铝合金压缩变形过程应变场分布的研究(2)
4 结论 47
致 谢 48
参考文献 49
1绪论
1.1铝合金简介
1.1.1基本信息
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。铝元素是地壳中含量最丰富的金属元素，含量高于7%。铝原子序数为13，原子量为26.98，原子体积为(立方厘米/摩尔)：10.0，面心立方结构，熔点660℃，密度2.702，地壳中含量（ppm）：82000 。
铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。2008年北京奥运会火炬“祥云”就是铝合金制作的。但是纯铝的强度很低，退火状态 σb 值约为8kgf/mm2，故不宜作结构材料。
1.1.2铝合金的金属特点以及应用
铝是一种轻金属，密度是2.7 g／cm3，具有良好的导电传热性及延展性，1克铝可拉成37 m的细丝，它的直径小于2.5x10-5 m，也可展成面积达50 m2的铝箔，其厚度只有8×10-7 m。铝的导电性仅次于银、铜，由于它具有很高的导电能力，被大量用于电器设备和做高压电缆。铝对波长为0.2～1.2×10-6 m的光有90％以上的光反射率。因此它是极为重要的反光材料。铝粉与四氧化三铁反应时能产生高达3 500 ℃以上的温度，可用于特殊的焊接技术。铝粉燃烧时发出夺目光辉，这种特殊性被用于照明术和军事上。用含铝粉28％、硝酸钡68％、虫胶4％配合制成的混合物就是一种常用的照明剂。纯度大于99.95％时，铝能抵制大多数酸的腐蚀，但溶于王水。制造业和建筑业是铝工业最大的市场。运输工具是铝的第二大市场，在国防工业中铝也有很广的用途，用铝制的舰艇，不仅速度快，不被海水侵蚀，而且没有磁性，能防止磁性水雷袭击。铝粉可用于制造银粉油漆。从制铝工业的废料中还可以提取金属镉。铝在低温环境中，强度和机械性能仍旧很好，甚至有所提高，
所以铝不但可用作冷冻食品运输、液化装置、寒冷地区建筑物，还可用于火箭的液氢液氧贮存箱等零件。铝在1.2K以下成为超导体今天铝已被广泛用在金属器具、工具、轻便用器、体育设备等方面。铝中加入少量的铜、镁、锰等，形成坚硬的铝合金，这种合金被称为坚铝，它具有坚硬美观、轻巧耐用、长久不锈的优点，是制造飞机的理想材料。据统计一架飞机大约有50万个坚铝做的铆钉。用铝和铝合金做材料制造的飞机元件重量占飞机总重量的70％。每枚导弹的用铝量约占重量的10％～15％。国外已有用铝铺设的火车轨道.
含有50％铁、20％铝、20％镍和10％钴的磁性合金，它能吸起为本身重量4 000多倍的铁。Al-Ni-Co合金是重要的永磁性合金。某些铝合金具有超塑性，如Al-Sn合金在
20 ℃～170 ℃之间，其伸长最大限度为原长度的4850倍而Zn-Al合金在250 ℃时，其塑性变得像口香糖一样软。
铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的，如铝—锰合金、铝—铜合金、铝—铜—镁系硬铝合金、铝—锌—镁—铜 超硬合金。铝合金比纯铝具有更好的物理力学性能：易加工、耐久性高，适用范围广，装饰效果好，铝合金分为防锈铝，硬铝和超硬铝等种类。各种类均有各自的使用范围，并有各自的代号，以供使用者选用。铝合金仍然保持了质轻的特点，但机械性能明显提高。铝合金材料的应用有以下三个方面：