鋁合金的基礎介紹
鋁合金具有低密度、比強度高、耐蝕性好等多項優點，
應用非常廣泛。
根據其成分和工藝性能可以分為鑄造鋁合金及變形鋁合金兩大種類。
今天要介紹的變形鋁合金，主要可用壓力加工方式加工為各種零部件。
鋁合金的特性
變形鋁合金按其使用性能及工藝性能分為防鏽鋁、硬鋁、超硬鋁和鍛鋁四類。
防鏽鋁的主要合金是錳和鎂，這類鋁合金屬於不能時效強化的鋁合金。
因鎂對鋁合金的耐蝕性損傷較小，並且有較好的合金強化效果，
故鋁合金鍛造多為防鏽鋁合金。
但因其過軟導致可加工性較差，一般多用於製作耐蝕及受力不大的零部件。
硬鋁主要含有少量的錳以及加入銅和鎂，
合金成分中的銅和鎂越高時合金強度就越高，但塑性和耐蝕性則下降。
由於時效硬化能力強(熱處理後最高可達500MPa)，
硬鋁鍛造多用來製作飛航機構中的承力部件。
超硬鋁經處理後室溫強度可超過600MPa，是強度最高的一種變形鋁合金，
缺點是可鍛性差、抗疲勞性能差、對應力集中敏感、有明顯的應力腐蝕傾向，
並且耐熱性也低於硬鋁。
鍛鋁有較豐富的合金元素種類，但每種的元素含量都較少，
因而有良好的熱塑性，是最普遍用於鍛造的鋁合金，
適合用於製作航空用；特別是形狀複雜的大型鍛件。
加入鐵和鎳時可以提高合金的使用溫度，稱為耐熱鍛造鋁合金。
合金種類 | 合金牌號 | 鍛造溫度/°C | 加熱溫度/°C | 保溫時間(min/mm) |
鍛鋁 | 6A02、2A50~90、2A14 | 360~480 | 460~480 | 1.5 |
硬鋁 | 2A01、2A02、2A11、2A12、2A16、2A17 | 360~470 | 460~470 | 1.5 |
超硬鋁 | 7A04、7A09 | 380~450 | 450 | 3.0 |
防鏽鋁 | 5A03、5A02、3A21、5A06 | 360~470 | 400~470 | 1.5 |
鋁合金鍛造成型原理
鋁合金鍛造與鋼材一樣；是利用鋁合金的可塑性，
借助外力(鍛壓機械的錘頭、砧塊、沖頭或透過模具對胚料施加壓力)的作用，
使其產生塑性變形以獲得所需形狀尺寸及一定組織性能的鍛件。
常用變形鋁合金在鍛造溫度下可鍛性會變得較差，可鍛性是衡量金屬材料透過塑性加工
獲得優質零件的難易程度之工藝性能。
大多數變形鋁合金都有較好的可鍛性，用以生產各種形狀和類別的鍛件。
鋁合金鍛造變形特點是磨擦係數大、流動速度慢和變形抗力較大。
例如中等強度和塑性的鍛鋁2A50，在鍛造溫度範圍內的塑性比碳素鋼低，
它需要比碳素鋼大30%的變形能量；且在鍛造溫度下有嚴重的黏膜傾向，
模具表面摩擦係數是鋼的三倍，流動速度約為鋼的一半。
由於鋁合金變形抗力隨溫度降低速度比碳素鋼和低合金鋼塊，模鍛溫度過高或較低時，
鋁合金鍛件極易產生缺陷。鋁合金在高於允許鍛造溫度範圍或保溫時間過長時易產生粗晶，
還容易產生過燒。反之過低時則容易產生裂紋、變形抗力增加等缺陷。
以上是關於鋁合金的一些簡單介紹，歡迎一同討論研究!
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