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1.1 工业纯铝 1

1.1.1 纯铝的一般特性 1

第1章 铝及铝合金基础知识 1

1.1.2 纯铝的性能 2

1.1.3 纯铝的牌号及化学成分 3

1.2 铝及铝合金的力学、热学、电学的量的符号和含义 5

1.3 铝合金的分类及组织特点 8

1.3.1 铸造铝合金 9

1.3.2 变形铝合金 9

1.4 铝的合金化与强化方法 10

1.4.1 固溶强化 11

1.4.2 时效强化 11

1.4.3 过剩相强化 11

1.5.1 铜元素 12

1.5.2 硅元素 12

1.4.4 细化组织强化及变质处理 12

1.5 铝中合金元素和杂质对性能的影响 12

1.4.5 冷变形强化 12

1.5.3 镁元素 13

1.5.4 锰元素 14

1.5.5 锌元素 15

1.5.6 微量元素和杂质的影响 15

参考文献 17

第2章 铝合金的牌号与成分 18

2.1 变形铝合金的国内外编号方法 18

2.1.1 各国标准代号及学会与协会代号 18

2.1.2 变形铝合金的编号方法及状态代号 22

2.2.4 澳大利亚（ADC）中变形铝及铝合金的化学成分 40

2.2.3 日本标准（JIS）中变形铝及铝合金的化学成分 40

2.2.5 德国标准（DIN）中变形铝及铝合金的化学成分 40

2.2.6 意大利标准（UNI）中变形铝合金的化学成分 40

2.2.2 美国标准（ANSI）和ISO中变形铝合金的化学成分 40

2.2.1 中国标准（GB/T）中变形铝合金的化学成分 40

2.2 变形铝合金的化学成分 40

2.3 铸造铝合金的编号方法与化学成分 87

2.3.1 中国标准中铸造铝合金 87

2.3.2 美国铝业协会及ISO标准中铸造铝及铝合金 87

2.3.3 日本工业标准中铸造铝合金 101

2.3.4 德国标准中铸造铝合金 101

2.3.5 各国铸造铝合金牌号对照 102

参考文献 105

第3章 铝合金铸造 106

3.1 概述 106

3.1.1 铝合金铸造工艺性能 106

3.1.2 铸造铝合金变质精炼与晶粒细化处理 111

3.2 铝合金砂型铸造 115

3.2.1 铸造铝合金砂型铸件结构设计 115

3.2.2 砂型铝铸件加工余量及工艺补正量 123

3.2.3 浇冒口设计 124

3.2.4 铸铝合金用型砂、芯砂及涂料 133

3.2.5 造型和合型工艺 137

3.2.6 浇注工艺 141

3.2.7 铸件清理与铸件缺陷 142

3.3 铝合金金属型铸造 143

3.3.1 铝合金金属型铸造简介 143

3.3.2 金属型铸造特点 143

3.3.3 金属型铸造的主要设计数据 144

3.3.4 金属型铸造工艺 156

3.3.5 铝合金金属型铸造铸件常见缺陷及预防措施 159

3.4 铝合金压力铸造 160

3.4.1 压力铸造原理和工艺过程 160

3.4.2 压力铸造特点 161

3.4.3 压力铸造设备与选择 161

3.4.4 压铸模 162

3.4.5 压铸工艺 163

3.4.6 压铸件缺陷及防止方法 166

3.5.1 低压铸造的原理和特点 167

3.5 铝合金低压铸造 167

3.5.2 低压铸造铸型工艺设计 168

3.5.3 铸造工艺 169

3.5.4 低压铸造铸件缺陷及其防止方法 171

3.6 铝合金熔模铸造 172

3.6.1 铝合金熔模铸造过程特点 172

3.6.2 铝合金熔模铸造的模料及制模工艺 172

3.6.3 铸型材料及工艺 176

3.6.4 脱蜡及型壳焙烧 177

3.6.6 铝合金熔模铸造常见缺陷及防止方法 178

3.6.5 脱壳 178

参考文献 181

第4章 铝合金锻造 182

4.1 锻造的热力学参数 182

4.1.1 锻造温度范围 182

4.1.2 变形速度 184

4.1.3 变形程度 185

