203鋁合金都含什麼元素

㈠ 鑄造鋁合金303牌號的發展

由於ZL203降低了Si的含量，流動性稍差，熱裂傾向較大，抗蝕性也比較差，但有較好的高溫強度和焊接及切削加工性能。適合鑄制工作溫度在250℃以下承受載荷不大的零件以及常溫下有較大載荷的零件，如儀表零件，曲軸箱體等。多用砂型鑄造和低壓鑄造。

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㈡ 鋁合金的用途（2000至3000字）

一、防銹鋁合金
防銹鋁合金包括鋁-鎂系和鋁-錳系合金以及工業純鋁。防銹鋁合金的牌號及化學成分見表6-2。
這類鋁合金的主要性能特點是具有優良的耐蝕性能，因而得名防銹鋁合金，簡稱為防銹鋁。此外，還具有良好的塑性與焊接性，適宜壓力加工和焊接。這類合金不能進行熱處理強化，力學性能比較低。為了提高其強度，可用冷加工方法使其強化。但由於防銹鋁的切削加工工藝性差，故適用製作焊接管道、容器、鉚釘以及其他冷變形零件。
1.鋁-鎂系合金
鋁-鎂系合金的化學成分中，鎂是合金的主要組成元素，此外，還加入少量錳、鈦等其他元素。
鎂含量對合金力學性能的影響是隨著鎂含量的增加，合金的強度、塑性亦相應提高。但是，當合金中的鎂含量超過5%Mg時，合金的抗應力腐蝕性能降低；當鎂含量超過7%時，合金的塑性降低，焊接性能也變壞。這可能是與鎂含量增加使合金在液態結晶時成分偏析傾向增大有關。由於合金不平衡結晶的結果，合金組織中出現脆性的β(Mg2Al3)相，而導致鋁-鎂合金性能變壞。實驗指出，在鎂含量較低的5A02和5A03合金中沒有發現β(Mg2Al3)相，隨著鎂含量的增加，在5A05中可以看到少量β(Mg2Al3)相，而在5A06 合金中，由於鎂含量增加，β(Mg2Al3)相的數量亦相應的增加。
鋁-鎂合金中加入少量（0.3%～0.8%）錳，不僅能改善合金的耐蝕性，而且還能提高合金的強度。少量的鈦或釩主要是起細化晶粒的作用，少量硅可以改善合金的焊接性能。
在鋁-鎂系防銹鋁中，鐵、銅和鋅等是有害的雜質元素，它們能使合金的耐蝕性能與工藝性能惡化，故其含量應嚴格控制。
在鋁-鎂合金中，鎂在固態鋁中雖然有較大的溶解度，且隨溫度變化亦比較大，但由於鋁-鎂合金淬火後，在時效過程中形成的過渡相β′與基體不發生共格關系，其時效強化效果甚微，故鋁-鎂系合金含7%以下的防銹鋁均不採用時效處理來提高強度。
為了提高鋁-鎂系防銹鋁的強度，可以採用冷加工硬化的方法使其強度提高。但是，含鎂高的鋁-鎂系防銹鋁在冷加工硬化後，隨著在室溫放置時間的增長，合金的強度、特別是屈服強度明顯下降，而延伸率顯著提高。而且，這種軟化現象隨著合金的鎂含量和變形度增加而表現得更明顯。為了防止高鎂防銹鋁冷加工後的軟化現象，冷變形後應進行穩定化處理，即加熱到150℃保溫3小時，使之在室溫下力學性能穩定化。
2.鋁-錳系防銹鋁
鋁-錳系防銹鋁中常見的合金牌號是3A21。錳是該合金的主要組成元素，錳含量在1.0%～1.6%范圍內的合金具有較高的強度，同時具有較高的塑性、焊接性以及優良的耐蝕性。當錳的含量超過1.6%時，由於形成大量的脆性化合物MnAl6，雖然強度有所提高，但合金的塑性顯著降低，壓力加工工藝性能變壞，故防銹鋁中錳含量一般不超過1.6%。
鐵和硅是合金中的主要雜質。鐵降低錳在鋁中的溶解度，並能溶於MnAl6中，形成（FeMn）Al6，這是硬而脆的難溶相。實踐證明，合金中含有少量鐵能細化合金組織，但鐵含量過高時，則由於形成大量的（FeMn）Al6相，而顯著降低合金的力學性能與工藝性能，降低鑄造性，故應嚴格控制其含量，一般控制在0.6%以下。
