一、
铝及铝合金牌号
铝的某些物理特性
原子量 26.97
比重 2.7
熔点 687℃
2） 牌号 1××× 、3×××、5×××
2、金属材料机械性能
1） 定义：在一定条件下，金属抵御外力的能力
2） 包括：强度、硬度、韧性、疲劳等
塑性：在外力作用下引起的永久性变形而不断裂能力
硬度：金属抵抗比它硬的物质压入的能力
金属内部晶体结构
金属的原子结构特性
最外层电子数少；外层受核的吸引力小
2） 金属的原子结合方式
4、金属特性
导电性、导热性、可塑性
晶体与非晶体
定义：固体物质按原子的聚集状态可分为晶体和非晶体
特性：固态无机物一般都为晶体
晶体：原子做有规则排列的物体
特性：具有一定的熔点，具有各向异性（因方向不同会有化学、物理、机性变化）
非晶体：原子排列无规则的物体
特性：没有固定熔点，具有各向同性
晶体结构：晶格、晶胞、晶格常数
晶格：就是用假想的线条，把原子在空间三维方向的位置互相连接起来而形成的空间网格。
晶胞：在晶格中能够代表晶格的最小单元
晶格常数：用晶胞的三个边长a、b、c各边之间的夹角αβγ
常见金属晶体结构
体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格
常温下，Cu、Ni、Al属于面心立方晶格，可塑性良好。
Fe属于体心立方晶格，温度变化，可调节为面心立方晶格
Zn、Mg密排六方晶格，不容易变形
金属合金：熔合两种或两种以上金属或非金属，具有金属特性的物质。
组元：组成合金成分的单元
纯金属及合金的微观组织
组织分布及检验的方法
光学金相检验、电镜显微分析、X-ray射线仪
纯金属的显微组织特性
组织：金属的一种或多种晶体相结合的形式，在显微镜下所呈现出来的特征和形貌。
特征：其显微组织是由许多不规则的多边形晶体集合而成的。
晶粒：每个不规则的晶体叫晶粒。
晶界：晶粒与晶粒之间相接触的界面。
单晶体：晶面取向一致的单颗晶粒，具有各向异性。
多晶体：是由为数众多的单晶体组成，是由许多外形不规则的晶粒组成，具有各向同性。
按几何形态可分为：点缺陷、面缺陷、线缺陷
晶体缺陷：晶体结构中出现的某些不规则。
点缺陷：三维方向上尺寸很小的缺陷，主要包括空位、间隙原子、外来原子。
线缺陷：一个方向尺寸大，另外两个方向的尺寸比较小，包括各种位错、硬性位错、螺性位错。
10、液态金属结晶和铸锭组织
纯金属的结晶
液态金属的结构特征：短时有序、流动性、分割性
由许多体积细微，忽聚忽散的原子集团组成的，集团里的原子做近似晶体的规则排列，短而有序。
金属结晶的一般概念：
结晶：在某一温度条件下，金属由液态转变成晶体状态的过程。
实质：金属由短程有序向长程有序转变的过程。
结晶温度：液态金属开始结晶的温度。
纯金属的结晶过程：先生核→核长大→交替重叠的过程组成
自发形核、非自发形核、树枝状方式生长
铸锭组织：铸锭典型的结构是由三层晶粒带构成，表面由细小等轴晶粒带，较内层的柱状晶粒带，中心粗大等轴晶粒带。
11、金属的塑性及再结晶
弹性变形和塑性变形
弹性变形特征：1）弹性变形时，晶体中原子暂时偏离平衡位置
2）弹性变形后，显微组织不留下任何痕迹
塑性变形特征：1）晶体中原子永远偏离平衡位置
2）金属塑性变形后的组织和性能发生了永久性变化
12、冷塑性变形金属组织变化、结构、性能的影响
1）金属组织结构的变化
晶粒变形方向伸长，当变形量很大时，晶粒被拉长，呈纤维状或薄片状。
产生了各式各样缺陷
2）性能变化
产生了加工硬化，金属在外力作用下，使强度升高，塑性和韧性下降
加工硬化在实际生产中的意义：
1） 是改善、控制金属材料性能的一种手段
2） 是某些工件和半成品成型的重要因素
加工硬化在实际生产中的不利影响：
由于加工硬化，使变形抗力增加，增加了动力消耗
因加工硬化，使塑性降低需中间退火，延长生产周期增加成本
使过程中尺寸变差，易变形
内应力：加工中残余应力留于金属中，外力取消后仍残留在金属内部的应力。
成因：由于变形不均匀引起的
性质：内应力是一种弹性应力，最大值σ内max≤σP（弹性极限）
在整个工件内应力处于一种暂时的平衡状态，拉应力=压应力，作用在任何一个截面全应力等于零。
宏观、微观内应力
由于工件内部变形不均引起的应力 宏观 1%
由于微观晶粒或亚晶粒变形不均 微观 1-2%
由于金属内部原子错位 微观 98-97%