4.2.1 自由锻锤和自由锻压力机吨位计算 186

4.2 设备吨位选择 186

4.2.2 模锻锤和模锻压力机吨位计算 188

4.2.3 切边与冲孔压力机吨位计算 189

4.2.4 锻压机器的力能关系及其换算 190

4.3 自由锻造 191

4.3.1 自由锻造基本工序 192

4.3.2 自由锻件图设计 192

4.3.3 自由锻造工艺规程的编制 193

4.4 模锻件及锻模设计 195

4.4.1 模锻件设计 195

4.4.2 锻模设计 224

4.5 切边模与冲孔模设计 249

4.5.1 切边模设计 249

4.5.2 冲孔模设计 254

4.5.3 冲孔模与切边模中的各种卸料装置 255

4.6.1 备料 257

4.6 模锻工艺 257

4.6.2 铝合金加热规范 258

4.6.3 锻模预热 259

4.6.4 锻模润滑 260

4.6.5 锻件的冷却与切边 260

4.6.6 锻件清理 260

4.6.7 制坯 262

4.7 锻件的质量控制 262

4.7.1 铝合金锻件常见缺陷及清除方法 262

4.7.2 无损检测 263

参考文献 267

第5章 铝合金的熔铸与热挤（轧） 268

5.1 铝合金的熔炼与铸锭 268

5.1.1 铝及铝合金的熔炼特点 268

5.1.2 铝及铝合金熔体净化处理 269

5.1.3 铝合金熔炼炉 276

5.1.4 熔炼工艺 280

5.1.5 铸锭的结晶和组织 283

5.1.6 铸锭方法 288

5.1.7 直接水冷半连续铸锭 294

5.1.8 铝合金的半固态成形 306

5.2 铝材热挤压 308

5.2.1 挤压方法 308

5.2.2 挤压时金属的变形及挤压力计算 310

5.2.3 挤压制品的组织和性能 314

5.2.4 挤压工艺 317

5.2.5 挤压机 324

5.3 铝及铝合金板热轧 326

5.3.1 常用轧制参数及相互关系 326

5.3.2 轧制力计算 327

5.3.3 轧制力矩和电动机功率的计算 327

5.3.4 铝及铝合金板材热轧工艺 328

5.3.5 热轧中厚板尺寸及力学性能 331

参考文献 337

第6章 铝合金的连接 338

6.1 铝及铝合金的焊接特性 338

6.1.1 铝及铝合金的焊接特点 338

6.1.2 铝及铝合金的焊接性 339

6.2 铝及铝合金焊接方法的选择 340

6.3 惰性气体保护电弧焊 342

6.3.1 焊接材料 342

6.3.2 接头设计与坡口加工 347

6.3.3 焊前准备 349

6.3.4 钨极惰性气体保护电弧焊（TIG焊） 350

6.3.5 熔化极惰性气体保护电弧焊（MIG焊） 353

6.4 气焊 356

6.4.1 填充焊丝及气焊熔剂 356

6.4.2 气焊接头设计 357

6.4.3 气焊工艺要点 357

6.5.2 电阻焊接头设计 358

6.5.1 焊接性 358

6.5 电阻焊 358

6.5.3 焊前的工件清理 359

6.5.4 点焊工艺要点 359

6.5.5 缝焊工艺要点 360

6.6 钎焊 361

6.6.1 钎焊性 361

6.6.2 钎焊接头设计及工件表面准备 362

6.6.3 钎料及钎剂 362

6.6.4 硬钎焊工艺要点 365

6.6.5 软钎焊工艺要点 366

6.7 铆接 367

6.7.1 铆接特点 367

6.7.2 铆钉种类 367

6.7.3 铆接接头设计 372

6.7.4 铆接工艺要点 374

6.8.2 粘接接头设计 375

6.8 粘接 375

6.8.1 胶粘剂 375

6.8.3 表面处理 376

6.8.4 粘接工艺要点 378

参考文献 378

第7章 铝合金热处理与性能 380

7.1 铝合金热处理原理 380

7.1.1 铝合金热处理特点 380

7.1.2 铝合金时效理论 380

7.1.3 影响时效的因素 382

7.1.4 铝合金的回归现象 382

7.1.5 固溶热处理与淬冷 383

