型材(Profiles)。
③铸造加工制品：铸件。
1.1.2铝合金的特征
和纯铝相比，铝合金的力学性能更好，具有更好的加工性能和耐腐蚀性能，应用范围也更加广泛。铝合金分为防锈铝、硬铝、超硬铝等种类，铝合金仍然保持了质轻的特点，但机械性能明显提高。
铝合金凭借其较低的密度和较高的强度，以及接近优质钢的塑形和加工性，以及导热、导电、耐腐蚀等特性在工业上广泛使用，使用量仅次于钢。一些铝合金可以通过进行热处理的方法来取得更好的物理、机械、耐腐蚀性能。
硬铝合金属AICuMg系，一般含有少量的Mn，可热处理强化．其特点是硬度大，但塑性较差。
超硬铝属AlCuMgZn系，可热处理强化，是室温下强度最高的铝合金，但耐腐蚀性差，高温软化快。
锻铝合金主要是AlZnMgSi系合金，虽然加入元素种类多，但是含量少，因而具有优良的热塑性，适宜锻造，故又称锻造铝合金。
1.1.3铝合金材料的用途
铝材料用途：
1、洋木用铝材：用于途径标识 、私路护栏高栏 、照亮柱 。
2、电气机器组件用铝材：用于维护箱、电容器箱、电系电容器 、可变蓄电池。
3、突出机器用、包卸容器用铝材： 用于键盘、齿轮、天板 、纺缍。
4、修筑用铝材：用于屋底、住宅、仓库、工厂、办私室、商店、换气孔、扶手、照亮器。
1.2铝锂合金的概述
1.2.1铝锂合金的特点
铝锂合金是一种具有低密度，新型高性能的结构材料，其密度比传统铝合金低10%，而弹性系数却高10%。且相对于传统铝合金具有良好的耐腐蚀性能和超塑性。
1.2.1.1铝锂合金的力学性能
铝锂合金的主要强化相包括：δ′相（Al3Li）、δ相（AlLi3）、T1相（Al2CuLi）、θ′相（Al2Cu）、GP区、S′相（Al2CuMg）、β′（Al3Zr）、Al3（Zr,Sc）复合粒子等。此外还有在晶间析出的脆性相T2（Al6CuLi3）和TB（Al7Cu4Li）等相。析出相的种类、分布和相互作用决定了AlLi合金的力学性能[1]。
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图11 AlCuLi合金的主要析出相的形貌和分布示意图
1.2.2铝锂合金的用途
铝锂合金是为了满足航空航天、飞机等领域的轻量化而开发的，所以它的应用领域主要集中在军工、航空航天、以及武器设备等领域。在坦克、核反应材料、鱼雷等军事兵器以及汽车、机器人等领域也有一定的应用。铝锂电池抗腐蚀能力强是因为铝在空气中易氧化在表面形成一层致密的氧化膜，可以阻挡反应进行。并且铝的还原性（即失电子能力）强于锂，故在空气中总是先铝反应，生成氧化膜后里面的锂就不会失去电子反应了[2]。
目录
一、绪论 1
1.1铝合金的概述 1
1.1.1铝合金的分类 1
1.1.2铝合金的特征 1
1.1.3铝合金材料的用途 1
1.2铝锂合金的概述 2
1.2.1铝锂合金的特点 2
1.2.2铝锂合金的用途 2
1.2.3铝锂合金的研究现状 3
1.3固溶时效的作用 4
1.3.1固溶的作用 4
1.3.2时效的作用 4
1.4研究意义和研究内容 5
1.4.1研究意义 5
1.4.2研究内容 5
二、实验部分 6
2.1实验试剂仪器 6
2.1.1实验材料 6
2.1.2实验试剂 6
2.1.3实验仪器 6
2.2实验方法和路线 7
2.2.1材料制备工艺 7
2.2.2显微硬度测定 7
2.2.3时效样金相图制备 8
2.2.4实验路线 8
三、结果与讨论 10
3.1固溶工艺对AlCuLi合金的显微组织和力学性能的影响 10
3.1.1铸态样的显微组织及xrd分析 10
3.1.2固溶处理对显微组织的影响 11
3.1.3固溶处理对AlCuLi合金显微硬度的影响 12
3.2时效处理对AlCuLi合金的影响 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
