第1章 铝和铝合金分类 1
1.1概述 1
1.1.1金属铝 1
1.1.2铝的资源 4
1.1.3铝工业的发展史 4
1.1.4铝的消费结构 5
1.2铝合金的分类 5
第2章 铝合金的相图 10
2.1相图的特征 10
2.1.1二元相图的特征 11
2.1.2三元相图的特征 11
2.1.3非平衡冷却的影响 12
2.1.4相图中的相区分析 13
2.1.5杠杆定律和重心法则 13
2.2铝合金中的相 14
2.3部分变形铝合金的相的组成 15
2.4部分铝合金的相图 20
2.4.1实用温标 20
2.4.2部分铝合金的二元相图 20
2.4.3部分铝合金的三元相图 46
第3章 铝及铝合金产品牌号的表示方法 58
3.1我国铝合金产品牌号的表示方法 58
3.1.1牌号的标准术语和表示方法总则 58
3.1.2冶炼产品和铸造产品牌号的表示方法 58
3.1.3加工产品牌号的表示方法 59
3.2铝及铝合金国际产品牌号的表示方法 61
第4章 铝及铝合金状态代号的表示方法 62
4.1我国铝及铝合金状态代号的表示方法 62
4.1.1基础状态代号 62
4.1.2细分状态代号 62
4.1.3状态代号的变化与新旧状态代号的对应关系 65
4.2铝及铝合金状态代号的国际标准和国外部分标准 66
第5章 铝及铝合金的牌号与化学成分 70
5.1我国变形铝合金的新旧牌号对照 70
5.2我国标准工业纯铝的牌号与化学成分 71
5.3我国变形铝合金的牌号与化学成分 71
5.4美国AA标准的铝及铝合金 87
第6章 变形铝合金的特性 109
6.1变形铝合金的物理性能 109
6.2变形铝合金的化学性能 109
6.2.1大气环境的影响 109
6.2.2水的影响 115
6.2.3土壤的影响 115
6.2.4食品、化工产品的影响 115
6.2.5温度、压力的影响 116
6.3变形铝合金的冶金特征 116
6.4变形铝合金的力学性能 119
6.5变形铝合金的热处理性能 121
6.5.1回复 121
6.5.2再结晶 122
6.5.3固溶与脱溶 123
6.5.4回归现象 124
6.6变形铝合金的加工特性 124
第7章 变形铝合金各系合金的基本性能 126
7.1 1×××系铝合金 126
7.1.1微量元素在1× × ×系铝合金中的作用 126
7.1.2 1× × ×系铝合金的常用性能 126
7.1.3 1× × ×系铝合金的品种、状态和用途 131
7.2 2×××系铝合金 132
7.2.1合金元素和杂质元素在2×××系铝合金中的作用 132
7.2.2 2× × ×系铝合金的常用性能 135
7.2.3 2× × ×系铝合金的主要牌号及其用途 139
7.3 3× × ×系铝合金 140
7.3.1合金元素和杂质元素在3× × ×系铝合金中的作用 141
7.3.2 3 × × ×系铝合金的部分性能 141
7.3.3 3 × × ×系铝合金的工艺性能 143
7.3.4 3×××系铝合金的品种、状态和用途 145
7.4 4×××系铝合金 145
7.4.1相关元素在4×××系铝合金中的作用 145
7.4.2 4×××系铝合金的部分性能 146
7.4.3 4×××系铝合金的工艺性能 146
7.4.4 4 × × ×系铝合金的品种、状态和用途 147
7.5 5× × ×系铝合金 147
7.5.1合金元素和杂质元素在5×××系铝合金中的作用 147
7.5.2部分5×××系铝合金的力学性能 148
7.5.3部分5 × × ×系铝合金的工艺性能 149
7.5.4 5× × ×系铝合金的用途 150
7.6 6×××系铝合金 153
7.6.1合金元素、添加元素和杂质元素在6×××系合金中的作用 153
7.6.2 6× × ×系铝合金的部分性能 154
7.6.3部分6×××系铝合金的力学性能 155
7.6.4 6 × × ×系铝合金的工艺性能 158
7.6.5 6 × × ×系铝合金的用途 158
7.7 7× × ×系铝合金 161
7.7.1合金元素和杂质元素在7× × ×系铝合金中的作用 161
