金屬材料的合金化原理

1、1.3 合金鋼的分類、牌號(hào)合金鋼的分類、牌號(hào)一、合金鋼的分類（一、合金鋼的分類（1 -按化學(xué)成分分類按化學(xué)成分分類） 1按化學(xué)成分分類按化學(xué)成分分類按鋼中所含合金元素的種類按鋼中所含合金元素的種類，合金鋼分為：，合金鋼分為：錳鋼、鉻鋼、硅鋼、硅錳鋼、鉻錳鈦鋼等。錳鋼、鉻鋼、硅鋼、硅錳鋼、鉻錳鈦鋼等。按鋼中合金元素總質(zhì)量分?jǐn)?shù)按鋼中合金元素總質(zhì)量分?jǐn)?shù)，合金鋼分為：，合金鋼分為：l低低合金鋼（合金鋼（Me總質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于總質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于5%）l中中合金鋼（合金鋼（ Me總質(zhì)量分?jǐn)?shù)在總質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5%10%）l高高合金鋼（合金鋼（ Me總質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于總質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于10%） 1.3 合金鋼的分類、牌號(hào)合金鋼的

2、分類、牌號(hào)Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 2按鋼的用途分類按鋼的用途分類 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼 合金結(jié)構(gòu)鋼還可分為工程構(gòu)件合金結(jié)構(gòu)鋼還可分為工程構(gòu)件用鋼（低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼）和機(jī)械制造用用鋼（低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼）和機(jī)械制造用鋼（合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼、鋼（合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼和超高強(qiáng)度鋼）。滾動(dòng)軸承鋼和超高強(qiáng)度鋼）。 合金工具鋼合金工具鋼 合金工具鋼還可分為刃具鋼合金工具鋼還可分為刃具鋼（低合金刃具鋼和高速鋼）、量具鋼和模具（低合金刃具鋼和高速鋼）、量具鋼和模具鋼（冷作模具鋼和熱作模具鋼）。鋼（冷作模具鋼和熱作模具鋼）。 特殊

3、性能鋼特殊性能鋼 特殊性能鋼還可分為不銹鋼、特殊性能鋼還可分為不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼和磁鋼。耐熱鋼、耐磨鋼和磁鋼。 1.3 合金鋼的分類、牌號(hào)合金鋼的分類、牌號(hào)一、合金鋼的分類（一、合金鋼的分類（2 -按鋼的用途分類按鋼的用途分類） Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 3按冶金質(zhì)量分類按冶金質(zhì)量分類 普通低合金鋼普通低合金鋼：wS0.05%，wP0.045%優(yōu)質(zhì)低合金鋼優(yōu)質(zhì)低合金鋼：wS0.035%， wP0.035%高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金鋼：wS0.02% wP0.03%特高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金鋼特高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金鋼：wS0.015%， wP0.025%。 1.3 合金鋼的分

4、類、牌號(hào)合金鋼的分類、牌號(hào)一、合金鋼的分類（一、合金鋼的分類（3 -按冶金質(zhì)量分類按冶金質(zhì)量分類） Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 4按金相組織分類按金相組織分類按退火后的組織合金鋼可分為按退火后的組織合金鋼可分為：l亞共析鋼、共析鋼、過(guò)共析鋼、萊氏體鋼亞共析鋼、共析鋼、過(guò)共析鋼、萊氏體鋼（在鑄態(tài)組織中有萊氏體）。（在鑄態(tài)組織中有萊氏體）。按正火后的組織合金鋼可分為按正火后的組織合金鋼可分為：l鐵素體鋼鐵素體鋼l珠光體鋼珠光體鋼l貝氏體鋼貝氏體鋼l馬氏體鋼馬氏體鋼l奧氏體鋼奧氏體鋼1.3 合金鋼的分類、牌號(hào)合金鋼的分類、牌號(hào)一、合金鋼的分類（一、合金鋼的分類（4

5、-按金相組織分類按金相組織分類） Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 按正火后的金相組織和用途特點(diǎn)按正火后的金相組織和用途特點(diǎn)l不銹鋼分為不銹鋼分為馬氏體型不銹鋼馬氏體型不銹鋼、鐵素體型不銹鋼鐵素體型不銹鋼、奧氏體型不銹鋼奧氏體型不銹鋼、奧氏體型奧氏體型- -鐵素體型不銹鋼鐵素體型不銹鋼及及沉淀硬化型不銹鋼沉淀硬化型不銹鋼等，等，l耐熱鋼分為耐熱鋼分為馬氏體型耐熱鋼馬氏體型耐熱鋼、鐵素體型耐熱鋼鐵素體型耐熱鋼、奧氏體型耐熱鋼奧氏體型耐熱鋼等；等；把化學(xué)成分和用途結(jié)合起來(lái)分類的方法把化學(xué)成分和用途結(jié)合起來(lái)分類的方法，如把如把不銹鋼分為不銹鋼分為鉻不銹鋼鉻不銹鋼、鎳鉻不銹

6、鋼鎳鉻不銹鋼、鉻錳不銹鉻錳不銹鋼鋼等。等。 1.3 合金鋼的分類、牌號(hào)合金鋼的分類、牌號(hào)一、合金鋼的分類（一、合金鋼的分類（4 -按金相組織分類按金相組織分類） Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 1合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼工程構(gòu)件用鋼工程構(gòu)件用鋼（低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼）（低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼） u牌號(hào)是由代表屈服點(diǎn)的漢語(yǔ)拼音字母（牌號(hào)是由代表屈服點(diǎn)的漢語(yǔ)拼音字母（Q）、）、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)（屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)（A、B、C、D、E）等三個(gè)部分按順序排列組成。如等三個(gè)部分按順序排列組成。如Q390A。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼也分為鎮(zhèn)靜鋼和特殊低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼也分為鎮(zhèn)靜

7、鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼，但在牌號(hào)的組成中沒(méi)有表示脫氧鎮(zhèn)靜鋼，但在牌號(hào)的組成中沒(méi)有表示脫氧方法的符號(hào)。方法的符號(hào)。1.3 合金鋼的分類、牌號(hào)合金鋼的分類、牌號(hào)二、合金鋼的牌號(hào)（二、合金鋼的牌號(hào)（1 -合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼） Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 u專用工程構(gòu)件結(jié)構(gòu)鋼還在牌號(hào)的頭部（或?qū)Ｓ霉こ虡?gòu)件結(jié)構(gòu)鋼還在牌號(hào)的頭部（或尾部）標(biāo)注出代表產(chǎn)品用途的符號(hào)，例如尾部）標(biāo)注出代表產(chǎn)品用途的符號(hào)，例如l表示壓力容器用鋼牌號(hào)表示為表示壓力容器用鋼牌號(hào)表示為“Q345R”；l焊接氣瓶用鋼牌號(hào)表示為焊接氣瓶用鋼牌號(hào)表示為“Q295HP”；l鍋爐用鋼牌號(hào)表示為鍋爐用鋼牌號(hào)表示為“Q3

