第一篇 铝合金物理冶金基础 3
第一章 相图基本知识及铝合金中的相 田荣璋 3
1.1 相图特征 3
1.1.1 二元相图特征 4
1.1.2 三元相图特征 4
1.1.3 非平衡冷却的影响 6
1.1.4 相图中的相区分析 6
1.1.5 杠杆定律和重心法则 7
1.2 铝合金中的相 8
1.3 部分工业变形铝合金的相组成 14
1.3.1 1XXX系合金 14
1.3.2 5XXX系及3XXX系合金 14
1.3.3 2XXX系合金 14
1.3.5 7XXX系合金 16
1.3.4 6XXX系合金 16
1.3.6 4XXX系合金 17
参考文献 19
第二章 铝合金相图选编 田荣璋 20
2.1 实用温标 20
2.2 铝合金二元相图 21
2.3 铝合金三元相图 47
参考文献 63
第三章 铸锭组织与均匀化 李松瑞 64
3.1 铸态合金组织和性能特征 64
3.2 铝合金均匀化退火时组织和性能的变化 65
3.3 均匀化退火温度及时间 66
3.3.1 温度 66
3.3.2 保温时间 66
参考文献 67
3.3.3 加热速度及冷却速度 67
第四章 加工硬化及回复、再结晶 李松瑞 68
4.1 变形铝及铝合金的组织与性质 68
4.1.1 冷变形铝及铝合金的组织特征 68
4.1.2 冷变形铝及铝合金性能变化 69
4.1.3 铝及铝合金在高温下变形特征 71
4.2 回复 72
4.3 再结晶 72
4.3.1 再结晶形核与晶核长大 73
4.3.2 再结晶温度 74
4.3.3 再结晶晶粒长大及二次再结晶 75
4.3.4 再结晶晶粒尺寸 76
4.3.5 再结晶织构 79
4.4.1 吕德带 80
4.4 变形的表面现象 80
4.4.2 橘皮现象 81
4.4.3 环状线 82
参考文献 83
第五章 固溶及脱溶 李松瑞 84
5.1 脱溶序列 85
5.1.1 脱溶的一般序列及其特征 85
5.1.2 各种脱溶相结构 88
5.1.3 主要变形铝合金系的脱溶过程 93
5.1.4 回归现象 95
5.2 脱溶相的分布 96
5.2.1 普遍脱溶 96
5.2.2 局部脱溶 96
5.3 时效理论的应用 98
5.3.1 自然时效 98
5.3.2 人工时效 99
5.3.3 回归再时效处理 102
5.4 形变热处理原理 103
5.4.1 低温形变热处理 104
5.4.2 高温形变热处理 107
5.4.3 预形变热处理 108
参考文献 110
第六章 铝及铝合金的化学性能 王祝堂 111
6.1 铝及铝合金的腐蚀与环境的关系 112
6.1.1 大气 112
6.1.2 水 114
6.1.3 土壤 115
6.1.4 食品与化工产品 115
6.1.5 建筑材料 116
6.1.6 温度、压力等 116
6.2.1 点腐蚀 117
6.2 铝及铝合金的腐蚀的基本类型 117
6.2.2 均匀腐蚀 118
6.2.3 缝隙腐蚀 119
6.2.4 应力腐蚀开裂(SCC) 121
6.2.5 晶间腐蚀与剥落腐蚀 132
6.2.6 接触腐蚀 136
6.2.7 腐蚀疲劳与磨蚀等 140
6.2.8 铝及铝合金腐蚀的控制 142
参考文献 146
第二篇 变形铝合金 149
第一章 纯铝的特性及合金化规律 黎文献 149
1.1 纯铝的一般特性 149
1.2 纯铝的物理性能 150
1.2.1 晶体结构 150
1.2.3 热学性能 151
1.2.2 密度 151
1.2.4 电学性能 153
1.2.5 磁学性能 153
1.2.6 光学性能 154
1.3 纯铝的力学性能 154
1.4 合金元素及杂质对纯铝性能的影响 155
1.4.1 主要合金元素的影响 156
1.4.2 微量元素和杂质的影响 166
1.4.3 常用元素对铝的物理性能的影响 169
参考文献 177
第二章 1XXX系合金 王祝堂 179
第三章 2XXX系合金 王祝堂 186