7.7.2部分7× × ×系铝合金的性能 163
7.7.3 7 × × ×系铝合金的工艺性能 168
7.7.4 7 × × ×系铝合金的用途 168
7.8 8× × ×系铝合金 170
7.9新型变形铝合金 172
7.10变型铝合金的选用 174
第8章 铝合金锻造的工艺技术基础 177
8.1铝及铝合金模锻件的尺寸偏差及加工余量 177
8.1.1铝及铝合金模锻件尺寸的分类 177
8.1.2铝及铝合金模锻件尺寸偏差的规定和使用 177
8.1.3铝及铝合金模锻件的单面加工余量 182
8.2一般工业用铝及铝合金锻件的技术标准 182
8.3铝合金的塑性变形 187
8.3.1基础理论 188
8.3.2流线设计与锻件质量 193
8.3.3铝合金的锻造成形 197
8.3.4铝合金的锻造变形特性 200
第9章 锻造及加热设备 210
9.1锯切设备 210
9.2磨光机和清洗机 210
9.3加热设备 211
9.4锻造成形设备 212
9.4.1螺旋压力机 212
9.4.2摩擦螺旋压力机 215
9.4.3热模锻压力机 222
9.4.4液压机 226
9.4.5制坯设备 237
9.5热处理设备 239
第10章 锻前准备与加热 241
10.1原材料的质量要求与检验 241
10.2锻料的准备 244
10.3加热 245
10.4加热炉的校验 251
10.4.1热处理炉的保温精度 251
10.4.2测定周期 251
10.4.3测试装置 251
10.4.4检测方法 253
第11章 锻造的基本知识与制坯 258
11.1锻造的目的 258
11.2锻造加工的分类 258
11.3锻造的基本知识 259
11.3.1最小阻力定律 259
11.3.2锻造工艺的基本工序 260
11.3.3自由锻造的基本工序 263
11.3.4自由锻造的工艺过程 265
11.4制坯 267
11.4.1挤压仿形型材 268
11.4.2铸造制坯 268
11.4.3自由锻造制坯 269
11.4.4辊锻制坯 270
11.4.5楔横轧制坯 305
11.4.6多工位模具制坯 313
11.5部分制坯实例 313
第12章 铝合金锻造的润滑和锻造模具用钢 316
12.1润滑 316
12.2锻造模具的常用材料 317
12.2.1热作模具用钢的性能要求 317
12.2.2常用热作模具钢的分类、牌号及含义 318
12.2.3热作模具用钢的热处理 319
12.3模块 321
12.3.1模块失效的初步分析 321
12.3.2模块坯料的技术要求 327
12.3.3模块的使用与保养 327
12.3.4模块的强韧化处理 328
第13章 汽车用铝合金控制臂的分类及其他锻件 330
13.1汽车用控制臂的分类 330
13.2控制臂在汽车上的部位和作用 334
第14章 铝合金锻造模具的设计通则 342
14.1模锻中影响金属充填模膛的因素 343
14.2模锻中金属材料的折叠 347
14.3锻造模具模膛设计概述 349
14.4模膛及相关结构要素 352
14.5操作性结构要素 362
14.6锻模模框的设计 369
14.7坯料弯曲模具的设计 371
14.8预锻模膛的设计 372
14.9终锻模具的设计 374
14.10掏料模具的设计 377
14.11切边模具与冲孔模具的设计 379
14.11.1切边模具的结构形式 379
14.11.2简单切边模具的结构设计 381
14.11.3冲孔模具的结构形式 399
14.11.4连续模具的设计 404
14.11.5复合模具的设计 404
14.12等温锻造与超塑性锻造模具的设计 410
14.13矫正模具的设计 411
第15章 螺旋压力机用锻模 414
15.1螺旋压力机的力能特性 414
15.1.1惯性螺旋压力机的力能关系 414
15.1.2高能螺旋压力机的力能关系 417
15.1.3力能特性曲线的应用 418
15.2模架设计 420
15.2.1模架的种类 420
15.2.2模架结构设计 422
15.2.3模框式模架设计应用实例 438