8、90g”；l橋梁用鋼表示為橋梁用鋼表示為“Q420q”等等。等等。 1.3 合金鋼的分類、牌號(hào)合金鋼的分類、牌號(hào)二、合金鋼的牌號(hào)（二、合金鋼的牌號(hào)（1 -合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼） Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 機(jī)器零件制造用鋼機(jī)器零件制造用鋼（合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、（合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼和超高強(qiáng)度鋼等）。合金彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼和超高強(qiáng)度鋼等）。u牌號(hào)由三部分組成，即由牌號(hào)由三部分組成，即由“二位數(shù)字二位數(shù)字+元素符號(hào)元素符號(hào)+數(shù)數(shù)字字”組成。組成。前面的兩位數(shù)字表示鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)前面的兩位數(shù)字表示鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬(wàn)倍，元素符號(hào)表示所

9、含合金元素，后面的數(shù)字的萬(wàn)倍，元素符號(hào)表示所含合金元素，后面的數(shù)字表示合金元素含量的百倍。表示合金元素含量的百倍。凡合金元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)小凡合金元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于于1.5%時(shí)，編號(hào)中只標(biāo)明元素符號(hào)，一般不標(biāo)含量；時(shí)，編號(hào)中只標(biāo)明元素符號(hào)，一般不標(biāo)含量；如果合金元素平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于或大于如果合金元素平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于或大于1.5%、2.5%、3.5%，則在元素符號(hào)后相應(yīng)標(biāo)出，則在元素符號(hào)后相應(yīng)標(biāo)出2、3、4。1.3 合金鋼的分類、牌號(hào)合金鋼的分類、牌號(hào)二、合金鋼的牌號(hào)（二、合金鋼的牌號(hào)（1 -合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼） Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 l合金結(jié)構(gòu)鋼中的合金結(jié)構(gòu)鋼

10、中的Nb、Ti、B等元素，雖然含等元素，雖然含量很低，但屬有意加入，故在鋼的牌號(hào)中量很低，但屬有意加入，故在鋼的牌號(hào)中仍應(yīng)表示出來(lái)仍應(yīng)表示出來(lái)。如。如40B，其平均碳的質(zhì)量分其平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為數(shù)為0.4%，硼的質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為，硼的質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為0.0005% 0.0035%。l合金結(jié)構(gòu)鋼都是優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（牌合金結(jié)構(gòu)鋼都是優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（牌號(hào)后加號(hào)后加“A”字）或特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（牌號(hào)后加字）或特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（牌號(hào)后加“E”字）。字）。1.3 合金鋼的分類、牌號(hào)合金鋼的分類、牌號(hào)二、合金鋼的牌號(hào)（二、合金鋼的牌號(hào)（1 -合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼） Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金

11、化原理 u高碳鉻軸承鋼的牌號(hào)高碳鉻軸承鋼的牌號(hào)在頭部加符號(hào)在頭部加符號(hào)“G”，但但不標(biāo)碳含量。鉻含量以千分之幾計(jì)，其他合金不標(biāo)碳含量。鉻含量以千分之幾計(jì)，其他合金元素按合金結(jié)構(gòu)鋼的合金含量表示。例如：平元素按合金結(jié)構(gòu)鋼的合金含量表示。例如：平均含鉻量為均含鉻量為1.50%的軸承鋼，其牌號(hào)表示為的軸承鋼，其牌號(hào)表示為“GCr15”。u專用機(jī)器零件制造用鋼專用機(jī)器零件制造用鋼也要在牌號(hào)的頭部（或也要在牌號(hào)的頭部（或尾部）加上代表產(chǎn)品用途的符號(hào)，例如鉚螺鋼尾部）加上代表產(chǎn)品用途的符號(hào)，例如鉚螺鋼“ML30CrMnSi”，高級(jí)優(yōu)質(zhì)滲碳軸承鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)滲碳軸承鋼“G20CrNiMoA”等。等。 1.3 合

12、金鋼的分類、牌號(hào)合金鋼的分類、牌號(hào)二、合金鋼的牌號(hào)（二、合金鋼的牌號(hào)（1 -合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼） Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 2合金工具鋼合金工具鋼合金工具鋼分為合金工具鋼分為刃具鋼刃具鋼（低合金刃具鋼和（低合金刃具鋼和高速鋼）、高速鋼）、量具鋼量具鋼和和模具鋼模具鋼（冷作模具鋼（冷作模具鋼和熱作模具鋼）。和熱作模具鋼）。u牌號(hào)表示方法牌號(hào)表示方法與機(jī)器零件制造用結(jié)構(gòu)鋼相與機(jī)器零件制造用結(jié)構(gòu)鋼相似，但當(dāng)其平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于似，但當(dāng)其平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于1%時(shí)，時(shí)，含碳量不標(biāo)出，當(dāng)其平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小含碳量不標(biāo)出，當(dāng)其平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于于1%時(shí)，則牌號(hào)前的

13、數(shù)字表示平均碳的質(zhì)時(shí)，則牌號(hào)前的數(shù)字表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千倍。合金元素的表示方法與合量分?jǐn)?shù)的千倍。合金元素的表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼相同。金結(jié)構(gòu)鋼相同。1.3 合金鋼的分類、牌號(hào)合金鋼的分類、牌號(hào)二、合金鋼的牌號(hào)（二、合金鋼的牌號(hào)（2 -合金工具鋼合金工具鋼） Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 u合金工具鋼都屬于高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，故不合金工具鋼都屬于高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，故不再在牌號(hào)后標(biāo)出再在牌號(hào)后標(biāo)出“A”字。如字。如l9SiCr表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%左左右，鉻、硅各為右，鉻、硅各為1%左右；左右；lCr12表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

14、大于1%，含鉻為含鉻為12%左右。左右。 1.3 合金鋼的分類、牌號(hào)合金鋼的分類、牌號(hào)二、合金鋼的牌號(hào)（二、合金鋼的牌號(hào)（2 -合金工具鋼合金工具鋼） Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 必須指出的有三點(diǎn)必須指出的有三點(diǎn)：第一第一，高速工具鋼與一般合金工具鋼略有不，高速工具鋼與一般合金工具鋼略有不同，同，不論碳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少均不予不論碳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少均不予標(biāo)出標(biāo)出。如。如W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等，等，l當(dāng)合金成分不相同時(shí)，對(duì)高碳者牌號(hào)前冠當(dāng)合金成分不相同時(shí)，對(duì)高碳者牌號(hào)前冠以以“C”字。如字。如CW6Mo5Cr4V2等。等。1.3 合金鋼的分

