铝手册PDF电子书下载

上篇　基础和材料 2

1　铝的重要性及提取 2

1.1 铝的生产和消费 2

1.2　铝冶金 8

1.2.1 原铝 8

1.2.2　铝的电解精炼 17

1.2.3　再生铝的循环 18

1.2.4　铝中间合金 19

1.3　成形 20

1.3.1 铝锭 20

1.3.2　铝球、铝粒和铝粉 20

1.3.3 型材 20

1.3.4 液铝 21

1.4　半成品的生产 21

1.4.1 熔融铝 21

1.4.2　轧板和挤压板 22

1.4.3　板和线 24

参考文献 29

2　纯铝的性质 32

2.1 物理性质 32

2.1.1 密度 32

2.1.2　热膨胀系数 33

2.1.3 比热容 33

2.1.4　弹性性能 34

2.1.5　导电性 34

2.1.6　导热性 35

2.1.7　磁性 36

2.1.8　放射性 36

2.1.9　摩擦性质 36

2.1.10　光学性质 37

2.2 力学性能 40

参考文献 40

3　铝合金相图 42

3.1 铝合金 42

3.2　相图的重要性 42

3.3　铝平衡图 44

3.3.1 二元系 44

3.3.2 三元系 49

3.3.3 多元系 56

3.4　非平衡相图 58

参考文献 59

4　铝合金的分类 61

4.1 加工硬化合金的分类 61

4.1.1 Al-Fe-Si和非合金铝 62

4.1.2　锻造Al-Mn合金 62

4.1.3　锻造Al-Mg和Al-Mg-Mn合金 63

4.2　锻造时效硬化铝合金 64

4.2.1 锻造Al-Mg-Si合金 64

4.2.2 锻造Al-Cu-Mg和Al-Cu-Si-Mn合金 65

4.2.3　锻造Al-Zn-Mg合金 66

4.2.4　锻造Al-Zn-Mg-Cu合金 66

4.2.5　含Pb的锻造铝合金 67

4.3　其他锻造铝合金 67

4.4　铝铸造合金的结构 67

4.4.1 Al-Si铸造合金 67

4.4.2 Al-Si-Mg铸造合金 68

4.4.3 Al-Cu-Si铸造合金 69

4.4.4 Al-Mg铸造合金 70

4.4.5 Al-Cu-Ti铸造合金 71

4.4.6 Al-Zn-Mg铸造合金 72

4.4.7　其他铝铸造合金 73

参考文献 73

5　铝合金的性能 77

5.1 力学性能 78

5.1.1 硬度 78

5.1.2　抗拉强度 78

5.1.3　抗压，抗弯，剪切和扭转强度 79

5.1.4　高温强度 80

5.1.5　低温时的力学性能 87

5.1.6　疲劳 90

5.1.7　冲击强度 101

5.2　断裂 101

5.2.1 断裂力学 101

5.2.2　断裂力学特征值 102

5.2.3　其他参数 104

5.3 工艺性能 104

5.3.1 耐磨性 104

5.3.2　板的成形性 104

5.3.3　挤压制品和拉深制品的成形性 106

5.3.4　机械加工性 106

5.4 物理性能 108

参考文献 117

6　热处理和机械处理 123

6.1 概述 123

6.2　强化 126

6.3　热软化 129

6.3.1 回复 130

6.3.2 重结晶 131

6.4　完全退火 133

6.5　消除应力 134

6.6　均匀化 135

6.7　时效处理 135

6.7.1 固溶处理 135

6.7.2 淬火 137

6.7.3　时效 138

6.7.4 回复 139

6.8　时效强化处理效果 140

6.8.1 冷加工和自然时效 140

6.8.2　冷加工和人工时效 141

6.9　不同精炼合金的时效行为 142

6.9.1 Al-Cu-Mg和Al-Cu-Si-Mn合金 142

6.9.2 Al-Mg-Si合金 143

6.9.3 Al-Zn-Mg合金 145

6.9.4 Al-Zn-Mg-Cu合金 146

6.10　各种铸造合金时效强化行为 147

6.11 同时软化和弥散 149

6.11.1 纯铝 150

6.11.2　铝合金 151

6.12　超塑性 154

参考文献 155

7　新型合金进展 161

7.1　铝基复合材料（MMCs） 161

7.1.1 纤维和颗粒强化铝基复合材料 162

7.1.2 “天然”纤维增强复合材料 173

7.2 粉末冶金制备的弥散强化铝合金 176

7.2.1 工艺技术 176

