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