15、類、牌號(hào)合金鋼的分類、牌號(hào)二、合金鋼的牌號(hào)（二、合金鋼的牌號(hào)（2 -合金工具鋼合金工具鋼） Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 W6Mo5Cr4V2wC=0.80%0.90%CW6Mo5Cr4V2wC=0.95%1.05%第第二二，低鉻（平均鉻含量小于，低鉻（平均鉻含量小于1%）的合金工）的合金工具鋼，在具鋼，在鉻含量（以千分之幾計(jì)）前加數(shù)鉻含量（以千分之幾計(jì)）前加數(shù)字字“0”。如：平均含鉻量為。如：平均含鉻量為0.60%的合金的合金工具鋼，其牌號(hào)表示為工具鋼，其牌號(hào)表示為“Cr06”。第第三三、塑料模具鋼在牌號(hào)頭部加塑料模具鋼在牌號(hào)頭部加“SM”，牌牌號(hào)表示方法與優(yōu)

16、質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金工具號(hào)表示方法與優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金工具鋼相同。例如：鋼相同。例如：SM45、SM3Cr2Mo。 1.3 合金鋼的分類、牌號(hào)合金鋼的分類、牌號(hào)二、合金鋼的牌號(hào)（二、合金鋼的牌號(hào)（2 -合金工具鋼合金工具鋼） Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 3特殊性能鋼特殊性能鋼 特殊性能鋼特殊性能鋼可分為不銹鋼、耐熱鋼、耐磨可分為不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼和磁鋼。鋼和磁鋼。u不銹鋼及耐熱鋼牌號(hào)前的數(shù)字表示平均碳不銹鋼及耐熱鋼牌號(hào)前的數(shù)字表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千倍的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千倍，合金元素的表示方法，合金元素的表示方法與其它合金鋼相同。與其它合金鋼相同。l當(dāng)碳的質(zhì)量分

17、數(shù)小于或等于當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于或等于0.03%時(shí)，在牌時(shí)，在牌號(hào)前冠以號(hào)前冠以“00”，l當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于或等于當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于或等于0.08%時(shí)，在牌時(shí)，在牌號(hào)前冠以號(hào)前冠以“0”。1.3 合金鋼的分類、牌號(hào)合金鋼的分類、牌號(hào)二、合金鋼的牌號(hào)（二、合金鋼的牌號(hào)（3 -特殊性能鋼特殊性能鋼） Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 如如不銹鋼不銹鋼3Cr13的平均的平均wC=0.3%、wCr13%；不銹鋼不銹鋼0Cr19Ni9的平均的平均wC0.08%、wCr19%、wNi9%；不銹鋼不銹鋼00Cr19Ni11鋼的平均鋼的平均wC0.03%、wCr19%、wNi11%

18、。u當(dāng)當(dāng)wSi1.5%、wMn2%時(shí)，牌號(hào)中不予標(biāo)時(shí)，牌號(hào)中不予標(biāo)出。出。 1.3 合金鋼的分類、牌號(hào)合金鋼的分類、牌號(hào)二、合金鋼的牌號(hào)（二、合金鋼的牌號(hào)（3 -特殊性能鋼特殊性能鋼） Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 u特殊專用鋼，為表示鋼的用途，在牌號(hào)前或特殊專用鋼，為表示鋼的用途，在牌號(hào)前或后附以字母后附以字母。l鑄造合金鋼的牌號(hào)鑄造合金鋼的牌號(hào)是在一般合金鋼的牌號(hào)前是在一般合金鋼的牌號(hào)前加加“ZG”，常用的鑄造合金鋼有：常用的鑄造合金鋼有：ZGMn2、ZG35SiMn、ZG37SiMn2MoV、ZG40CrMnMo、ZGMn13（高錳鋼或耐磨高錳鋼或耐磨鋼）

19、、鋼）、ZG1Cr18Ni9（鑄造不銹鋼）等。鑄造不銹鋼）等。l易切削鋼易切削鋼Y15、Y40Mn、Y15Pb（GB/T8731-1988），），易切削非調(diào)質(zhì)機(jī)械結(jié)構(gòu)鋼易切削非調(diào)質(zhì)機(jī)械結(jié)構(gòu)鋼YF35V和和熱鍛用非調(diào)質(zhì)機(jī)械結(jié)構(gòu)鋼熱鍛用非調(diào)質(zhì)機(jī)械結(jié)構(gòu)鋼F45V（GB/T15712-1995）等。等。 1.3 合金鋼的分類、牌號(hào)合金鋼的分類、牌號(hào)二、合金鋼的牌號(hào)（二、合金鋼的牌號(hào)（3 -特殊性能鋼特殊性能鋼） Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理 一、有色金屬材料的分類及特點(diǎn)一、有色金屬材料的分類及特點(diǎn)（1

20、 -有色金屬材料的分類有色金屬材料的分類）1有色金屬材料的分類有色金屬材料的分類按其密度、熔點(diǎn)、在地殼中的儲(chǔ)量、被發(fā)現(xiàn)按其密度、熔點(diǎn)、在地殼中的儲(chǔ)量、被發(fā)現(xiàn)和利用的早晚、價(jià)格等因素可分為和利用的早晚、價(jià)格等因素可分為：1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 l輕有色金屬輕有色金屬l重有色金屬重有色金屬l難熔金屬難熔金屬l稀有金屬稀有金屬l稀土金屬稀土金屬l貴金屬貴金屬1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理 一、有色金屬材料的分類及特點(diǎn)一、有色金屬材料的分類及特點(diǎn)（1 -有色金

21、屬材料的分類有色金屬材料的分類）按基體金屬的主要成分可分為按基體金屬的主要成分可分為：1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 l鋁合金鋁合金l鎂合金鎂合金l鈦合金鈦合金l銅合金銅合金l鎳基合金鎳基合金l鈷基合金鈷基合金l鋅合金鋅合金l鉛或錫合金鉛或錫合金l鋯或鉿合金鋯或鉿合金l鉭合金鉭合金1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理 一、有色金屬材料的分類及特點(diǎn)一、有色金屬材料的分類及特點(diǎn)（1 -有色金屬材料的分類有色金屬材料的分類）作為結(jié)構(gòu)材料使用的有色金屬合金按合金作為結(jié)構(gòu)材料

22、使用的有色金屬合金按合金相圖或成形方法可分為：相圖或成形方法可分為：1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 l變形加工合金變形加工合金l鑄造合金鑄造合金 按有色金屬的特性可分為按有色金屬的特性可分為：l如鋁、鎂、鈦等金屬及其合金，具有相對(duì)如鋁、鎂、鈦等金屬及其合金，具有相對(duì)密度小、比強(qiáng)度高的特點(diǎn)，為密度小、比強(qiáng)度高的特點(diǎn)，為輕質(zhì)高強(qiáng)結(jié)輕質(zhì)高強(qiáng)結(jié)構(gòu)材料構(gòu)材料；l銀、銅、鋁等金屬及其合金，具有優(yōu)良的銀、銅、鋁等金屬及其合金，具有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，是電氣工業(yè)和儀表工業(yè)導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，是電氣工業(yè)和儀表工業(yè)不可