第四章 3XXX系合金 王祝堂 222
第五章 4XXX系合金 王祝堂 229
第六章 5XXX系合金 王祝堂 232
第七章 6XXX系合金 王祝堂 251
第八章 7XXX系合金 王祝堂 262
第九章 超塑铝合金 吴庆龄 284
9.1 超塑性的种类及变形的力学特征 284
9.1.1 超塑性的种类 284
9.1.2 超塑性变形的力学特征 285
9.1.3 超塑变形机理 287
9.2 晶粒细化及抑制晶粒粗化的方法 287
9.2.1 晶粒细化方法 288
9.2.2 抑制晶粒粗化的方法 288
9.3 超塑铝合金 289
9.3.1 纯铝的超塑性 289
9.3.2 铝-钙系超塑合金 289
9.3.3 Al-Cu系超塑合金 292
9.3.5 Al-Cu-Mg系超塑合金 295
9.3.4 Al-Cu-Mg-Zr超塑合金 295
9.3.6 Al-Mg系超塑合金 297
9.3.7 Al-Mg-Si系超塑合金 299
9.3.8 Al-Zn-Mg-(Zr)系超塑合金 300
9.3.9 Al-Zn-Mg-Cu系超塑合金 303
9.3.10 Al-Li系超塑合金 303
9.3.11 Al-Sc系超塑合金 306
参考文献 309
第十章 粉末冶金铝合金 张君尧 311
10.1 粉末冶金铝合金的生产工艺 312
10.1.1 快速凝固-粉末冶金工艺 312
10.1.2 喷射沉积工艺 317
10.2 用快速凝固法生产粉末冶金铝合金材料的优点 320
10.1.3 机械合金化-粉末冶金工艺 320
10.2.1 细化晶粒 321
10.2.2 增加合金化元素的过饱和固溶度 321
10.2.3 细化金属间化合物粒子 322
10.2.4 增加合金化学成分的均匀性 322
10.3 机械合金化法粉末冶金铝合金材料的优点 322
10.4 工业粉末冶金铝合金 322
10.4.1 粉末冶金高强度铝合金 323
10.4.2 粉末冶金低密度高弹性模量铝合金 328
10.4.3 粉末冶金耐热铝合金 328
10.5 粉末冶金耐磨铝合金和低膨胀系数铝合金 333
参考文献 336
11.1.1 基体 338
11.1.2 增强体 338
11.1 基体与增强体 338
第十一章 铝基复合材料 洪永先 338
11.2 连续纤维增强铝基复合材料的制造 340
11.2.1 复合前的准备工作 340
11.2.2 连续纤维增强复合的制备 341
11.3 颗粒、晶须增强铝基复合材料制造 346
11.3.1 复合前的准备工作 346
11.3.2 制造方法 347
11.4 铝基功能复合材料 352
11.5 铝基复合材料的超塑性变形 353
参考文献 355
第十二章 铝-锂系合金 王祝堂 356
12.1 物理冶金 356
12.2 生产工艺 360
12.2.1 铸锭冶金法 360
12.2.2 粉末冶金法 362
12.3 工业铝-锂合金 363
12.3.1 2090合金 365
12.3.2 2091合金 372
12.3.3 Weldalite 049合金 376
12.3.4 8090合金 378
12.3.5 BAД23合金 385
12.4 铝-锂合金的应用 387
参考文献 391
第三篇 铝材加工工艺 395
第一章 熔炼与铸锭 马宏声 395
1.1 铝合金溶炼的基本原理 395
1.1.1 合金元素的溶解与蒸发 395
1.1.2 铝溶体与炉气的作用 396
1.1.3 熔融铝与炉衬耐火材料的作用 398
1.2.1 气体在铝中的存在形式 399
1.2.2 气体的溶解度 399
1.2 铝中的气体 399
1.2.3 气体的测量方法 400
1.3 铝中的非金属夹杂 401
1.3.1 夹杂的种类及形态 401
1.3.2 非金属夹杂物的检查方法 402
1.4 铝合金熔体净化 402
1.4.1 熔体净化目的和要求 402