13、冷变形后的金属加热时的组织和性能变化
冷变形后的金属加热时，组织和性能依次发生回复、再结晶和晶粒长大三个阶段变化
回复
回复过程：变形晶体内晶格畸变，逐渐降低过程
组织变化：晶粒的形状和大小与变形态相同
内应力：宏观内应力被大部分或全部消除，而微观内应力只消除一部分。
性能：加工硬化依然存在，物理性能回复显著
应用：去应力退火（成品退火）
再结晶
再结晶：新的等轴晶粒，代替旧的变形晶粒的过程
组织结构的变化：晶粒为细小的等轴晶粒，亚晶聚并长大消失，变形所引起的晶格畸变逐渐消失，错位大大减少。
性能变化：消除了加工硬化，恢复到再结晶状态
再结晶过程：是固态下的组织转变
再结晶温度：冷变形金属开始发生再结晶的最低温度，≥70%变形量，保温时间一小时内完成再结晶的最低温度。
影响再结晶的因素：
变形程度
临界变形程度：能够发生再结晶的最小变形程度
ε＜ε临 T再→T熔点
ε＝ε临 T再→T最高
ε＞ε临 T再→T降低
ε很大时 T再→恒定
杂质及合金元素：
金属中熔入杂质及其他合金元素，能显著提高再结晶温度 T再↑
其他：变形前的原始晶粒细 T再↓
加热速度快 T再↓
保温时间长 T再↓
影响再结晶晶粒大小的因素
变形程度的影响
ε＜ε临 晶粒保持原状（没有发生再结晶）
ε＝ε临 再结晶后晶粒粗大
ε＞ε临 随着ε增加，晶粒尺寸减小，最后趋于恒定
退火温度的影响
退火温度高、保温时间长、加热时间慢，再结晶晶粒粗大
原始晶粒尺寸细，再结晶晶粒细小
杂质及合金元素：
凡能延缓再结晶及阻碍晶粒长大的杂质和元素，均使再结晶晶粒变小。
应用：中间退火、成品退火
晶粒长大：
概念：再结晶完成后，晶粒继续长大的过程
组织：粗大等轴晶粒
性能：机械性能降低，以冲击韧性降低最为明显
过程：是通过原子扩散晶界迁移，大晶粒吞并小晶粒的方式进行
14、金属的热塑性变形
1）冷、热塑性变形的区别与联系
热塑性变形：金属在再结晶温度以上，不保留加工硬化的变形
冷塑性变形：金属在再结晶温度以下，保留加工硬化的变形
热塑性变形的实质：热塑性变形是冷变形和再结晶过程的重叠的结果
热塑性变形的优缺点
优点：变形能力强、可以减小各向异性的形成倾向、减小设备功率消耗和工具磨耗
缺点：不易生产截面小、厚度薄的产品；产品尺寸精度低、表面光洁度差
热塑性变形对金属材料组织和性能影响
组织：使其组织致密（孔洞、疏松被消除）
铸态的柱状晶和粗大等轴晶被压碎成细小的晶粒
性能：提高金属塑性
15、常用铝加工方法简介
铝加工按以下两种方式分类：
按加工时工件的温度特征：热加工、冷加工、温加工（270℃）
按加工时工件的受力和变形方式分：锻造、轧制、挤压、拉伸
16、有色金属合金热处理简介-dalilvcai.com
1）热处理概念：将金属或合金材料在一定介质或空气中加热到一定温度，并在此温度下保持一定时间，然后以某种冷却速度冷却到室温，从而改变金属材料组织和性能的方法。
热处理分类：软化处理、硬化处理
软化处理：铸锭的均匀化退火、回复及再结晶退火（预备退火、中间退火、成品退火）
硬化处理：淬火、时效（人工、自然）、形变热处理
2）热处理的基本过程：
加热－保温－冷却 三个阶段组成
加热：包括升温速度，加热的温度
保温：在加热温度下的停留时间
停留时间：以使金属表面温度与中心一致，组织发生变化
冷却：
3）几种退火的目的
铸锭的均匀化退火：把铸锭加热到接近合金的熔点温度，进行长时间保温，并缓慢冷却的热处理过程。（温度上限90-95%熔点）
目的：消除成分和组织不均匀性，提高塑性
有色金属合金的回复和再结晶退火
分类与目的：
预备退火：压力加工过程中，第一次冷变形前的退火
目的：消除加工硬化和部分时效硬化效应
中间退火：两次冷变形之间的退火
目的：主要消除加工硬化
成品退火：产品出厂前的最后一次退火
高温退火：再结晶温度以上退火
目的：获得软状态产品“O”态
低温退火：再结晶开始到再结晶终了温度之间的退火
目的：为了获得不同硬度的产品
去应力退火：在回复与再结晶开始温度之间的退火
目的：获得硬状态产品
主要工艺参数-大沥铝材网
加热速度：原则越快越好
加热温度：由合金种类及退火目的决定
保温时间：根据了的尺寸，料的多少，最终达到内外温度一致
冷却速度：主要根据金属及合金性质决定，热处理不可强化的合金可直接出炉冷却，热处理可强化合金则要缓慢降温。