鋁-錳系防銹鋁因其時效強化效果不佳，故不採用時效處理。3A21合金製品的熱處理主要是退火。但3A21合金退火時，極易產生晶粒粗大，導致合金半製品在深沖或彎曲時表面粗糙或產生裂紋。為了保證獲得細晶粒的3A21合金製品，應提高退火時的加熱速度，或在合金中加入少量鈦的同時，加入0.4%鐵來細化合金組織。或者將鑄錠在600～620℃進行均勻化退火，消除錳在晶內和晶間的嚴重偏析。從而獲得均勻細小的晶粒，以改善壓力加工工藝性能。
二、硬鋁合金
鋁-銅-鎂系合金是使用較早，用途很廣的鋁合金。它有強烈的時效強化作用，經時效處理後具有很高的硬度、強度，故鋁-銅-鎂系合金總稱為硬鋁合金。此外，這類合金還具有優良的加工工藝性能，可以加工成板、棒、管、線、型材及鍛件等半成品，廣泛應用在國民經濟和國防建設中。
硬鋁合金的主要合金元素是銅、鎂，此外還含有錳和一些雜質元素鐵、硅、鎳、鋅等。硬鋁合金的牌號及化學成分見表6-2。
不同牌號的硬鋁合金具有不同的化學成分，其性能特點亦不同。含銅、鎂量低的硬鋁強度較低而塑性高；含銅、鎂量較高的硬鋁則強度高而塑性較低。硬鋁合金的成分與力學性能的關系，是由合金中形成的強化相所決定的。硬鋁合金中銅與鎂比值不同，形成的強化相亦不同，其強化相與強化效果亦不同。鎂含量低時，形成的主要強化相是θ相(CuAl2)，當鎂量增加時，θ相減少，而形成強化效果比θ相更大的、並具有一定耐熱性的S(Al2CuMg)相。進一步增加鎂含量，則相繼形成強化效果較差的T(Al6CuMg4)相與β(Al3Mg2)相。當銅與鎂的比值一定時，銅和鎂總量愈高，強化相數量愈多，強化效果愈大。
在硬鋁合金中除主要元素銅和鎂外，還加入一定量的錳。錳能改善硬鋁的耐蝕性，細化合金組織，淬火是錳溶於固溶體起固溶強化作用，使淬火硬鋁的強度提高30~70MPa。但含錳量過高時塑性顯著降低，因此，硬鋁合金中的錳含量控制在0.3%～1.0%。此外，錳還能提高硬鋁的耐熱性能和削弱雜質鐵的有害作用。硬鋁合金中的錳含量控制在0.3%～1.0%。
鐵是硬鋁中的有害元素，它不僅能與鋁形成金屬間化合物FeAl3，降低合金的塑性與耐蝕性能，而且還能奪取合金中的銅形成Cu2FeAl7難溶化合物，減少強化相θ和S的數量，降低時效強化效果。此外，鐵還能與硅、錳等元素形成粗大的脆性化合物，使工藝性能變差。因此，在硬鋁合金中鐵含量一般都控制在0.5%以下。
硅在硬鋁中亦是以雜質存在。當合金中鐵含量較低時，硅與鎂優先形成Mg2Si化合物，消耗一部分鎂，使強化相S(Al2CuMg)相減少。從而降低硬鋁的自然時效強化效果。硅對硬鋁的塑性沒有太大的影響，相反當合金中有鐵存在時，硅與鐵形成Fe2SiAl2相，可以減少由於形成粗大片狀的(FeMn)Al2相的是有害元素，作用。在硬鋁中硅的含量一般控制在0.5%～0.7%。
鎳在硬鋁合金中亦是有害雜質。鎳能與銅形成AlCuNi難溶化合物，從而減少了強化相θ(CuAl2)、S(Al2CuMg)相的數量，使硬鋁的時效強化效果降低，因此鎳含量應限制在0.1%以下。
鋅在硬鋁中以雜質存在，它對硬鋁的室溫力學性能沒有影響，但降低硬鋁的熱硬性，並增加焊接時形成裂紋的傾向，也需嚴加控制。
硬鋁合金按其合金元素含量及性能不同，可分為三種類型：即低強度硬鋁，如2A01、2A03、2A10等合金；中強度硬鋁如2A11 等合金；高強度硬鋁，如2A12等合金。
1.低強度硬鋁
這類硬鋁合金鎂含量較低（2A10）或含銅、鎂量都比較低（2A01）。其主要強化相是θ(CuAl2)相，所以時效強化效果較小，強度比較低，具有較高的塑性，而且時效硬化速度比較緩慢。時效強化後具有較高的剪切抗力，適宜作鉚接材料。
2.中強度硬鋁
