熔炼铸造篇 1
1 合金熔炼 1
1.1 挤压材合金的分类 1
1.2 熔炼时的加料顺序 1
1.2.1 加装废料 2
1.2.2 加装中间合金 2
1.2.3 注入高温电解铝液（或装入重熔铝锭） 3
1.2.4 铜的加入 3
1.2.5 锌的加入 4
1.2.6 铅的加入 4
1.2.7 镁的加入 6
1.3 合金熔炼炉内的精炼 6
1.3.1 炉子的分类和选择 7
1.3.2 合金熔体的精炼 7
1.4 合金静置炉内的精炼 9
1.5 合金的在线精炼 10
1.6 合金熔体的在线过滤 11
2 合金铸造时的晶体生长 13
2.1 几个基本概念 14
2.2 浓度场、分凝系数在结晶中的作用 15
2.3 在纯扩散条件下溶质边界层的形成和作用 16
2.4 对流条件下的溶质分凝边界层 18
2.5 固液界面的稳定性和组分过冷的关系 19
2.5.1 温度梯度的影响 19
2.5.2 浓度梯度的影响 20
2.5.3 界面能对界面稳定性的影响 20
2.6 组分过冷对结晶形态的影响 21
2.7 产生组分过冷的条件 22
2.8 界面稳定性动力学 24
2.9 干扰波长对界面稳定性的影响 25
2.10 不同因素对界面稳定性的影响 25
2.11 界面稳定性动力学理论与组分过冷的关系 26
3 组分过冷理论与铸造实践 27
3.1 铝合金铸造的特点 27
3.2 组分过冷区与结晶形核 28
3.3 温度梯度与冷却方式的关系 29
3.3.1 一次水冷与二次水冷对温度梯度的影响 30
3.3.2 铸件表面与结晶器内壁之间的气隙对温度梯度的影响 30
3.4 生产条件下对流对边界层的影响 31
3.5 动力学理论与生产实践 32
3.6 液穴深度的影响与工艺控制 33
4 铸造工艺与质量控制 35
4.1 变质处理 35
4.1.1 熔体变质机理 35
4.1.2 悬浮粒子的成核条件 35
4.1.3 界面失配与成核行为 36
4.1.4 界面结构的共格关系 37
4.1.5 半共格面的错合度 37
4.1.6 位错对界面能的影响 39
4.1.7 界面失配对成核行为的影响 40
4.1.8 不同形核方式的成核能比较 41
4.1.9 变质剂的选择和使用方法 43
4.2 铸造机类型简介 45
4.3 主要铸造工具 48
4.4 铸造工艺 51
4.4.1 铸造实心锭 51
4.4.2 单模铸造空心锭 51
4.4.3 同水平绝热多模铸造空心锭 52
4.5 铸造工艺参数的控制 54
4.6 铸造工艺示例 57
5 铸锭质量检验与分析 64
5.1 铸锭质量检验方法 64
5.2 铸锭主要质量缺陷分析 65
5.2.1 缺陷分类 65
5.2.2 主要缺陷分析 66
挤压篇 85
6 挤压加工的理论基础 85
6.1 挤压形式的分类 85
6.2 挤压金属流动特点 86
6.2.1 挤压阶段的划分及特点 86
6.2.2 反向挤压的金属流动 93
6.2.3 静液挤压 94
6.3 挤压力的实测与计算 95
6.3.1 挤压力实测及影响挤压力的因素 95
6.3.2 确定挤压力的解析法 95
6.3.3 挤压力公式中参数的确定 100
6.3.4 穿孔力及其计算 104
7 挤压过程控制 107
7.1 挤压过程中术语简介 107
7.1.1 比压 107
7.1.2 挤压系数 107
7.1.3 分流比 108
7.1.4 挤压速度与制品流出速度 108
7.1.5 挤压残料 108
7.1.6 几何废料与技术废品 109
7.2 挤压准备工作 109
7.2.1 铸锭准备 109
7.2.2 工、模具准备 114
7.2.3 铸块、挤压筒加热示例 122
7.3 挤压 123
7.3.1 正挤压与反挤压 123
7.3.2 固定针挤压与随动针挤压 134
7.3.3 挤压过程工艺控制 139
8 挤压质量检验与缺陷分析 147
8.1 质量检验 147
8.2 挤压制品主要缺陷分析 147
8.2.1 表面质量问题 147
8.2.2 尺寸不合格 150
8.2.3 组织缺陷 153
管材轧制与拉伸篇 157
9 管材轧制 157
9.1 管材轧制的基本方法 157
9.1.1 二辊周期式冷轧管法 157
9.1.2 多辊周期式冷轧管法 158
9.1.3 周期式冷轧管法的缺点及其改进方法 158
9.2 冷轧管的理论基础 159
9.2.1 金属的变形过程 159
9.2.2 压下量沿变形锥的分布 160
9.2.3 变形区内的应力状态 163
9.2.4 冷轧管时金属对轧辊压力的影响因素 164
9.2.5 金属对轧辊压力的计算 166
9.3 二辊冷轧管的孔型结构 167
9.3.1 孔型轧槽结构 167
9.3.2 轧槽底部和芯头结构 168
