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教案科目金属材料与热处理授课班级第次课审批意见:(签字)年月日课题铝及铝合金教学目的铝合金的分类、标注和热处理重点、难点铝合金的热处理授课类型新授讲授方法讲授授课时数2教具课件教学过程附记一、组织教学(10分钟)1、点名应到:实到:请假:旷课:二、复习引入1、蠕墨铸铁化学成分及热处理?2、球墨铸铁化学成分及热处理?三、新课讲解铝及铝合金一、铝及铝合金的标注1×××系列为:纯铝(铝含量不小于99.00%)2×××系列为:以铜为主要合金元素的铝合金3×××系列为:以锰为主要合金元素的铝合金4×××系列为:以硅为主要合金元素的铝合金5×××系列为:以镁为主要合金元素的铝合金6×××系列为:以镁和硅为主要合金元素的铝合金7×××系列为:以锌为主要合金元素的铝合金8×××系列为:以其他元素为主要合金元素的铝合金9×××系列为:备用合金组牌号的第二位字母表示原始纯铝或铝合金的改型情况,最后两位数表示,牌号的最后两位数字以标识同一组中不同的铝合金或表示铝的纯度。1×××系列牌号的最后两位数表示为:最低铝含量的百分点。牌号的第二准备上课学生思考并回答所提出的问题。听课记笔记教学过程附记位的字母表示原始纯铝的改型情况。2×××~8×××系列牌号的最后两位数没有特殊意义,仅用来区分:同一组中不同的铝合金。牌号的第二位字母表示原始纯铝的改型情况。二、铝银白色轻金属。有延性和展性。商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝粉和铝箔在空气中加热能猛烈燃烧,并发出眩目的白色火焰。相对密度2.70。熔点660℃。沸点2327℃。铝是银白色的轻金属,较软,密度2.7g/cm3,熔点660.4℃,沸点2467℃,纯铝的导电性很好,仅次于银、铜,铝有良好的延展性,三、铝合金的分类及热处理二元铝合金相图变形铝合金铸造铝合金2、铝合金的热处理固溶后获得的过饱和固溶体是不稳定的组织,在室温下放置一段时间后或低温加热时,第二相从中缓慢析出,使合金的强度和硬度明显提高。这种固溶处理后的铝合金,随时间延长而发生硬化的现象,称为时效(即时效强化)。固溶处理后,在自然时效初始阶段,铝合金的强度不高,塑性好,称这段时间为其“孕育期”,在此期间,可进行各种冷变形加工(如铆接、弯曲等)。超过孕育期后,强度、硬度迅速增高。铝合金时效强化效果与加热温度有关,如图所示,四、常用变形铝合金变形铝合金根据其性能特点和用途可分为防锈铝合金(LF)、硬铝合金(LY)、超硬铝合金(LC)及锻铝合金(LD)。其代号分别用LF5、LY12、LC4、LD5等表示,数字为顺序号。1、防锈铝:主要是Al-Mn系及Al-Mg系合金。因其时效强化效果不明显,所以不宜热处理强化,但可以通过加工硬化来提高强度及硬度。这类合金主要性能特点是具有优良的抗蚀性,故称为防锈铝。使用在一些防腐性能还有强度要求比较高的行业,比如造船,容器还有地铁高速列车学生积极思考并回答2、硬铝:是指铝合金中以Cu为主要合金元素的(含2.2—4.9%Cu、0.2—1.8%Mg、0.3—0.9%Mn、少量的硅),硬铝有良好的机械性能,强度大,又便于加工,而且密度小,可作轻型结构材料。硬铝的缺点主要有:1)耐蚀性不良,因此不得不在硬铝板材表面用轧制方法包一层工业纯铝。2)固溶处理温度范围窄,小于此温度不能发挥最大强化效果,而超出上限温度,又有产生晶界“过”的可能使晶粒聚集受到破坏。3)焊接裂纹倾向大,用熔焊法有困难。3、超硬铝:超硬铝合金为铝、锌、铜、镁系合金。这类合金是室温强度最高的铝合金,经固溶处理和时效后,其强度达680MPa,其比强度已相当于超强度钢,,故名超硬铝。常用的有LC4、LC9等。主要用于飞机上受力较大的结构件4.锻铝:主要指Al-Cu-Mg-Zn系合金,力学性能与硬铝相近。热塑性好,适合压力加工,可制造航空及仪表工业中形状复杂的零件。五、铸造铝合金据主要合金元素差异有四类铸造铝合金。(1)铝硅系合金,也叫“硅铝明”或“矽铝明”。有良好铸造性能和耐磨性能,热胀系数小,在铸造铝合金中品种最多,用量最大的合金,含硅量在10%~25%。有时添加0.2%~0.6%镁的硅铝合金,广泛用于结构件,如壳体、缸体、箱体和框架等。有时添加适量的铜和镁,能提高合金的力学性能和耐热性。此类合金广泛用于制造活塞等部件。(2)铝铜合金,含铜4.5%~5.3%合金强化效果最佳,适当加入锰和钛能显著提高室温、高温强度和铸造性能。主要用于制作承受大的动、静载荷和形状不复杂的砂型铸件。(3)铝镁合金,密度最小(2.55g/cm3),强度最高(355MPa左右)的铸造铝合金,含镁12%,强化效果最佳。合金在大气和海水中的抗腐蚀性能好,室温下有良好的综合力学性能和可切削性,可用于作雷达底座、飞机的发动机机匣、螺旋桨、起落架等零件,也可作装饰材料。(4)铝锌系合金,为改善性能常加入硅、镁元素,常称为“锌硅铝明”。在铸造条件下,该合金有淬火作用,即“自行淬火”。不经热处理就可使用,以变质热处理后,铸件有较高的强度。经稳定化处理后,尺寸稳定,常用于制作模型、型板及设备支架等。四、课堂小结铸造铝合金具有与变形铝合金相同的合金体系,具有与变形铝合金相同的强化机理﹙除应变强化外﹚,他们主要的差别在于:铸造铝合金中合金化元素硅的最大含量超过多数变形铝合金中的硅含量。铸造铝合金除含有强化元素之外,还必须含有足够量的共晶型元素﹙通常是硅﹚,以使合金有相当的流动性,易与填充铸造时铸件的收缩缝。目前基本的合金只有以下6类;①AI-Cu合金,②AI-Cu-Si合金③AI-Si合金,④AI-Mg合金,⑤AI-Zn-Mg合金,⑥AI-Sn合金五、课后作业1、复习本次课的内容2、课后练习册3、下一节内容预习提示;学生认真听讲学生根据老师的提示认真回顾本次课的重点内容
本文标题:铝及铝合金
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