中強度硬鋁亦稱標准硬鋁。這類合金的銅、鎂含量都比較高。它在圖6-9中（如2A11合金）處於α(Al)+θ(CuAl2)+S(Al2CuMg)相區左側，主要強化相亦是θ(CuAl2)相，其次是S(Al2CuMg)相。但銅和鎂總量較高，鎂量較低，因此具有較高的強度和較好的塑性。退火後工藝性能良好，可進行冷彎、沖壓等工藝過程焊接性能良好，耐蝕性中等。被切削加工性在退火狀態比較差，但時效硬化狀態被切削加工性良好。主要用作中等載荷的結構零件。
3.高強度硬鋁
為了提高硬鋁合金的強度和屈服極限，在中強度硬鋁的基礎上，同時提高銅和鎂的含量或單獨提高鎂的含量而形成高強度硬鋁。，如2A12合金。它在圖6-9中處於α(Al)+θ(CuAl2)+S(Al2CuMg)相區的右側。其主要強化相是S(Al2CuMg)相，其次是θ(CuAl2)相。由於S相的自然時效強化效果比θ相強，故2A12合金具有比2A11更高的強度和屈服極限以及良好的耐熱性，但塑性和某些工藝性能較差些。2A12合金是工業中應用最廣泛的一種高強度硬鋁合金。
硬鋁合金的耐蝕性比防銹鋁要差的多，特別是在海水中的耐蝕性更差。所以凡需要在腐蝕環境中工作的硬鋁合金零件，其表面都要包一層高純度鋁，以提高其抗蝕能力，但是，包鋁的硬鋁材料熱處理後的力學性能要比未包鋁的低些。
硬鋁淬火加熱的過燒敏感性很大，為獲得最大固溶度的過飽和固溶體，2A12合金最理想的淬火溫度為500±3℃，但實際生產條件下很難辦到，所以2A12合金常用的淬火溫度為495～500℃。
硬鋁合金淬火加人工時效狀態比淬火加自然時效具有更大的晶間腐蝕傾向，所以除高溫工作的構件外，一般採用自然時效。2A12合金淬火後自然時效與力學性能的關系。
淬火冷卻速度對硬鋁合金的強度及耐蝕性都有強烈的影響。當淬火冷卻速度低時，由於淬火過程中強化相，如θ(CuAl2)相沿晶界大量析出，而降低自然時效強化效果和增大晶間腐蝕傾向。因此硬鋁合金淬火時，在保證不變形開裂的前提下，冷卻速度愈快愈好。對於2A11和2A12合金，淬火冷卻速度分別不小於20℃/s和14℃/s，通常採用清水作淬火介質。
三、超硬鋁合金
鋁-鋅-鎂-銅系合金是目前室溫強度最高的一類鋁合金，其強度達500～700 MPa，超過高強度的硬鋁2A12合金（400～430 MPa），故稱為超硬鋁合金。超硬鋁合金的牌號及化學成分見表6-2。超硬鋁合金中，主要合金元素是鋅、鎂、銅，有時還加入少量錳、鉻、鈦等元素。
鋅和鎂是合金的主要強化元素，在合金中形成強化相η（MgZn2）和T(Al2Mg3Zn3)相，它們在鋁中都有很大的溶解度變化，具有顯著的時效強化效果。但含鋅、鎂量過高時，雖然合金強度很高，但塑性和抗應力腐蝕性能降低。
在合金中加入一定量銅，可以改善超硬鋁的抗應力腐蝕性能，同時銅還能形成θ(CuAl2)和S(Al2CuMg)相起補充強化作用，提高合金強度。但銅含量超過3%時，合金的耐蝕性反而降低，故超硬鋁合金中的銅含量應控制在3%以下。
在超硬鋁中加入錳和鉻可以提高合金在淬火狀態下的強度和人工時效強化效果，同時改善合金的抗應力腐蝕性能。
鐵和硅都是有害雜質，。鐵與錳形成難溶的復雜化合物相，降低合金的力學性能，並使鉚接性能變差。硅在合金中奪取鎂形成Mg2Si相，使合金中主要強化相η（MgZn2）和T(Al2Mg3Zn2)相的數量減少，降低時效強化效果。鐵和硅同時存在時，對超硬鋁合金的性能影響比單獨存在時要小。如鐵和硅的含量均低於0.5%。時，實際上對合金的力學性能沒有影響。