1.4.2 炉内处理 402
1.4.3 炉外连续处理 407
1.5 中间合金与金属添加剂 416
1.5.1 中间合金 416
1.5.2 金属添加剂 416
1.6.1 正常组织对铸锭性能的影响 417
1.6.2 异常组织对铸锭性能的影响 417
1.6 铝合金铸锭组织及控制 417
1.6.3 铸锭组织的控制途径 420
1.6.4 铸锭晶粒细化处理 420
1.7 铸锭缺陷 422
1.7.1 偏析 422
1.7.2 疏松 423
1.7.3 裂纹 423
1.7.4 气孔 425
1.7.5 夹杂 425
1.7.6 冷隔 425
1.8 铸锭成型方法 425
1.8.1 块式铁模铸锭 425
1.8.2 半连续铸锭(DC) 425
1.8.3 热顶(HT)铸锭 429
1.8.4 电磁铸锭(EMC) 431
1.8.5 连续铸锭 432
1.8.6 连续铸轧 437
参考文献 443
第二章 板带材轧制 明文良 陈斯杰 444
2.1 轧制理论简述 444
2.1.1 常用轧制参数(见表3-2-1) 444
2.1.2 基本概念 445
2.1.3 轧制力计算 450
2.2 热轧 453
2.2.1 热轧的特点 453
2.2.2 热轧前的准备工作 453
2.2.3 热轧工艺参数的确定 454
2.3 冷轧 457
2.3.1 冷轧 457
2.3.2 冷轧压下制度 457
2.4.2 涂层设备 469
2.4.1 涂层工艺流程 469
2.4 铝及铝合金涂层板的生产 469
2.4.3 涂层预处理 472
2.4.4 涂层 473
2.4.5 涂层固化 475
2.5 精整 475
2.5.1 矫直 476
2.5.2 纵切机列 477
2.6 板带材工艺废品种类及产生原因 478
第三章 型、棒材挤压 黄祯源 482
3.1 挤压方法分类 482
3.1.1 正向挤压法 483
3.1.2 反向挤压法 483
3.1.3 康福姆(CONFORM)连续挤压法 484
3.1.4 其他挤压法 485
3.2.2 正向挤压时金属的变形过程和特点 487
3.2 金属挤压时的应变状态和挤压力计算公式 487
3.2.1 挤压时金属的应变状态 487
3.2.3 反向挤压时金属的变形过程和特点 490
3.2.4 挤压力计算公式 490
3.3 挤压制品的组织与性能 491
3.3.1 挤压制品的组织与性能的一般特点 491
3.3.2 挤压效应 492
3.3.3 粗晶环 493
3.4 铝及铝合金型、棒材挤压工艺 495
3.4.1 一般型、棒材 495
3.4.2 民用建筑型材的生产 506
3.4.3 反向挤压 507
3.4.4 壁板型材挤压 515
3.4.5 阶段变断面型材的生产 518
3.4.6 变断面型材生产工艺特点 519
3.5 型、棒、带材挤压生产中的主要缺陷和消除方法 522
参考文献 524
第四章 管材生产 刘静安 赵云路 525
4.1 概述 525
4.1.1 管材的品种，分类及用途 525
4.1.2 管材的生产方法 525
4.1.3 铝合金管材生产的工艺特点 525
4.1.4 管材生产的工艺流程 528
4.2 管材热挤压 530
4.2.1 无缝管热挤压 530
4.2.2 管材的焊合挤压 537
4.2.3 管材挤压时的变形特点和力学条件 537
4.2.4 管材挤压工艺 540
4.2.5 润滑 542
4.2.6 工艺操作规程要点 543
4.2.7 挤压管材的质量控制 545
4.3.1 管材冷挤压的工作条件与生产特点 546
4.3.2 管材冷挤压的工艺特点 546
4.3 管材冷挤压 546
4.3.3 冷挤压管材的品质控制 549
4.4 管材轧制 549
4.4.1 管材札制方法 549
4.4.2 管材冷轧工艺 552
4.4.3 冷轧管材质量控制 556
4.5 管材拉伸(见第三篇第六章) 557