23、缺少的材料，為不可缺少的材料，為導(dǎo)電材料導(dǎo)電材料；一、有色金屬材料的分類及特點(diǎn)一、有色金屬材料的分類及特點(diǎn)（1 -有色金屬材料的分類有色金屬材料的分類）1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 l銅、鈦及其合金具有良好的抗腐蝕性能，銅、鈦及其合金具有良好的抗腐蝕性能，是石油化工和航海工業(yè)所必須的優(yōu)良是石油化工和航海工業(yè)所必須的優(yōu)良耐蝕耐蝕材料材料；l鋯及其合金是反應(yīng)堆燃料元件包殼及堆芯鋯及其合金是反應(yīng)堆燃料元件包殼及堆芯結(jié)構(gòu)用必須的材料，結(jié)構(gòu)用必須的材料，核材料核材料；l鎢、鉬、鉭、鈮及其合金是制造在鎢、鉬

24、、鉭、鈮及其合金是制造在1300以上使用的高溫零件及以上使用的高溫零件及電真空電真空元件的理想元件的理想材料材料。 一、有色金屬材料的分類及特點(diǎn)一、有色金屬材料的分類及特點(diǎn)（1 -有色金屬材料的分類有色金屬材料的分類）1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 2有色金屬材料的特點(diǎn)有色金屬材料的特點(diǎn) 要求合金材料具有更高的強(qiáng)度，更高的韌性和更低要求合金材料具有更高的強(qiáng)度，更高的韌性和更低的密度。的密度。 提高合金材料的耐熱性是發(fā)展航空、航天及其它許提高合金材料的耐熱性是發(fā)展航空、航天及其它許多工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的要

25、求。多工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的要求。提高合金材料的耐腐蝕性能也一直是有色金屬結(jié)構(gòu)提高合金材料的耐腐蝕性能也一直是有色金屬結(jié)構(gòu)材料在使用中遇到的基本問(wèn)題之一。材料在使用中遇到的基本問(wèn)題之一。 此外，對(duì)于結(jié)構(gòu)合金材料，要制造成零件或成品，此外，對(duì)于結(jié)構(gòu)合金材料，要制造成零件或成品，還與其工藝性能（鑄造性能、壓力加工性能、焊接還與其工藝性能（鑄造性能、壓力加工性能、焊接性能、熱處理性能和切削性能等）密切相關(guān)。性能、熱處理性能和切削性能等）密切相關(guān)。 一、有色金屬材料的分類及特點(diǎn)一、有色金屬材料的分類及特點(diǎn)（2 -有色金屬材料的特點(diǎn)有色金屬材料的特點(diǎn)）1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合

26、金化原理Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 1鋁合金的合金化特點(diǎn)鋁合金的合金化特點(diǎn)Al合金的強(qiáng)化是以合金的強(qiáng)化是以Al與合金元素間形成的金與合金元素間形成的金屬間化合物在屬間化合物在固溶體中的溶解度變化為基礎(chǔ)固溶體中的溶解度變化為基礎(chǔ)的。的。n在在Al中有高的溶解度和能起顯著強(qiáng)化作用的中有高的溶解度和能起顯著強(qiáng)化作用的元素有元素有Zn、Mg、Cu、Si四種四種（表（表1-6）；）；nAg、Ge、Li的極限溶解度雖很大，但由于它的極限溶解度雖很大，但由于它們是稀貴金屬，作們是稀貴金屬，作Al合金的主要合金元素而合金的主要合金元素而大量加入是有困難的。大量加入是有困難的。

27、 二、鋁合金的合金化原理二、鋁合金的合金化原理（1 -鋁合金的合金化特點(diǎn)鋁合金的合金化特點(diǎn)）1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 6n主要合金元素與主要合金元素與Al組成的二元（組成的二元（CuAl2、Mg2Si、MgZn2）和三元化合物（和三元化合物（Al2CuMg、Al2Mg3Zn3），），在在Al中的溶解度能隨溫度的降中的溶解度能隨溫度的降低而強(qiáng)烈地減小，故可通過(guò)熱處理的辦法來(lái)低而強(qiáng)烈地減小，故可通過(guò)熱處理的辦法來(lái)提高強(qiáng)度。能形成這種化

28、合物或強(qiáng)化相的合提高強(qiáng)度。能形成這種化合物或強(qiáng)化相的合金有金有Al-Cu、Al-Cu-Mg、Al-Mg-Si、Al-Zn-Mg和和Al-Zn-Mg-Cu系，可稱之為系，可稱之為“熱處理強(qiáng)熱處理強(qiáng)化型化型Al合金合金”。1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理二、鋁合金的合金化原理二、鋁合金的合金化原理（1 -鋁合金的合金化特點(diǎn)鋁合金的合金化特點(diǎn)）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 n有些合金如有些合金如Al-Mg、Al-Si和和Al-Mn等，等，加入的加入的合金元素雖然也有明顯的溶解度變化，但熱合金元素雖然也有明顯的溶解度變化，但熱處理強(qiáng)化

29、效果不大處理強(qiáng)化效果不大，只能以退火或冷作硬化，只能以退火或冷作硬化狀態(tài)應(yīng)用，放稱之為狀態(tài)應(yīng)用，放稱之為“非熱處理強(qiáng)化型非熱處理強(qiáng)化型”或或“熱處理不強(qiáng)化型熱處理不強(qiáng)化型”Al 合金。合金。 1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理二、鋁合金的合金化原理二、鋁合金的合金化原理（1 -鋁合金的合金化特點(diǎn)鋁合金的合金化特點(diǎn)）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 二、鋁合金的合金化原理二、鋁合金的合金化原理（1 -鋁合金的合金化特點(diǎn)鋁合金的合金化特點(diǎn)）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 1.4 有色金屬材料的分類及合金化原

30、理有色金屬材料的分類及合金化原理二、鋁合金的合金化原理二、鋁合金的合金化原理（1 -鋁合金的合金化特點(diǎn)鋁合金的合金化特點(diǎn)）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理二、鋁合金的合金化原理二、鋁合金的合金化原理（1 -鋁合金的合金化特點(diǎn)鋁合金的合金化特點(diǎn)）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理 二、鋁合金的合金化原理二、鋁合金的合金化原理（1 -鋁合金的合金化特點(diǎn)鋁合金的合金化特點(diǎn)）Chapter 1 金屬材料的合金化