7.2.2　粉末冶金产品的性能 177

7.3　铝-锂合金 180

7.4　泡沫铝 182

7.5　铝化物 184

参考文献 184

8　铝的腐蚀 190

8.1 铝表面层 190

8.1.1 氧化膜和表面层的形成 191

8.1.2　强化天然氧化膜 192

8.2　腐蚀 193

8.2.1 基本原理 193

8.2.2　腐蚀影响因素 194

8.2.3　专业名词和腐蚀的类型 195

8.2.4　腐蚀防护 206

8.3 与其他金属相接触的腐蚀行为 207

8.3.1　材料和状态 207

8.3.2　腐蚀试验 229

8.3.3　健康与安全 231

参考文献 231

9　根据成分和典型的力学性能设计合金 238

9.1　合金的名称 239

9.1.1 铝 239

9.1.2　依据工艺或纯度的分类 239

9.1.3　根据加工的方法和产品形式命名 239

9.1.4　依据化学成分和编号体系对合金命名 240

9.1.5 回火标识 244

9.1.6　根据可淬性的标识 246

9.1.7　根据应用标识 246

9.1.8　特殊应用合金 246

9.2 力学性能标准 247

9.2.1 标准运用综述 247

9.2.2　锻铝半成品 251

9.2.3　铝铸件 307

参考文献 312

10　材料测试和质量控制 313

10.1 化学成分的确定 313

10.1.1 概述 313

10.1.2　取样与制样 313

10.1.3 自动快速分析 314

10.1.4　基准分析 314

10.2　微观组织的检测 316

10.2.1 宏观范围的检测 316

10.2.2　微观断面检测的光学显微方法 317

10.2.3 电子显微镜检测 320

10.2.4　显微探针 321

10.3　原铝，半成品和铸件的检测 321

10.3.1 测试范围和取样 328

10.3.2　测试目标和测试方法 329

10.3.3　室温下的力学性能测试 331

10.3.4　疲劳测试 333

10.4　焊件和焊缝的测试 333

10.5　质量控制 336

10.5.1 半加工产品和铸件的质量控制 336

10.5.2　深加工过程的质量控制 336

参考文献 337

下篇　成形、表面处理、再生 337

11　铝材料的机械加工 346

11.1 成形方法和工艺的基本原理 346

11.1.1 典型特性 346

11.1.2　现代成形工艺的要求和目的 350

11.1.3　成形工艺的类型 356

11.1.4　典型的技术参数 361

11.1.5　成形中的摩擦 363

11.2　形变的特征和性能 365

11.2.1 形变特征 365

11.2.2　流变应力曲线 366

11.2.3　热变形后的静态软化 372

11.2.4　变形中的结构变化 373

11.2.5 r值 374

11.2.6　织构 375

11.2.7　变形引起的表面变化 377

11.2.8　变形，沉淀，相变 378

11.2.9　冷变形后的力学性能和物理性质 379

11.2.10　变形性能和超塑性 380

11.3　铝的半成品 381

11.3.1 铝丝的轧制 381

11.3.2 热轧板、带 382

11.3.3　薄片的冷轧和卷绕 388

11.3.4　铝箔的轧制 395

11.3.5　铝箔的锤打 400

11.3.6　挤压件 401

11.3.7　冲压成形 422

11.3.8 自由锻 425

11.4　固态成形 429

11.4.1 冷挤压 429

11.4.2　镦粗 433

11.4.3　精密模锻 433

11.4.4　液压成形 433

11.5　产品 435

11.5.1　合金和产品 435

11.5.2　拉深 436

11.5.3　拉伸成形 440

11.5.4　展薄 442

11.5.5　超塑性成形 442

11.5.6　旋压加工 443

11.5.7　板材弯曲成形 444

11.5.8　其他板料成形工艺 447

11.6　弯曲卷材 448

11.6.1 辊轧成形 448

11.6.2　弯型管和部件 449

11.7　特殊成形工艺 450

11.7.1 触变成形和触变锻造 450

11.7.2　激光成形 451

11.7.3　喷砂成形 452

11.7.4　结合成形 452

11.8　铝基复合材料 453