9.3.3 轧槽断面的结构尺寸 172
10 管材拉伸 174
10.1 管材拉伸的基本方法 174
10.2 空拉 174
10.2.1 管材空拉时的变形与应力 174
10.2.2 影响空拉时壁厚变化的因素 175
10.2.3 空拉时管材偏心的纠正 175
10.3 固定芯头拉伸 176
10.4 游动芯头拉伸 176
10.4.1 游动芯头的受力状态 177
10.4.2 游动芯头拉伸时的力学平衡条件 177
10.4.3 芯头在拉伸中的作用和影响 178
10.4.4 游动芯头与拉伸模具的匹配关系 181
11 管材生产工艺与质量控制 183
11.1 管材毛料的质量要求 183
11.1.1 表面质量 183
11.1.2 尺寸偏差 183
11.1.3 材料性能及加工前的准备 183
11.2 管材加工过程中的工艺控制 184
11.2.1 管材生产中的工艺润滑 184
11.2.2 压延管材工艺质量控制 185
11.3 拉伸管材的工艺控制 187
11.3.1 铝合金管材拉伸现状 187
11.3.2 拉伸工艺与质量控制 187
11.3.3 拉伸工艺示例 195
11.4 管材生产主要质量缺陷分析 195
11.4.1 飞边 195
11.4.2 压延棱子 195
11.4.3 孔型啃伤 196
11.4.4 波浪 196
11.4.5 裂纹 196
11.4.6 金属及非金属压入或压坑 198
11.4.7 擦、划伤 198
11.4.8 椭圆 199
11.4.9 跳车痕 199
11.4.10 表面粗糙 199
热处理与精整篇 201
12 退火 201
12.1 均匀化退火 201
12.2 再结晶退火 201
12.2.1 再结晶退火工艺在管、棒、型材中的分类与应用 202
12.2.2 再结晶退火工艺参数的制定 203
12.2.3 部分合金退火工艺制度示例 204
12.2.4 生产实践中再结晶退火存在的主要问题 205
12.2.5 解决组织均匀性的方法 205
13 淬火 207
13.1 淬火工艺简述 207
13.2 淬火工艺参数的确定 207
13.2.1 淬火与时效合金的特性 207
13.2.2 淬火加热温度的确定 208
13.2.3 淬火保温时间的确定 209
13.2.4 淬火冷却速度的确定 209
13.3 淬火过程中组织性能的变化 210
13.3.1 淬火过程中的组织变化 210
13.3.2 淬火过程中的尺寸变化 213
13.3.3 淬火过程中的性能变化 213
13.4 淬火工艺制度示例 213
14 时效 215
14.1 时效概念 215
14.2 时效强化相的脱溶 215
14.3 脱溶的一般序列 217
14.4 脱溶产物特征 218
14.4.1 原子偏聚区——G.P.区 218
14.4.2 过渡相 218
14.4.3 平衡相 219
14.5 连续脱溶组织 219
14.5.1 普遍脱溶 220
14.5.2 局部脱溶 220
14.6 时效过程中合金性能的变化 220
14.6.1 力学性能的变化 221
14.6.2 耐蚀性能的改变 222
14.7 时效工艺与控制 223
14.7.1 时效温度和时间与时效强化和脱溶相结构的关系 223
14.7.2 时效温度对材料强度的影响 224
14.7.3 时效工艺分类 224
14.8 热处理合金强化机制 225
14.8.1 Al-Cu-Mg系合金 226
14.8.2 Al-Mg-Si系和Al-Mg-Si-Cu系合金 227
14.8.3 Al-Zn-Mg系合金 228
14.9 时效工艺示例 229
15 精整 231
15.1 张力拉伸矫直 231
15.1.1 拉伸矫直的基本概念 231
15.1.2 拉伸率控制 232
15.1.3 拉伸工艺质量控制 233
15.2 辊式矫直 234
15.3 型材辊式矫正 235
15.3.1 辊式矫正的技术基础 235
15.3.2 型材辊式矫正方法示例 235
16 热处理及精整主要质量缺陷及分析 246
16.1 组织性能缺陷 246
16.1.1 过烧 246
16.1.2 晶粒粗大 249
16.1.3 粗晶环 249
16.1.4 力学性能不合格 250
16.1.5 裂纹 251
16.1.6 应力畸变 251
16.2 尺寸偏差 252
16.2.1 直径、壁厚超差 252
16.2.2 角度偏差 252
16.2.3 圆度 253
16.2.4 镰刀弯 253
16.3 表面质量缺陷 253
16.3.1 擦、划伤 253
16.3.2 磕碰伤 253
16.3.3 表面印痕、斑纹 254
16.3.4 油斑 254
参考文献 255