7.2 变形铝合金的热处理 383

7.2.1 变形铝合金的退火 383

7.2.2 变形铝合金的淬火（铝合金固溶热处理） 388

7.2.3 变形铝合金的时效 390

7.3.1 铸造铝合金热处理的特点 394

7.3 铸造铝合金的热处理 394

7.3.2 铝合金铸件的退火 395

7.3.3 铸造铝合金的热处理工艺规范 395

7.4 变形铝合金常见的缺陷及消除方法 402

7.5 铝合金的性能 404

7.5.1 铝合金的物理性能 404

7.5.2 铝合金的力学性能 404

7.6 铝合金的主要特性和用途举例 434

参考文献 443

第8章 铝及铝合金的表面处理 444

8.1 表面调整及净化 444

8.1.1 除油 444

8.1.2 化学和电化学抛光 448

8.1.3 浸蚀 449

8.2 转化膜 451

8.2.1 化学氧化膜 451

8.2.2 磷酸盐处理（磷化膜） 454

8.2.3 铬酸盐处理（钝化膜） 456

8.2.4 阳极氧化 458

8.2.5 硫酸阳极氧化 461

8.2.6 草酸阳极氧化 465

8.2.7 铬酸阳极氧化 467

8.2.8 硬质阳极氧化 469

8.2.9 瓷质阳极氧化 471

8.3 铝氧化膜的着色与封闭处理 474

8.3.1 自然发色法 474

8.3.2 电解着色法 476

8.3.3 吸附染色法 479

8.3.4 封闭处理 484

8.4 氧化常见的故障、缺陷、原因及措施 486

8.4.1 硫酸阳极氧化故障原因及处理方法 486

8.4.2 草酸阳极氧化故障原因及处理方法 487

8.4.4 硫酸硬质阳极氧化故障原因及处理方法 488

8.4.3 铬酸阳极氧化故障原因及处理方法 488

8.4.5 电解着色缺陷及消除措施 489

8.4.6 吸附染色的故障及处理方法 489

8.4.7 不合格氧化膜的退除和返修 490

8.5 铝表面电镀 491

8.5.1 用途与难点 491

8.5.2 镀前预处理 492

8.6 涂装 500

8.6.1 静电喷粉 500

8.6.2 电泳涂漆 501

8.6.3 自动沉积（自泳）涂漆 503

参考文献 503

第9章 铝合金的冷加工 504

9.1 铝合金冷挤压加工 504

9.1.1 冷挤压力计算 504

9.1.3 坯料的润滑处理 508

9.1.4 冷挤压制品的力学性能 508

9.1.2 冷挤压毛坯的准备 508

9.1.5 冷挤压设备 510

9.2 铝及铝合金拉制 511

9.2.1 实心材料拉制 511

9.2.2 管材拉制 511

9.2.3 拉制力计算 513

9.2.4 拉制工艺 515

9.3 铝合金切削加工 522

9.3.1 切削加工性分类 522

9.3.2 铝合金切削工具材料 523

9.3.3 切削工艺条件 523

参考文献 526

第10章 铝合金材料的理化检测 527

10.1 化学元素分析 527

10.1.1 湿法化学分析 527

10.1.2 原子吸收光谱分析 537

10.1.3 光电直读光谱分析 542

10.2 铝合金的力学性能测试 544

10.2.1 铝合金的拉伸试验 544

10.2.2 铝合金的硬度试验 553

10.3 铝合金材料的低倍组织检验 568

10.3.1 低倍检验试样的制备 568

10.3.2 宏观晶粒度测定 569

10.3.3 常见铝合金低倍组织缺陷 571

10.4.1 铝合金金相试样的取样及制样 577

10.4 铝合金的金相组织分析 577

10.4.2 铝合金中的金相组织 580

10.4.3 铝合金工艺质量的金相检测 596

10.4.4 铝合金常见显微缺陷 605

参考文献 609

附录一 部分可热处理强化变形铝合金的热处理工艺与性能 610

附录二 铸造铝合金热处理工艺与性能 613

附录三 部分铝合金的电导率与电阻率 616

附录四 德国铝合金材料力学性能（DIN1747） 617