31、原理金屬材料的合金化原理 1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理n有些合金元素如有些合金元素如Cr、Mn、Zr等在等在Al中的溶中的溶解度雖然很小解度雖然很?。ū恚ū?-6），但對(duì)，但對(duì)合金強(qiáng)度合金強(qiáng)度和和抗抗蝕性蝕性的改善作用卻很明顯。因?yàn)檫@些過(guò)渡元的改善作用卻很明顯。因?yàn)檫@些過(guò)渡元素能明顯地抑制再結(jié)晶和素能明顯地抑制再結(jié)晶和細(xì)化晶粒細(xì)化晶粒，有再結(jié)，有再結(jié)晶抑制劑或晶粒細(xì)化劑之稱。晶抑制劑或晶粒細(xì)化劑之稱。n還有些元素，它們的極限溶解度雖很低，但還有些元素，它們的極限溶解度雖很低，但加入極微量（加入極微量（0.0050.15）也能顯著改變從）也能顯著改變從合金

32、的形核和沉淀過(guò)程，因而能顯著地提高合金的形核和沉淀過(guò)程，因而能顯著地提高時(shí)效硬化效應(yīng)時(shí)效硬化效應(yīng)。 1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理二、鋁合金的合金化原理二、鋁合金的合金化原理（1 -鋁合金的合金化特點(diǎn)鋁合金的合金化特點(diǎn)）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理二、鋁合金的合金化原理二、鋁合金的合金化原理（1 -鋁合金的合金化特點(diǎn)鋁合金的合金化特點(diǎn)）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 2鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化 鋁合

33、金的時(shí)效硬化現(xiàn)象鋁合金的時(shí)效硬化現(xiàn)象：Cu含量位于含量位于0.15.65間的間的Al-Cu合金于合金于500的的相區(qū)進(jìn)行固溶處相區(qū)進(jìn)行固溶處理和淬火，則會(huì)得到均勻的過(guò)飽和理和淬火，則會(huì)得到均勻的過(guò)飽和固固溶體。溶體。這種熱力學(xué)不穩(wěn)定的固溶體在某一溫度加熱，這種熱力學(xué)不穩(wěn)定的固溶體在某一溫度加熱，則會(huì)發(fā)生分解和析出則會(huì)發(fā)生分解和析出CuAl2（相），而引起相），而引起強(qiáng)度明顯升高。這種現(xiàn)象叫做時(shí)效硬化現(xiàn)象。強(qiáng)度明顯升高。這種現(xiàn)象叫做時(shí)效硬化現(xiàn)象。1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理二、鋁合金的合金化原理二、鋁合金的合金化原理（2 -鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化鋁合金

34、的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 二、鋁合金的合金化原理二、鋁合金的合金化原理（2 -鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理合金系合金系沉淀的序列沉淀的序列平衡沉淀相平衡沉淀相 Al-Cu G.P.區(qū)區(qū)(圓盤圓盤)(圓盤圓盤)(CuAl2) Al-Mg-Si G.P.區(qū)區(qū)(棒狀棒狀)(Mg2Si) Al-Zn-Mg G.P.區(qū)區(qū)(球球形形)M(片狀片狀)MgZn2 Al-Mg-Cu G.P.區(qū)區(qū)(棒或

35、球棒或球)SS(Al2CuMg) Al-Ag G.P.區(qū)區(qū)(球形球形) (片狀片狀)(Ag2Al) Al-Li G.P.區(qū)區(qū)(球形球形)(Al3Li)1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理二、鋁合金的合金化原理二、鋁合金的合金化原理（2 -鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 二、鋁合金的合金化原理二、鋁合金的合金化原理（2 -鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬

36、材料的分類及合金化原理nAl-4Cu合金退火狀態(tài)的強(qiáng)度很低，合金退火狀態(tài)的強(qiáng)度很低，b只有只有200 MPa，則淬火狀態(tài)的強(qiáng)度也不高，則淬火狀態(tài)的強(qiáng)度也不高，b約約有有250MPa，但自然時(shí)效但自然時(shí)效7天后，天后，b可提高到可提高到400 MPa。 nAl合金的時(shí)效硬化能力與合金的時(shí)效硬化能力與固溶體的濃度和固溶體的濃度和時(shí)效溫度有關(guān)。時(shí)效溫度有關(guān)。在理論上，在理論上，固溶體的濃度固溶體的濃度愈高，時(shí)效效果也愈高，以接近極限溶解度愈高，時(shí)效效果也愈高，以接近極限溶解度的合金，強(qiáng)化效果最大。反之，愈低。的合金，強(qiáng)化效果最大。反之，愈低。1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及

37、合金化原理二、鋁合金的合金化原理二、鋁合金的合金化原理（2 -鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理二、鋁合金的合金化原理二、鋁合金的合金化原理（2 -鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 n分析時(shí)效硬化曲線可以發(fā)現(xiàn)，在時(shí)效初期分析時(shí)效硬化曲線可以發(fā)現(xiàn)，在時(shí)效初期強(qiáng)度升高很慢或不升高，這段時(shí)間叫強(qiáng)度升高很慢或不升高，這段時(shí)間叫“孕育孕育期期”。在孕育時(shí)間內(nèi)合金的塑性很高，可

38、以。在孕育時(shí)間內(nèi)合金的塑性很高，可以進(jìn)行鉚接、彎曲成型或矯直操作，是對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行鉚接、彎曲成型或矯直操作，是對(duì)生產(chǎn)加工極為有利的現(xiàn)象。加工極為有利的現(xiàn)象。 l發(fā)生在室溫的發(fā)生在室溫的時(shí)效時(shí)效稱之為稱之為自然時(shí)效自然時(shí)效，l發(fā)生在較高溫度（發(fā)生在較高溫度（120）的）的時(shí)效時(shí)效稱之為稱之為人工時(shí)效人工時(shí)效。1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理二、鋁合金的合金化原理二、鋁合金的合金化原理（2 -鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 n回歸效應(yīng)：回歸效應(yīng)：鋁合金時(shí)效硬化效應(yīng)是可逆的，自鋁合金時(shí)

39、效硬化效應(yīng)是可逆的，自然時(shí)效的合金迅速加熱到然時(shí)效的合金迅速加熱到230250短時(shí)間保溫短時(shí)間保溫（幾十秒到幾分鐘），冷到室溫后即變軟，又（幾十秒到幾分鐘），冷到室溫后即變軟，又回復(fù)到新淬火狀態(tài)。這種可逆效應(yīng)叫做回復(fù)到新淬火狀態(tài)。這種可逆效應(yīng)叫做“回歸回歸效應(yīng)效應(yīng)”。回歸后的合金還能再時(shí)效，可以重復(fù)?；貧w后的合金還能再時(shí)效，可以重復(fù)多次。但應(yīng)指出，回歸操作每重復(fù)一次，都會(huì)多次。但應(yīng)指出，回歸操作每重復(fù)一次，都會(huì)發(fā)生一部分不可逆分解，使再時(shí)效的能力減弱。發(fā)生一部分不可逆分解，使再時(shí)效的能力減弱。n回歸效應(yīng)在實(shí)際生產(chǎn)中很有實(shí)用價(jià)值，自然時(shí)回歸效應(yīng)在實(shí)際生產(chǎn)中很有實(shí)用價(jià)值，自然時(shí)效后的鉚釘塑性降低，