7A04合金的主要強化相是η相和T相，其次為S相，若在7A04合金的基礎上稍提高鋅、鎂、銅含量，如7A06合金的組織中，η相與T相數量增多，而S相減少，則合金具有更強烈的時效強化效果，故7A06比7A04合金熱處理後具有更高的強度，Rm可達600～700 MPa。
超硬鋁和硬鋁比較，淬火溫度范圍比較寬。對於6%Zn和含3%Mg以下的合金，淬火溫度為450～480℃。但淬火溫度不宜超過480℃，否則會降低合金的耐蝕性能。合金淬火時應盡量縮短淬火轉移時間，以防止含銅相析出，降低合金時效效果。
超硬鋁熱處理與硬鋁不同，超硬鋁自然時效的時間很長，要經50～60天才能達到最大強化效果；此外自然時效的超硬鋁比人工時效的具有更大的應力腐蝕傾向，因此超硬鋁均採用人工時效處理。為了進一步提高合金的抗應力腐蝕性能，可採用分級人工時效，即在120℃時效6小時，然後再在160℃時效3小時，以進一步消除內應力。
超硬鋁若退火後空冷，有淬火效應。因此，退火冷卻速度不易過快,一般不大於30℃/h，爐冷至150℃出爐空冷。
超硬鋁合金的主要缺點是耐蝕性差。為了提高合金的耐蝕性能，一般板材表麵包含有1%Zn的包鋁層。此外，超硬鋁的室溫強度雖比硬鋁高得多，但耐熱強度不如硬鋁，當溫度升高時，超硬鋁合金中固溶體迅速分解，強化相聚集長大，而使得強度急劇降低。故超硬鋁合金不宜在120～130℃溫度以上工作。超硬鋁主要用作受力較大的結構零件。
四、鍛鋁合金
鋁-鎂-硅-銅系合金具有優良的鍛造工藝性能，主要用作製造外形復雜的鍛件，故稱為鍛鋁合金。鍛鋁合金的牌號及化學成分見表6-2。
鍛鋁合金是在鋁-鎂-硅系合金的基礎上發展起來的。鋁中加入鎂和硅能形成Mg2Si化合物，它在鋁中有較大的固溶度，且隨溫度降低而急劇減小。當Mg2Si相從過飽和固溶體中析出時引起晶格嚴重崎變，故Mg2Si相是一個極有效的強化相。但是，Mg2Si相具有一定的自然時效強化傾向，若淬火後不立即時效處理，則會降低人工時效強化效果。為了彌補這種強度損失，在鋁-鎂-硅系中同時加入銅和少量錳。
在鋁-鎂-硅-銅系中，錳的主要作用不僅是阻止在結晶退火時晶粒粗大，而且還能提高合金的淬火溫度上限，從而提高合金在淬火態的強度。加入銅，可顯著地改善熱加工塑性和提高熱處理強化效果，並且還能抑制擠壓效應，降低因加入錳而引起的各向異性。
鋁-鎂-硅-銅系鍛鋁合金的相組成主要是a、Mg2Si、W(Cu4Mg5Si4Alx)相，當合金中銅含量較高時，亦有θ（CuSi2）和S(Al2CuMg)相。
鍛鋁合金的熱處理由於共同的強化相Mg2Si和W(Cu4Mg5Si4Alx)相在室溫下析出緩慢，所以在自然時效時很難達到最大的強化效果，必須採用人工時效。
鍛鋁合金熱處理的共同缺點是淬火後在室溫下的停留時間不宜過長，否則顯著降低人工時效強化效果。而且停留時間愈長，人工時效強化效果愈差。因此，鍛鋁合金淬火後應立即進行時效處理。
鑄造鋁合金
鑄造鋁合金除要求具備一定的使用性能外，還要求具有優良的鑄造工藝性能。成分處於共晶點的合金具有最佳鑄造性能，但由於此時合金組織中出現大量硬脆的化合物，使合金的脆性急劇增大。因此，實際使用的鑄造合金並非都是共晶合金，它與變形鋁合金相比較只是合金元素含量高一些。
鑄造鋁合金的牌號按著GB/T8063-1994標准，用「ZAl＋主加元素符號和百分比含量＋輔加元素符號和百分比含量＋輔加元素符號和百分比含量……」表示。
鑄造鋁合金的代號用「鑄造」二字的漢語拼音第一個大寫字母「ZL」加三位數字表示。第一位數表示合金系別：1表示為鋁硅系合金；2表示為鋁銅系合金；3表示為鋁鎂系合金；4表示為鋁鋅系合金；如ZL110表示10號鋁硅系合鑄造鋁合金，一、鋁-硅鑄造合金
