铝合金热处理时不均匀相变引起体积变化的测量研究(2)
3.1.2铝合金2024不同时效条件下的结果讨论 - 19 -
3.2 显微硬度测试的实验结果 - 22 -
3.3 热膨胀测量结果 - 27 -
3.4. 2024铝合金淬透性的研究 - 28 -
4.结论 - 30 -
致谢 - 31 -
参考文献 - 32 -
1. 绪论
1.1. 选题背景
1.1.1. 铝及铝合金的概述
铝是地球上分布最广，储量元素最多的金属元素，为我们的生产、生活提供了便利而丰盛的资源。纯铝的强度很低，退火状态下的强度极限满足不了作为结构材料在实际应用上的要求，于是往铝中添加一定两的元素形成合金，既保持了纯铝的各种优点，还能具有较高的强度和综合性能，便得到了各种系列的铝合金。铝合金是以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。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—铜系超硬铝合金。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、花色丰富。铝合金分为防锈铝、硬铝、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。现代科技的进步，尤其是航天航空领域技术的不断更新，结构材料需要更加优异的性能来达到使用标准。铝合金作为航空航天领域应用广泛的重要结构材料，目前具有无可替代的地位[1]。
1.1.2. 2024铝合金
2024铝合金为A1-Cu-Mg系硬铝合金，可热处理强化，该合金的性能根据热处理状态不同有显著的差异，经固溶处理后，自然时效状态具有较高的抗拉强度和韧性，人工时效状态具有较高的屈服强度和耐蚀性。其综合机械性能和抗高温蠕变能力优良，高温软化倾向小，可用作受热零部件，合金的压力加工和机械加工性能良好，可加工的品种包括板材、带材、包铝板、管材及各种铝制品[2]。
2024是国内外航空、机械工业中应用最广的铝合金之一，该合金的板材和型材已成功应用于飞机的结构件，如蒙皮、翼梁等，也可用于卡车轮圈、螺钉机制产品，小五金及其他各种结构件。对于在自然状态下使用的薄板，若对耐蚀性要求严格的零件应选用包铝板，对于要求在高温下能长期保持精密配合的零件，应经稳定化处理后使用。2024铝合金化学成分见表1-1，物理性能见表1-2，室温机械性能和硬度见表1-3[3]。
表1-1 2024铝合金化学成分（质量分数%）
合金元素 铜Cu 锰Mn 镁Mg 铬 Cr 锌Zn 铝Al
含量（%） 3.8-4.9 0.30-1.0 1.2-1.8 0.1 0.25 余量
表1-2 2024铝合金物理性能
热导率λ（25℃） 密度/kg 电导率K(20℃) 电阻率ρ 磁性能
/ (W/(m•K)) /%LACS /n•Ω•m
A B C A B C A B C 无磁性
190 120 151 2.77 50 30 38 34 57 45
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