40、鉚接困難，即可在回歸效后的鉚釘塑性降低，鉚接困難，即可在回歸處理后再鉚接。處理后再鉚接。 1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理二、鋁合金的合金化原理二、鋁合金的合金化原理（2 -鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理二、鋁合金的合金化原理二、鋁合金的合金化原理（2 -鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 鋁合金在時(shí)效過(guò)程中的結(jié)構(gòu)變化鋁合金在時(shí)

41、效過(guò)程中的結(jié)構(gòu)變化：n時(shí)效硬化現(xiàn)象是德國(guó)科學(xué)家時(shí)效硬化現(xiàn)象是德國(guó)科學(xué)家AWilm在在1906年發(fā)現(xiàn)的，但直到年發(fā)現(xiàn)的，但直到1919年才弄清楚是由過(guò)飽年才弄清楚是由過(guò)飽和固溶體分解引起的，在和固溶體分解引起的，在1935年發(fā)現(xiàn)在相年發(fā)現(xiàn)在相（CuAl2）析出之前還有過(guò)渡相，最后到析出之前還有過(guò)渡相，最后到1938年年Guinier和和Preston才發(fā)現(xiàn)了才發(fā)現(xiàn)了GP區(qū)。至此才區(qū)。至此才完全弄清楚過(guò)飽和固溶體的分解程序：完全弄清楚過(guò)飽和固溶體的分解程序： GP區(qū)區(qū)過(guò)渡相過(guò)渡相平衡相平衡相 1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理二、鋁合金的合金化原理二、鋁合金的合金

42、化原理（2 -鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 nAl-Cu合金的詳細(xì)分解程序：合金的詳細(xì)分解程序： GP區(qū)區(qū)（CuAl2）n過(guò)飽和固溶體的缺陷結(jié)構(gòu)：與合金的成分或過(guò)飽和固溶體的缺陷結(jié)構(gòu)：與合金的成分或濃度有關(guān)濃度有關(guān)-空位、位錯(cuò)環(huán)和位錯(cuò)等結(jié)構(gòu)缺陷，對(duì)空位、位錯(cuò)環(huán)和位錯(cuò)等結(jié)構(gòu)缺陷，對(duì)GP區(qū)和沉淀相的形核和長(zhǎng)大過(guò)程起重要作用；區(qū)和沉淀相的形核和長(zhǎng)大過(guò)程起重要作用；nGP區(qū)的結(jié)構(gòu)：區(qū)的結(jié)構(gòu)：GP區(qū)是圓片狀的區(qū)是圓片狀的Cu原子富集原子富集區(qū)。區(qū)。GP區(qū)無(wú)獨(dú)立的晶格結(jié)構(gòu)，溶質(zhì)原子連續(xù)地區(qū)無(wú)獨(dú)立的晶格結(jié)構(gòu)，溶質(zhì)原子連續(xù)地

43、分布在分布在Al的晶格格點(diǎn)上。的晶格格點(diǎn)上。GP區(qū)的形狀可以是片區(qū)的形狀可以是片狀、球狀，也可以是針狀；狀、球狀，也可以是針狀；GPGP區(qū)與母相間沒(méi)有區(qū)與母相間沒(méi)有相界面。相界面。 1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理二、鋁合金的合金化原理二、鋁合金的合金化原理（2 -鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 n 相或相或GP（）區(qū)的結(jié)構(gòu)：區(qū)的結(jié)構(gòu)：Al-4Cu合金時(shí)效合金時(shí)效溫度提高到溫度提高到150175還能形成還能形成相或相或GP（）區(qū)（區(qū)（正方晶格正方晶格 ）。）。n相是相是Cu原

44、子在原子在GP區(qū)中有序化后形成的，是有區(qū)中有序化后形成的，是有獨(dú)立晶格結(jié)構(gòu)的中間沉淀相（獨(dú)立晶格結(jié)構(gòu)的中間沉淀相（Cu2Al5），），以以(100)Al而而與母相完全共格與母相完全共格。n沿沿c軸方向產(chǎn)生較大的共格應(yīng)變場(chǎng)，在片狀沉淀軸方向產(chǎn)生較大的共格應(yīng)變場(chǎng)，在片狀沉淀相的兩側(cè)引起較大的應(yīng)變衍射襯度，使電子顯微相的兩側(cè)引起較大的應(yīng)變衍射襯度，使電子顯微圖象變成凸透鏡狀，失去了片狀特點(diǎn)。這種強(qiáng)大圖象變成凸透鏡狀，失去了片狀特點(diǎn)。這種強(qiáng)大的共格應(yīng)變場(chǎng)，的共格應(yīng)變場(chǎng)，是是Al-Cu合金人工時(shí)效后強(qiáng)度顯合金人工時(shí)效后強(qiáng)度顯著升高的原因著升高的原因。 1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的

45、分類及合金化原理二、鋁合金的合金化原理二、鋁合金的合金化原理（2 -鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 n 相的結(jié)構(gòu)與相的結(jié)構(gòu)與相一樣，也是過(guò)渡相，其相一樣，也是過(guò)渡相，其化學(xué)組成與化學(xué)組成與CuAl2相當(dāng)，也是正方晶格，相當(dāng)，也是正方晶格，a=0.571nm，c=0.580nm，以（以（100）面）面與母與母相部分共格相部分共格。相是高溫時(shí)效產(chǎn)物，它的出相是高溫時(shí)效產(chǎn)物，它的出現(xiàn)說(shuō)明合金的強(qiáng)度已經(jīng)降低，故又稱現(xiàn)說(shuō)明合金的強(qiáng)度已經(jīng)降低，故又稱“過(guò)時(shí)過(guò)時(shí)效效”產(chǎn)物。產(chǎn)物。n平衡相平衡相相是退火產(chǎn)物相是退火產(chǎn)物(CuA

46、l2)，具有正方具有正方晶格，晶格，a=0.6054nm，c=0.4874nm，與與Al的晶的晶格結(jié)構(gòu)相差更大，格結(jié)構(gòu)相差更大，與母相無(wú)共格關(guān)系與母相無(wú)共格關(guān)系，也無(wú)，也無(wú)固定的取向關(guān)系。固定的取向關(guān)系。 1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理二、鋁合金的合金化原理二、鋁合金的合金化原理（2 -鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化鋁合金的時(shí)效與組織結(jié)構(gòu)變化）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 1鎂合金的合金化特點(diǎn)鎂合金的合金化特點(diǎn)Mg合金的合金化原則與合金的合金化原則與Al合金大致相同，合金大致相同，固溶強(qiáng)化和時(shí)效硬化是主要強(qiáng)化手段，只是固溶強(qiáng)化和