鋁-硅合金具有極好的流動性，鑄造收縮性和線膨脹系數小，優良的焊接性、耐蝕性以及足夠的力學性能。但合金的緻密度較小，適宜製造緻密度要求不太高的、形狀復雜的鑄件。
在簡單的二元鋁-硅合金中，加入某些強化元素後組成的多元鋁-硅合金稱為特殊鋁-硅合金。
1.簡單的鋁-硅合金
簡單的二元鋁-硅合金（ZL102）是硅含量11%～13%的合金。鑄造後的組織為粗大的針狀硅與鋁基固溶體組成的共晶體和少量的板塊狀初晶硅。由於組織中粗大的針狀共晶硅的存在，合金的力學性能不高，抗拉強度Rm不超過140 MPa，延伸率A不小於3%。
若澆注前在熔融合金中加入2%～3%的變質劑，進行變質處理，則可以細化組織。常用的變質劑為2/3NaF+1/3 NaCl或25% NaF+62.5%NaCl+12%KCl混合物，經攪拌均勻後澆入鑄型。
經變質處理後的ZL02合金的抗拉強度Rm達180MPa，延伸率A可達8%。鋁-硅合金變質處理雖能細化組織，改善力學性能，但由於變質劑鈉易與熔融合金中的氣體起反應，使變質處理後的鋁合金鑄件產生氣孔（亦稱針孔）等鑄造缺陷，為了消除這種鑄造缺陷，澆注前必須進行精煉脫氣，致使鑄造工藝復雜化。故目前對於硅含量小於7%～8%的合金一般都不進行變質處理。
簡單的鋁-硅合金經變質處理後，可以提高力學性能。但由於硅在鋁中的固溶度變化不大，且硅在鋁中的擴散速度很快，極易從固溶體中析出，並聚集長大，時效處理時不能起強化作用，故簡單鋁-硅合金的強度不高。為了進一步提高鋁-硅合金的力學性能，常加入銅、鎂等合金元素，形成時效強化相，並通過熱處理強化，進一步提高力學性能，以擴大其應用范圍。
2.含鎂特殊鋁-硅合金
若在鋁-硅合金中加入適量的鎂，能形成Mg2Si相，它在α固溶體中的固溶度隨溫度降低而顯著減小。在固溶處理時能全部溶入α固溶體，經時效處理能產生顯著的強化效果。但鎂的加入量過高時，固溶處理後尚有一部分未溶解的過剩相Mg2Si存在，使合金變脆。
常用的特殊鋁-硅合金有ZLl04、ZLl01等合金。例如，ZL104合金的成份標於圖中所示位置，在室溫時的平衡組織為α固溶體與(α+ Si)二元共晶體以及自α固溶體中析出的Mg2Si相。熱處理後的抗拉強度Rm達240 MPa，延伸率為3.6%。鑄造、焊接、耐蝕性能等均較高。
3.含銅特殊鋁-硅合金
在鋁-硅合金中加入銅能形成θ (CuAl2)強化相，通過熱處理能進一步提高合金強度。常用的含銅特殊鋁-硅合金有ZL107合金， ZL107經熱處理後抗拉強度達260MP，延伸率為3%。
4.含銅、鎂特殊鋁-硅合金
鋁-硅合金中同時加銅、鎂形成的多元合金。．其組織中除Mg2Si、CuAl2等相外，還有Al2CuMg、W（AlxCu4Mg5Si）等強化相。常用的合金有ZL103、ZL105、ZL110等合金。多元特殊鋁-硅合金，因其熱處理後具有更高的力學性能，故可用作受力較大的內燃機零件，如缸體、缸蓋、曲軸箱等。
二、鋁-銅鑄造合金
鋁-銅鑄造合金的最大特點是耐熱性高，是所有鑄造鋁合金中最高的一類合金。其高溫強度隨銅含量的增加而提高，而合金的收縮率和形成裂紋的傾向則減小。但由於銅含量增加，使合金的脆性增加，故鑄造鋁台金的銅含量一般不超過14%。鋁-銅合金的最大缺點是耐蝕性差，且隨銅含量的增加耐蝕性降低。
銅含量不同，鋁-銅鑄造合金的性能特點不同，其用途並不一樣。銅含量4%～5%的合金熱處理強化效果最好，具有高的強度和塑性，但鑄造性能較差。例如ZL203合金適宜製造形狀比較簡單強度要求較高的鑄件。中等銅含量(8%～10%左右）的合金熱處理強化效果較差，但鑄造性能較好，例如ZL202合金適宜鑄造形狀復雜，但強度和塑性要求不太高的大型鑄件。銅含量高的合金具有高的耐熱性能和優良的鑄造性能。適宜鑄造形狀復雜和在高溫工作的鑄件，如汽車、摩托車發動機的活塞等。