4.6 焊管生产 557
4.6.1 管材焊接方法 557
4.6.2 铝及铝合金高频焊管工艺 558
4.7 管材的连续挤压生产 560
4.7.1 Conform连续挤压法 560
4.6.3 焊接管品质控制 560
4.7.2 Castex连续铸挤法 561
4.8 管材的热处理和精整、矫直与成品检验包装 562
4.8.1 热处理(见本书有关章节) 562
4.8.2 管材的矫直 562
4.8.3 管材的精整 562
4.8.4 管材的检验包装与交货 562
4.9 经济断面管材的发展趋向 562
参考文献 565
第五章 铝箔轧制与二次加工 辛达夫 566
5.1 我国铝箔工业的发展 567
5.2 铝箔的规格和品种 568
5.2.1 铝箔的定义 568
5.2.2 铝箔的品种 568
5.3.3 铝箔的绝热性能 569
5.3.2 铝箔的防潮性能 569
5.3 铝箔的性质 569
5.3.1 铝箔的一般性质 569
5.3.4 铝箔的电学性能 571
5.3.5 铝箔的力学性能 571
5.3.6 铝箔的化学性能 574
5.4 铝箔生产工艺 577
5.4.1 影响铝箔生产工艺的因素 577
5.4.2 铝箔毛料 577
5.4.3 铝箔生产的工艺流程 579
5.4.4 轧制工艺参数的选定 580
5.4.5 轧辊 589
5.4.6 轧制油 590
5.4.7 铝箔的双合和分卷 596
5.4.8 铝箔的软化退火 597
5.4.10 铝箔的分切 598
5.4.9 脱脂 598
5.4.11 铝箔质量的评定 600
5.5 铝箔的深加工 601
5.5.1 重卷 601
5.5.2 压花 601
5.5.3 切块 603
5.5.4 复合 603
5.5.5 涂层 607
5.5.6 多色印刷 608
5.5.7 多种精加工的组合 608
5.6 铝箔的应用 611
参考文献 612
6.1.1 实心材拉制 613
6.1 拉制法的变形特点及应用 613
第六章 拉制生产 白淑文 马怀宪 613
6.1.2 空心材拉制 615
6.1.3 特种拉制法 617
6.2 拉制力 618
6.2.1 实现拉制的力学条件 618
6.2.2 拉制力和安全系数的变化 620
6.2.3 拉制力的确定 622
6.3 拉制工艺 623
6.3.1 拉制的主要工艺因素 623
6.3.2 拉制的辅助工序 628
6.3.3 铝合金拉制配模 629
6.4 拉制品品质控制和经济效益 633
6.4.1 实心材质量问题及拉制 633
6.4.3 提高拉制经济效益的途径 634
6.4.2 空心材品质的特殊问题及控制 634
参考文献 636
第七章 锻件生产 钟诚道 王祝堂 637
7.1 水压机锻造方法 637
7.1.1 水压机的特性 637
7.1.2 水压机锻造方法 637
7.2 锻造和模锻热力学参数 639
7.2.1 锻造温度范围 639
7.2.2 变形速度(ω) 641
7.2.3 变形程度 641
7.2.4 应力状态(加工方法) 642
7.3 自由锻和模锻水压机能力计算 642
7.3.1 自由锻水压机能力计算 642
7.3.2 模锻水压机的能力计算 644
7.4.1 自由锻造基本工序 645
7.4 自由锻造基本工序及其工艺过程 645
7.4.2 锻件图设计 648
7.4.3 自由锻工艺过程 648
7.5 模锻件及锻模设计 650
7.5.1 模锻件的设计 650
7.5.2 锻模设计 651
7.6 模锻工艺 652
7.6.1 原材料的种类 652
7.6.2 下料 652
7.6.3 加热 653
7.6.4 模具加热 653
7.6.5 模锻 653
7.6.8 表面清理 654
7.6.9 矫直 654
7.6.7 切边 654
7.6.6 润滑 654
7.7 锻件的主要缺陷及其消除方法 655