15.3模框的设计 447
15.3.1模框的设计要求 448
15.3.2调节式控锻模框 448
15.4模块的尺寸系列 452
15.4.1整体式锻模模块 452
15.4.2组合式锻模模块 453
15.5常用螺旋压力机的技术参数 455
15.6模膛及其相关结构要素的设计 456
15.6.1设计原则与技术要求 456
15.6.2开式锻模的设计 457
15.6.3闭式锻模的设计 461
15.6.4精密锻模的设计 462
15.6.5锻模主要尺寸公差及其他相关结构要素的设计 463
15.7部分摩擦压力机用锻模实例 465
15.7.1铝合金支架锻造模具 465
15.7.2扣件锻造模具 465
15.7.3车用控制臂锻造模具 469
15.7.4多曲形锻件成形模具 471
15.7.5叉形铝合金锻件成形模具 474
15.7.6下控制臂锻件成形模具 478
第16章 液压机用锻模 484
16.1水压机上模锻基础 485
16.1.1水压机上模锻件分类 485
16.1.2模锻工步的选择 485
16.1.3锻件图的制订 486
16.1.4设备吨位的确定 498
16.2模膛设计 498
16.2.1终锻模膛 498
16.2.2预锻模膛 500
16.2.3制坯模膛 502
16.3模具结构的设计 502
16.3.1导柱和锁扣 502
16.3.2钳口 504
16.3.3模膛的布局 505
16.3.4模膛壁厚的确定 506
16.3.5模块尺寸的确定 506
16.3.6顶出器 506
16.3.7模具的固定 507
16.3.8模块标准 509
16.4油压机上的模锻 510
16.4.1模块的安装 510
16.4.2 16000kN油压机所用模框的设计 511
16.5部分锻模设计 513
16.5.1三角支架锻模 513
16.5.2叶轮锻模 514
16.5.3汽车控制臂锻模 516
第17章 铝合金锻件的热处理及质量控制 520
17.1固溶淬火 520
17.1.1加热 520
17.1.2保温 521
17.1.3淬火 522
17.2时效强化 524
17.3部分锻铝合金的力学性能应用与热处理制度 527
17.3.1 2A14（LD10） 527
17.3.2 2A50（LD5） 528
17.3.3 2B50（LD6） 530
17.3.4 2A70（LD7） 531
17.3.5 2014 533
17.3.6 2214 535
17.3.7 2618A 536
17.3.8 4A11（LD11）、4032 538
17.3.9 6A02 （LD2） 539
17.3.10 6061（LD30） 542
17.3.11 6063 （LD31）、6063A 545
17.3.12 7050 547
第18章 铝合金锻件的质量控制 552
18.1锻件常见的主要缺陷 552
18.1.1原材料产生的缺陷 552
18.1.2锻造过程中产生的缺陷 552
18.1.3热处理过程中产生的缺陷 552
18.2锻件的质量控制 554
18.2.1源头质量控制 554
18.2.2加热设备的控制 554
18.2.3锻件质量控制要点 555
第19章 锻造数字模拟技术 556
19.1锻件开发中的设计 556
19.2部分锻件开发中的模拟应用实例 556
19.2.1弓形铝合金控制臂锻造模拟成形 556
19.2.2铝合金轴座锻造成形模拟 559
19.2.3铝合金转向节锻造模拟成形 562
19.2.4铝合金控制臂辊锻制坯及锻造模拟成形 564
附录 567
附录A变形铝及铝合金热处理（摘自YS/T 591—2006） 567
附录B轿车用高强度锻铝合金6A10化学成分与力学性能（摘自QC/T 756—2006） 580
附录C部分铝合金等温锻造工艺参数 581
附录D部分铝合金超塑性锻造工艺参数 581
附录E锻造生产的安全与环保（摘自GB 13318—2003） 581
附录F锻造加热炉能耗分等 586
附录G噪声标准（摘自GB 12348） 586
参考文献 587