三、鋁-鎂鑄造合金
鋁-鎂鑄造合金是密度最小（2.55)、耐蝕性最好、強度最高（抗拉強度可達350MP)的鑄造鋁合金。但由於結晶溫度范圍寬，故流動性差，形成疏鬆傾向大，其鑄造性能不如鋁-硅合金好，且熔化澆鑄過程中易形成氧化夾渣，使鑄造工藝復雜化。此外，由於合金的熔點較低，故熱強度較低，工作溫度不超過200℃。
常用的鋁-鎂鑄造合金有ZL301、ZL302合金。ZL301合金由α固溶體及其析出的Mg5Al8相所組成。由於鋁-鎂合金時效處理過程中不經歷GP區階段，而直接析出Mg5Al8相，故時效強化效果較差，且強烈降低合金的耐蝕性和塑性。因此ZL301合金常以淬火狀態使用。ZL301合金經固溶處理後抗拉強度Rm達350MPa，延伸率達10%。鋁-鎂鑄造合金常用做製造承受沖擊、振動載荷和耐海水或大氣腐蝕、外形較簡單的重要零件和接頭等。
四、鋁-鋅鑄造合金
鋅在鋁中的溶解度很大，極限溶解度為32%。鋁中加入10%以上的鋅能顯著提高合金的強度，故鋁鋅鑄造合金具有較高的強度，是最便宜的一種鑄造鋁合金，其主要缺點是耐蝕性差。
常用的鋁-鋅鑄造合金是ZL401合金。由於這種合金含有較高(6.0%～8.0%）的硅，又稱含鋅特殊鋁-硅合金。在合金中加入適量的錳、鐵和鎂，可以顯著提高合金的耐熱性能。主要用於製作工作溫度不超過200℃，結構形狀復雜的汽車、飛機零件、醫療機械和儀器零件等。
五、鑄造鋁合金的熱處理特點及代號
鑄造鋁合金中除了鋁-硅合金ZL102、鋁-鎂合金ZL302外，所有其他合金均能熱處理強化。
鑄造鋁合金與變形鋁合金比較，其組織粗大，有嚴重的晶內偏析和粗大的針狀化合物。此外，鑄件的形狀亦比較復雜。因此，鑄造鋁合金的熱處理除了具有一般變形鋁合金的熱處理特性外，淬火加熱溫度一般比較高，保溫時間比較長，一般均在15～20小時左右。其次，由於鑄件的形狀比較復雜，壁厚不均勻，為了防止淬火時引起變形開裂，一般採用溫度較高（60～100℃）的水作淬火冷卻介質。此外，為了保證鑄件的耐蝕性以及組織與性能和尺寸穩定性，凡是需要時效處理的鑄件，一般都採用人工時效。
鑄造鋁合金的熱處理可根據鑄件的工作條件和性能要求，選擇不同的熱處理方法。能力知識點6 耐熱鋁合金
一、耐熱鋁合金的合金化
耐熱鋁合金的合金化與耐熱鋼相類似，主要也是通過固溶強化、過剩相強化和晶界強化等幾方面來提高其熱強性的。
1.固溶強化
耐熱鋁合金的固溶強化，要求加入的合金元素與形成的固溶體具有高的熱強性，而不顯著降低合金的熔點，以保證合金具有較高的再結晶溫度。其次，加入的合金元素要能增大原子間的結合力，減慢原子的擴散過程和固溶體分解速度。耐熱鋁合金通常採用多種合金元素進行合金化。這些合金元素加入後一般降低合金的熔點很少。它們多數是一些熔點比鋁高的過渡族元素，常用的合金元素有錳、鐵，銅、鋰以及稀士元素等。
2.過剩相強化
耐熱鋁合金大多是多相合金，一定數量的耐熱性能好的過剩相是耐熱鋁合金不可缺少的，熔點高的、成分和結構復雜、並在高溫下與共存的固溶體互相作用微弱的過剩相，具有高的熱穩定性。鋁合金中熱穩定性好的過剩相有A12CuMg(S)、AI6Cu3Ni(T),、Al.xCu,4Mg5Si4(W)、AI2FeSi等。
3.晶界強化
在鋁合金中加入鈦、鋯和稀土元素等都能有效地強化晶界。特別是稀土元素能與鋁中的多種雜質元素起作用，清除晶界處的雜質、達到凈化晶界與提高晶界抗蠕變的目的，從而顯著地提高鋁合金的耐熱性能。
二、耐熱鋁合金牌號