47、時(shí)效硬化是主要強(qiáng)化手段，只是沒(méi)有沒(méi)有Al合金那樣明顯而已。因此，凡是能在合金那樣明顯而已。因此，凡是能在Mg中大量固溶的元素，都是強(qiáng)化中大量固溶的元素，都是強(qiáng)化Mg合金的合金的有效合金元素。有效合金元素。根據(jù)合金元素的作用特點(diǎn)和極限溶解度，可根據(jù)合金元素的作用特點(diǎn)和極限溶解度，可大致分為包晶反應(yīng)類和共晶反應(yīng)類兩大類。大致分為包晶反應(yīng)類和共晶反應(yīng)類兩大類。1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理三、鎂合金的合金化原理三、鎂合金的合金化原理（1 -鎂合金的合金化特點(diǎn)鎂合金的合金化特點(diǎn)）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 l包晶反應(yīng)類：包晶反應(yīng)類

48、：Zr（3.8），），Mn（3.4）。）。包包晶反應(yīng)型元素的主要作用是晶反應(yīng)型元素的主要作用是細(xì)化晶粒細(xì)化晶粒，但也有，但也有凈化合金（消除雜質(zhì)凈化合金（消除雜質(zhì)Fe），提高抗蝕性和耐熱），提高抗蝕性和耐熱性的作用性的作用。 l共晶反應(yīng)類：共晶反應(yīng)類：uAg(15.5)，Al (12.7%)，Zn（8.4），），Li（5.7），），Th（4.5）；u稀土元素（稀土元素（RE）：）：Y（12.5），），Nd（3.6），），La（1.9），），Ce（0.85），），Pr（0.5%），混），混合合RE（以（以Ce或或La為主）為主）。1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原

49、理三、鎂合金的合金化原理三、鎂合金的合金化原理（1 -鎂合金的合金化特點(diǎn)鎂合金的合金化特點(diǎn)）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 n共晶反應(yīng)型元素是共晶反應(yīng)型元素是高強(qiáng)度高強(qiáng)度鎂合金的主要合金鎂合金的主要合金元素元素，如，如Mg-Al-Zn和和Mg-Zn-Zr系合金等。系合金等。這類元素形成的這類元素形成的Mg4Al3（Mg17Al12）、）、MgZn2和和Mg23Th6等在等在Mg中有明顯的溶解度中有明顯的溶解度變化，是變化，是Mg合金的主要強(qiáng)化相，合金的主要強(qiáng)化相，有明顯的有明顯的時(shí)效硬化效應(yīng)時(shí)效硬化效應(yīng)。 1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及

50、合金化原理三、鎂合金的合金化原理三、鎂合金的合金化原理（1 -鎂合金的合金化特點(diǎn)鎂合金的合金化特點(diǎn)）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 n稀土元素也多屬共晶反應(yīng)型元素，不僅共晶稀土元素也多屬共晶反應(yīng)型元素，不僅共晶溫度比溫度比Mg-Al和和Mg-Zn系高，系高，Mg-RE系的系的固固溶體和稀土化合物（溶體和稀土化合物（Mg9Nd，Mg9Ce等）的等）的耐熱性也高，稀土元素增強(qiáng)了原子間的結(jié)合耐熱性也高，稀土元素增強(qiáng)了原子間的結(jié)合力，減小了鎂原子的擴(kuò)散速度，有利于抗蠕力，減小了鎂原子的擴(kuò)散速度，有利于抗蠕變性能，故變性能，故Mg-RE-Zr和和Mg-RE-Mn系合金是系合

51、金是耐熱耐熱Mg合金合金，可在，可在150250工作。工作。1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理三、鎂合金的合金化原理三、鎂合金的合金化原理（1 -鎂合金的合金化特點(diǎn)鎂合金的合金化特點(diǎn)）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 nRE除了提高耐熱性外，還能降低液、固二態(tài)合除了提高耐熱性外，還能降低液、固二態(tài)合金的氧化速度，金的氧化速度，改善鑄造和變形性能改善鑄造和變形性能。Nd的綜的綜合作用最佳，能同時(shí)提高室溫和高溫強(qiáng)化效應(yīng)，合作用最佳，能同時(shí)提高室溫和高溫強(qiáng)化效應(yīng)，Ce和混合和混合RE次之，有改善耐熱性的作用，但次之，有改善耐熱性的作用，但

52、常溫強(qiáng)化效果很弱；常溫強(qiáng)化效果很弱；La的效果更差，兩方面都的效果更差，兩方面都趕不上趕不上Nd和和Ce。 1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理三、鎂合金的合金化原理三、鎂合金的合金化原理（1 -鎂合金的合金化特點(diǎn)鎂合金的合金化特點(diǎn)）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 2鎂合金的沉淀過(guò)程與結(jié)構(gòu)變化鎂合金的沉淀過(guò)程與結(jié)構(gòu)變化不連續(xù)沉淀：不連續(xù)沉淀：Mg-Al和和Mg-Al-Zn系合金系合金緩冷試緩冷試樣（空冷或油淬）樣（空冷或油淬）在在150222時(shí)效，先從時(shí)效，先從晶晶界或缺陷界或缺陷部位發(fā)生部位發(fā)生不連續(xù)沉淀不連續(xù)沉淀，不經(jīng)，不經(jīng)GP

53、區(qū)階段區(qū)階段即即直接析出片狀平衡相直接析出片狀平衡相Mg4Al3，沿一定取向往，沿一定取向往晶粒內(nèi)部生長(zhǎng)。此時(shí)，沉淀區(qū)的基體濃度和晶晶粒內(nèi)部生長(zhǎng)。此時(shí)，沉淀區(qū)的基體濃度和晶格常數(shù)已達(dá)平衡狀態(tài)，格常數(shù)已達(dá)平衡狀態(tài)，未發(fā)生沉淀反應(yīng)的晶粒未發(fā)生沉淀反應(yīng)的晶粒內(nèi)部，晶格常數(shù)和濃度保持不變內(nèi)部，晶格常數(shù)和濃度保持不變。1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理三、鎂合金的合金化原理三、鎂合金的合金化原理（2 -鎂合金的沉淀過(guò)程與結(jié)構(gòu)變化鎂合金的沉淀過(guò)程與結(jié)構(gòu)變化）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 l這種片層狀不連續(xù)反應(yīng)結(jié)構(gòu)又稱珠光體型這種片層狀不連續(xù)