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3.2.1时效处理对AlCuLi合金显微组织的影响 13
3.2.2时效处理对AlCuLi合金显微硬度的影响 14
四、结论 18
参考文献 19
致谢 21
一、绪论
1.1铝合金的概述
1.1.1铝合金的分类
铝材料具体有以下几种：
1、铝材制品具体种类：?轧延材原材料?、?铸造材原材料、非热处理型合金材料、?纯铝元素合金?(1×××?系列)?、铝铜元素合金?(2×××系列)?、铝锰元素合金?(3×××系列)、铝硅元素合金(4×××系列)?、铝镁元素合金(5×××?系列)?、?铝镁硅合金?(6×××系列)、?铝锌镁合金?(7×××系列)、铝跟另外一些元素的合金（8×××系列)。
2、铝材详尽加工工艺具体分类：铸造材、?热处理型合金、非热处理型合金?。
3、铝材加工制品种类：
①轧延加工制品：片材(Sheet)、板材(Plate)、卷片材(Coil)、带材。
②挤型加工制品：管材、实心棒材、型材(Profiles)。
③铸造加工制品：铸件。
1.1.2铝合金的特征
和纯铝相比，铝合金的力学性能更好，具有更好的加工性能和耐腐蚀性能，应用范围也更加广泛。铝合金分为防锈铝、硬铝、超硬铝等种类，铝合金仍然保持了质轻的特点，但机械性能明显提高。
铝合金凭借其较低的密度和较高的强度，以及接近优质钢的塑形和加工性，以及导热、导电、耐腐蚀等特性在工业上广泛使用，使用量仅次于钢。一些铝合金可以通过进行热处理的方法来取得更好的物理、机械、耐腐蚀性能。
硬铝合金属AICuMg系，一般含有少量的Mn，可热处理强化．其特点是硬度大，但塑性较差。
超硬铝属AlCuMgZn系，可热处理强化，是室温下强度最高的铝合金，但耐腐蚀性差，高温软化快。
锻铝合金主要是AlZnMgSi系合金，虽然加入元素种类多，但是含量少，因而具有优良的热塑性，适宜锻造，故又称锻造铝合金。
1.1.3铝合金材料的用途
铝材料用途：
1、洋木用铝材：用于途径标识 、私路护栏高栏 、照亮柱 。
2、电气机器组件用铝材：用于维护箱、电容器箱、电系电容器 、可变蓄电池。
3、突出机器用、包卸容器用铝材： 用于键盘、齿轮、天板 、纺缍。
4、修筑用铝材：用于屋底、住宅、仓库、工厂、办私室、商店、换气孔、扶手、照亮器。
1.2铝锂合金的概述
1.2.1铝锂合金的特点
铝锂合金是一种具有低密度，新型高性能的结构材料，其密度比传统铝合金低10%，而弹性系数却高10%。且相对于传统铝合金具有良好的耐腐蚀性能和超塑性。
1.2.1.1铝锂合金的力学性能
铝锂合金的主要强化相包括：δ′相（Al3Li）、δ相（AlLi3）、T1相（Al2CuLi）、θ′相（Al2Cu）、GP区、S′相（Al2CuMg）、β′（Al3Zr）、Al3（Zr,Sc）复合粒子等。此外还有在晶间析出的脆性相T2（Al6CuLi3）和TB（Al7Cu4Li）等相。析出相的种类、分布和相互作用决定了AlLi合金的力学性能[1]。
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图11 AlCuLi合金的主要析出相的形貌和分布示意图
1.2.2铝锂合金的用途
铝锂合金是为了满足航空航天、飞机等领域的轻量化而开发的，所以它的应用领域主要集中在军工、航空航天、以及武器设备等领域。在坦克、核反应材料、鱼雷等军事兵器以及汽车、机器人等领域也有一定的应用。铝锂电池抗腐蚀能力强是因为铝在空气中易氧化在表面形成一层致密的氧化膜，可以阻挡反应进行。并且铝的还原性（即失电子能力）强于锂，故在空气中总是先铝反应，生成氧化膜后里面的锂就不会失去电子反应了[2]。
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