耐熱鋁合金根據加工工藝特點不同可分為耐熱變形鋁合金和耐熱鑄造鋁合金。常用耐熱變形鋁合金牌號有：2A02、2A16、2A17、2A70、2A80、2A90等；常用耐熱鑄造鋁合金牌號有：ZL110、ZL108、ZL109等，1.耐熱變形鋁合金
1）．耐熱硬鋁合金
耐熱硬鋁合金為鋁-銅-錳系合金，常用的有2A02、2A16、2A17合金。銅和錳是這類合金的重要組成元素。銅含量為6.0%～6.5%的合金具有高的再結晶溫度，因此耐熱性能高；同時銅的加入能形成CuAl2強化相，通過人工時效可使合金強化。錳在鋁中的擴散系數小，並降低銅在鋁中的擴散速度，減慢α固溶體的分解和減小強化相在高溫下聚集長大傾向，是保證合金耐熱性的主要元素。合金的錳含量在0.4%～0.5%時，能形成細小彌散的T (CuMn2Al12）相，提高合金的耐熱性。但錳含量超過1.2%時，由於T相數量增多，相界面增加，加速了擴散過程，使合金耐熱性降低。因此，在耐熱硬鋁合金的錳含量應控制在0.4%～0.8%。
合金中加入少量鈦能細化組織且提高合金的再結晶溫度，因而提高合金的耐熱性。但鈦含量超過0.2%時，反而使合金耐熱性降低，故鈦含量應控制在0.1%～0 .2%。
2A17合金是在2A16 的基礎上加入0.25%～0.45% Mg的合金。鎂能提高合金的室溫強度，有利於提高合金在150～250℃下的耐熱性能，但它使合金的焊接性能變壞，故應控制在0.5%以下。
耐熱硬鋁主要用於製作擠壓和模鍛的半製品，製造在200～300℃下工作的零件，如壓縮機葉片盤或加工成板材用作常溫和高溫下工作的焊接容器。
2）.耐熱鍛鋁合金
耐熱鍛鋁合金屬於鋁-銅-鎂-鐵-鎳系合金，鋁-銅-鎂-鐵-鎳系合金屬於耐熱鍛鋁合金，常用的牌號是2A70,2A80、2A90合金。這類合金中的主要耐熱相為S(A12CuMg)相，因此，合金中應力求使S(A12CuMg)相的數置達到極限值。為此，合金中應相對地降低銅含量，而適當提高鎂含量，以保證獲得最大數量的S(A12CuMg)相，從而獲得優良的耐熱性能。
鐵和鎳按1:1的比例同時加入合金時，能形成FeNiAl9，對提高合金的耐熱性有良好的作用。但合金中單獨加入鐵或鎳時，都使合金的耐熱性降低。
耐熱鍛鋁合金除了具有較好的耐熱性外，還具有小的熱膨脹系數，良好的導熱性以及加工工藝性能。可加工成各種棒材、鍛件以及製作在150～225℃下工作的結構零件。
2.耐熱鑄造鋁合金
活塞是發動機中傳遞能量的一個重要零件，它在工作時承受高溫、高壓、並高速地往復運動。因此，作為活塞材料，除了要求密度小、導熱性好外，還要求具備優良的耐熱性和耐磨性以及良好的加工工藝性。活塞鋁合金是典型的耐熱鑄造鋁合金。它是在二元鋁-硅合金ZL102的基礎上，分別加入一定量的銅、鎂、鎳、錳及稀土元素等，組成的多元鋁-硅鑄造合金。其中鋁-硅-銅-鎂系的ZL110和ZL108以及鋁-硅-銅-鎂-鎳系的ZL109合金，是最常用的耐熱鑄造鋁合金，主要用於製造活塞。
鋁-硅合金中加入銅和鎂能形成CuAI2和Mg2Si以及W(AI5Mg5Cu4Si4）相，起強化作用，但鎂量過高會出現粗大的過剩相Mg2Si，使合金變脆，並使合金的吸氣性增加。錳能提高合金的耐熱性。它在固溶體中的擴散系數很小，當合金凝固時錳被保留在固溶體中，起固溶強化作用，提高了固溶體在高溫下的穩定性，從而提高合金的耐熱性。錳還能形成具有高溫硬度的T(CuMn2Al12)相，顯著提高合金的熱硬性。鎳在合金中能形成具有熱硬性的AI3Ni或〔CuNi）2AI3相，提高合金的熱強度。在ZL109合金組織中主是α, Si, Mg2Si, AI3Ni等相。
耐熱鋁合金的熱處理必須保證在工作溫度下具有高的組織與性能穩定性。因此，耐熱鋁合金固溶處理後，均採用人工時效處理。