11.8.1 复合材料的类型 453

11.8.2　覆层复合材料 454

11.8.3　颗粒强化复合材料 455

11.8.4　纤维增强铝基复合材料 458

11.9　成形中或成形后的热处理 459

11.9.1　热处理的类型 459

11.9.2　重结晶和软退火 461

11.9.3　沉淀硬化 462

11.9.4　热处理设备 465

参考文献 465

12　铸造 477

12.1　基本成形工艺 477

12.2　铝铸件的质量特征 479

12.3　铸造、凝固和冷却 482

12.3.1 铸造 482

12.3.2　铸造组织 483

12.3.3　建模和模拟 488

12.4　铝铸造合金 496

12.4.1 合金族 497

12.4.2　铝铸件合金标准 501

12.5　铸造工艺 518

12.6　模具制造、核心制造和铸造工艺 520

12.6.1 制造砂模的工艺 520

12.6.2　制造核芯的过程 535

12.6.3　永久模具铸造 541

12.7　补缩和浇铸 563

12.7.1　浇注系统 564

12.7.2　浇铸 568

12.8　熔体制备 568

12.8.1 熔炼 572

12.8.2　熔体处理 573

12.8.3　熔化和储藏炉 580

12.8.4　铸造设备 585

12.9　铸件的热处理 586

12.9.1 与改善力学性能相关的热处理 587

12.9.2　特殊目的的热处理 589

12.10　整形，切削和修理粗铸件 591

12.11 质量管理和质量保证 592

参考文献 596

13　铝的表面处理 604

13.1　表面机械处理 604

13.1.1　焊缝清理 606

13.1.2　打磨 606

13.1.3　消光磨刷处理 606

13.1.4　抛（磨）光 607

13.1.5　喷砂清理 608

13.1.6　特殊表面形状的轧制 608

13.2　表面化学处理 609

13.2.1　清洗和除油 609

13.2.2　腐蚀 610

13.2.3　侵蚀 613

13.3　铝的阳极氧化 615

13.3.1 阳极氧化的基本原理 616

13.3.2　阳极氧化技术和过程 617

13.3.3　阳极氧化膜性能 622

13.3.4　硬性阳极氧化 625

13.3.5　密封阳极氧化膜 626

13.3.6　着色，印记和浸渍未密封阳极膜 629

13.3.7　阳极氧化形成和处理的效果 630

13.3.8　阳极氧化表面缺陷的原因 631

13.3.9　清洗阳极氧化组件 631

13.4　铝上金属涂层 633

13.4.1 浸渍和喷溅金属涂层 634

13.4.2　镍化学镀层 634

13.4.3 电镀 635

13.5　铝的热喷涂 639

13.6　有机涂层 640

13.6.1　表面准备 641

13.6.2　液态涂料涂层 642

13.6.3　粉末涂料涂装 643

13.6.4　卷材连续涂覆 643

13.6.5　测试涂层 643

13.6.6　修补涂层 644

13.6.7　防止凝结和变脏 644

13.6.8　船舶涂料 644

13.6.9　其他涂层 645

13.7　层压法 646

13.8　上釉 646

13.9　其他涂层 647

13.10　真空镀膜 647

13.10.1　过程的一般描述 647

13.10.2　涂覆铝极其合金的工业过程 648

参考文献 649

14　再生铝 656

14.1　铝的社会生态学 656

14.1.1 基本关系 656

14.1.2　生命周期分析 657

14.1.3　更多评价环境影响的方法 663

14.1.4　铝——可持续发展的材料 665

14.2　铝循环的基本原理 667

14.2.1　再循环的形式 668

14.2.2　再循环的前提 669

14.2.3　能耗 673

14.2.4　铝材料的循环 674

14.2.5　铝废料 677

14.3　铝的再循环利用技术 686

14.3.1　基本原理 686

14.3.2　再生铝生产工艺 688

14.3.3　产率和熔体损失量 690

14.3.4 熔体中的元素 691

14.4　铝循环体系的选择 693

14.4.1 生产期间得到的废料的循环 693

14.4.2 产品回收 696

14.4.3　产品寿命末期的回收 696

参考文献 706

附录 711