7.8 锻造典型工艺过程举例 655
7.9 半固态模锻 660
7.9.1 半固态模锻的优点 660
7.9.2 半固态模锻工艺 661
参考文献 665
第八章 制粉 朱锦序 666
8.1 粉材的性能 666
8.1.1 粒度 666
8.1.2 颗粒形状 667
8.1.3 松装密度 667
8.2 粉材的生产 668
8.2.1 雾化法制取铝粉 668
8.1.4 盖水面积 668
8.2.2 球磨法磨制铝粉 672
8.2.3 球磨法生产铝、镁合金粉 674
8.2.4 镁粉铣削 680
8.2.5 湿磨法制取铝膏 681
8.3 粉材生产安全 684
8.3.1 粉尘爆炸条件及特性 684
8.3.2 灭火知识 684
8.3.3 安全防火技术 685
参考文献 686
第九章 工模具设计与制造 刘静安 赵云路 687
9.1 热挤压工模具 687
9.1.1 挤压工具的种类 687
9.1.2 挤压工模具的使用条件及其损坏原因 687
9.2 冷挤压工具 687
9.3 工模具材料 689
9.4 挤压工模具的设计 690
9.4.1 挤压工具设计 690
9.4.2 挤压模具的设计 698
9.5 轧管工具设计 711
9.5.1 二辊式冷札管机孔型设计 711
9.5.2 多辊式冷札管机孔型设计 715
9.6 拉伸模具设计技术 717
9.6.1 线材拉伸模 717
9.6.2 管材拉伸模 717
9.6.3 管材整径模 718
9.6.4 芯头 719
9.7 锻模设计 720
9.7.1 终锻模膛的设计 720
9.7.5 锻模的结构与组成 722
9.7.4 锻模装卡形式 722
9.7.3 制坯模膛(毛料模)的设计 722
9.7.2 预锻模膛的设计 722
9.7.6 模块尺寸的确定和锻模标准 727
9.8 深拉(深冲)模设计 728
9.8.1 单工序深拉模设计要点 728
9.8.2 连续深拉模设计重点 729
9.9 工模具制造技术 730
9.9.1 挤压模具制造 730
9.9.2 锻模制造 732
9.9.3 冷札管孔型加工 733
9.9.4 拉伸模制造 734
9.10 挤压模具的修正 735
9.10.1 挤压模具修正的基本原则 735
9.10.2 修模方法 736
9.10.3 实心型材挤压模的修正 740
9.10.4 空心型材挤压模具的修正 744
9.11 提高模具寿命的主要途径 747
参考文献 749
第十章 表面处理 陈树金 751
10.1 表面预处理 751
10.1.1 脱脂 751
10.1.2 碱蚀洗 753
10.1.3 中和 756
10.1.4 水清洗 756
10.1.5 表面状态再加工 756
10.2 化学氧化处理 760
10.2.1 化学氧化机理 760
10.2.2 化学氧化工艺 761
10.3 阳极氧化处理 762
10.3.1 阳极氧化处理的一般概念 762
10.3.2 直流电硫酸阳极氧化 768
10.3.3 草酸阳极氧化 773
10.3.4 铬酸阳极氧化 776
10.3.5 硬质(厚膜)阳极氧化 776
10.3.6 瓷质阳极氧化 777
10.4 着色处理 778
10.4.1 化学着色法(浸渍着色法) 778
10.4.2 电解着色法 779
10.4.3 自然着色法 783
10.4.4 粉末喷涂着色法 786
10.5 封孔处理 786
10.5.1 水合封孔 786
10.5.2 金属盐溶液封孔 787
10.5.3 漆膜封孔 788
10.6 废液处理 790
10.6.2 水的回收 791
10.6.1 酸碱废液处理 791
10.6.3 着色盐的回收 792
10.6.4 涂料的回收 792
参考文献 793
附录 797
附录1 797
附录2 813
附录3 819
附录4 828
附录5 831
附录6 833
附录7 835
附录8 842
附录9 852