㈢ 各型號鋁合金的導熱系數

各型號鋁合金的導熱系數：

1、鋁合金1070的導熱率：1070 236W/(m*k）25攝氏度時。

2、鋁合金1050的導熱率1050A 231W/(m*k）20攝氏度時。

3、鋁合金1060的導熱率1060 234W/(m*k）25攝氏度時。

導熱系數：是指在穩定傳熱條件下，1m厚的材料，兩側表面的溫差為1度（K，℃），在1秒內（1s），通過1平方米面積傳遞的熱量，單位為瓦/米·度 （W/(m·K)，此處為K可用℃代替）。

導熱系數僅針對存在導熱的傳熱形式，當存在其他形式的熱傳遞形式時，如輻射、對流和傳質等多種傳熱形式時的復合傳熱關系，該性質通常被稱為表觀導熱系數、顯性導熱系數或有效導熱系數（thermal transmissivity of material）。

導熱系數是針對均質材料而言的，實際情況下，還存在有多孔、多層、多結構、各向異性材料，此種材料獲得的導熱系數實際上是一種綜合導熱性能的表現，也稱之為平均導熱系數。

(3)203鋁合金都含什麼元素擴展閱讀：

1、不同物質導熱系數各不相同；相同物質的導熱系數與其的結構、密度、濕度、溫度、壓力等因素有關。同一物質的含水率低、溫度較低時，導熱系數較小。

2、固體的熱導率比液體的大，而液體的又要比氣體的大。這種差異很大程度上是由於這兩種狀態分子間距不同所導致。現在工程計算上用的系數值都是由專門試驗測定出來的。

3、隨著溫度的升高或含濕量的增大，所測5種典型建築材料的導熱系數都呈增大的趨勢。下面從微觀機理上對此加以分析。對多孔材料而言，當其受潮後，液態水會替代微孔中原有的空氣。

4、在常溫常壓下，液態水的導熱系數（約為0.59W/（m·K））遠大於空氣的導熱系數（約為0.026W/（m·K）），因此，含濕材料的導熱系數會大於乾燥材料的導熱系數，且含濕量越高，導熱系數也越大。

㈣ 高壓鍋買鋁合金還是不銹鋼的

高壓復鍋過去一直是鋁合金鍋制，因為鋁傳熱快份量輕。現在有了不銹鋼的，降低了厚度傳熱更好，只是價格較高。同時，28厘米以上仍然只有鋁合金鍋。
鋁制高壓鍋，可以長時間盛放米飯等不酸、不鹼、不鹹的食物（但不提倡）。但耐酸、耐鹼、耐鹽性能不太好，所以，平常最好是不要長時間盛放食物。
不銹鋼的高壓鍋，比鋁制的重而光亮，也比較耐酸鹼和鹽，只是不銹鋼也有好壞，340型的耐酸鹼性較差，304型的不銹鋼居中，316和316L型的很耐酸鹼鹽。所以如果你知道所購的是316L製成的不銹鋼高壓鍋的話，完全可以長時間盛放任何食物，如果不清楚不銹鋼型號的話，不要長時間盛放任何食物
高壓鍋主要用來高壓蒸煮，使食物更快熟易爛。盛放食物最好的容器是陶瓷類產品！所以，選用哪種材質的哪種外形的，完全由個人喜好來決定。

㈤ 汽車什麼地方要用到鋁合金

活塞及活塞環要用到鋁合金
活塞及活塞環位於發動機的心臟，其工作質量的優劣直接影響發動機的性?。現代發動機的活塞多採用鋁合金作材料。其主要優點是質量輕二導熱性能好。活塞與活塞環是一對摩擦。為使其工作性能達到最佳化，在選用原材料和工作面的塗覆材料方面，首先應考慮兩者間的匹配性。如：活塞環端面進行化學鈍化處理，則活塞應選用AEB5型共晶鋁(5%的Cu含量)作材料，且對活塞環槽進行磷化處理。隨著發動機功率的不斷提高和活塞工作壽命的不斷延長，普通的鋁合金活塞難以滿足要求，許多性能更好的新材料應用於活塞中。鋁基復合材料的性能已達到使用的最好材料Ni-resist，鑄鐵的水平，而製成活塞和活塞環後質量大大減輕，與普通鋁合金材料相比其高溫強度和抗熱疲勞性能明顯提高，並具有較低的線膨脹系數。可提高活塞使用壽命，降低油耗和廢氣排放量，提高發動機功率。日本豐田汽車公司的發動機巳廣泛採用這種材料，美國公司還研製出用以製作汽車發動機括塞的發泡石墨。這種材料具有比鋁高4倍，比銅高5倍的傳熱系數，以及相對密度低、質量輕、製取成本不高等特點，既可減小質量40%(與金屑制材相比)，又可散熱製冷，可有效地增加發動機輸出功率，改進工作效率。
活塞環是易損件，在工作中與缸套摩擦劇烈，其摩擦損失，占發動機總摩擦損失的60%-70%，因此減輕摩擦和降低磨損是提高效率、延長壽命的重要途徑。研究表明，在活塞環(尤其是壓縮環)工作面上塗覆一層耐磨微小顆粒物質可提高其耐磨性能和載荷能力。例如；對柴油機壓縮環施以鉻和陶瓷塗層(AI203的含量為2%-6%)，其耐磨強度較普通環提高0.5-1.5倍。有了這種塗層，活塞環的工作面將永久存留一層潤滑油膜。