54、反應(yīng)結(jié)構(gòu)又稱珠光體型沉淀。其組織中的沉淀。其組織中的Mg4Al3相彌散度低，片相彌散度低，片間距大（間距大（200nm），基體濃度低，無(wú)共），基體濃度低，無(wú)共格或半共格應(yīng)力場(chǎng)，故強(qiáng)化效果低格或半共格應(yīng)力場(chǎng)，故強(qiáng)化效果低。l當(dāng)不連續(xù)沉淀向晶內(nèi)發(fā)展到一定程度后，當(dāng)不連續(xù)沉淀向晶內(nèi)發(fā)展到一定程度后，晶粒內(nèi)部晶粒內(nèi)部才能發(fā)生才能發(fā)生連續(xù)分解連續(xù)分解。 1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理三、鎂合金的合金化原理三、鎂合金的合金化原理（2 -鎂合金的沉淀過(guò)程與結(jié)構(gòu)變化鎂合金的沉淀過(guò)程與結(jié)構(gòu)變化）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 連續(xù)沉淀：連續(xù)沉淀

55、：細(xì)小的片狀細(xì)小的片狀Mg4Al3相一邊析出和相一邊析出和長(zhǎng)大，固溶體濃度和晶格常數(shù)也發(fā)生連續(xù)變化，長(zhǎng)大，固溶體濃度和晶格常數(shù)也發(fā)生連續(xù)變化，最終達(dá)到與時(shí)效溫度相適應(yīng)的平衡狀態(tài)。這種最終達(dá)到與時(shí)效溫度相適應(yīng)的平衡狀態(tài)。這種沉淀的特點(diǎn)是基體濃度和晶格常數(shù)是連續(xù)變化沉淀的特點(diǎn)是基體濃度和晶格常數(shù)是連續(xù)變化的，與不連續(xù)沉淀相對(duì)應(yīng)，故稱的，與不連續(xù)沉淀相對(duì)應(yīng)，故稱連續(xù)沉淀連續(xù)沉淀。n由連續(xù)和不連續(xù)反應(yīng)組織的組成，即兩類組織由連續(xù)和不連續(xù)反應(yīng)組織的組成，即兩類組織所占比例的大小，則由合金的濃度和熱處理制所占比例的大小，則由合金的濃度和熱處理制度來(lái)決定。度來(lái)決定。 1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有

56、色金屬材料的分類及合金化原理三、鎂合金的合金化原理三、鎂合金的合金化原理（2 -鎂合金的沉淀過(guò)程與結(jié)構(gòu)變化鎂合金的沉淀過(guò)程與結(jié)構(gòu)變化）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 Mg合金的沉淀過(guò)程較復(fù)雜合金的沉淀過(guò)程較復(fù)雜lMg-RE合金的沉淀過(guò)程合金的沉淀過(guò)程： GP區(qū)區(qū)(Mg3Ndx)(Mg3Nd)(Mg12Nd) lMg-Th合金的沉淀過(guò)程合金的沉淀過(guò)程： （Mg3Th）1（六方），（六方），2 （體心）（體心）（Mg2Th） （Mg23Th6） GP區(qū)和區(qū)和與母相完全共格，與母相完全共格，相部分共格，相部分共格，相是非相是非共格的平衡相共格的平衡相。 1.4 有色金屬

57、材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理三、鎂合金的合金化原理三、鎂合金的合金化原理（2 -鎂合金的沉淀過(guò)程與結(jié)構(gòu)變化鎂合金的沉淀過(guò)程與結(jié)構(gòu)變化）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 n六方沉淀相（六方沉淀相（Mg3Th、Mg3Nd或或Mg3X型化型化合物），具有合物），具有DO19型晶體結(jié)構(gòu)，型晶體結(jié)構(gòu)，與母相完與母相完全共格全共格。這種過(guò)渡相與。這種過(guò)渡相與Al-Cu合金的合金的相類相類似，經(jīng)常在組元原子尺寸相差較大的合金中似，經(jīng)常在組元原子尺寸相差較大的合金中出現(xiàn)。相對(duì)出現(xiàn)。相對(duì)Mg合金的強(qiáng)化貢獻(xiàn)較大，在許合金的強(qiáng)化貢獻(xiàn)較大，在許多多時(shí)效溫度出現(xiàn)的峰值

58、硬度時(shí)效溫度出現(xiàn)的峰值硬度，就與它的存在，就與它的存在有關(guān)。有關(guān)。1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理三、鎂合金的合金化原理三、鎂合金的合金化原理（2 -鎂合金的沉淀過(guò)程與結(jié)構(gòu)變化鎂合金的沉淀過(guò)程與結(jié)構(gòu)變化）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 nDO19型結(jié)構(gòu)的型結(jié)構(gòu)的a軸相當(dāng)于軸相當(dāng)于Mg的二倍，的二倍，c軸相軸相等，等，Mg原子組成的面是低能面，只有次近鄰原子組成的面是低能面，只有次近鄰原子鍵發(fā)生改變?cè)渔I發(fā)生改變。這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)表明。這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)表明Mg3X相相在相當(dāng)寬的溫度范圍內(nèi)較穩(wěn)定，在相當(dāng)寬的溫度范圍內(nèi)較穩(wěn)定，是提高抗蠕是提高

59、抗蠕變性能的重要因素。變性能的重要因素。Mg-RE系合金工作溫度系合金工作溫度可達(dá)可達(dá)250，Mg-Th系合金可達(dá)系合金可達(dá)350，就是，就是與與DO19型結(jié)構(gòu)型結(jié)構(gòu)Mg3Nd和和Mg3Th有關(guān)。有關(guān)。 1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理三、鎂合金的合金化原理三、鎂合金的合金化原理（2 -鎂合金的沉淀過(guò)程與結(jié)構(gòu)變化鎂合金的沉淀過(guò)程與結(jié)構(gòu)變化）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的合金化原理 1鈦合金的合金化特點(diǎn)鈦合金的合金化特點(diǎn)鈦合金的性能由鈦合金的性能由Ti與合金元素間的物理化學(xué)與合金元素間的物理化學(xué)反應(yīng)特點(diǎn)來(lái)決定，即由形成的反應(yīng)特點(diǎn)來(lái)決定，即由

60、形成的固溶體固溶體和和化合化合物物的特性及對(duì)的特性及對(duì)轉(zhuǎn)變的影響等來(lái)決定。這轉(zhuǎn)變的影響等來(lái)決定。這些影響與合金元素的些影響與合金元素的原子尺寸原子尺寸、電化學(xué)性質(zhì)電化學(xué)性質(zhì)（在周期表中的相對(duì)位置）、（在周期表中的相對(duì)位置）、晶格類型晶格類型和和電電子濃度子濃度等有關(guān)。作為等有關(guān)。作為Ti合金與其它有色金屬合金與其它有色金屬如如Al、Cu、Ni等比較，等比較，有其獨(dú)有的特點(diǎn)有其獨(dú)有的特點(diǎn)： 1.4 有色金屬材料的分類及合金化原理有色金屬材料的分類及合金化原理四、鈦合金的合金化原理四、鈦合金的合金化原理（1 -鈦合金的合金化特點(diǎn)鈦合金的合金化特點(diǎn)）Chapter 1 金屬材料的合金化原理金屬材料的