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1.1 工业纯铝1

1.1.1 纯铝的一般特性1

第1章 铝及铝合金基础知识1

1.1.2 纯铝的性能2

1.1.3 纯铝的牌号及化学成分3

1.2 铝及铝合金的力学、热学、电学的量的符号和含义5

1.3 铝合金的分类及组织特点8

1.3.1 铸造铝合金9

1.3.2 变形铝合金9

1.4 铝的合金化与强化方法10

1.4.1 固溶强化11

1.4.2 时效强化11

1.4.3 过剩相强化11

1.5.1 铜元素12

1.5.2 硅元素12

1.4.4 细化组织强化及变质处理12

1.5 铝中合金元素和杂质对性能的影响12

1.4.5 冷变形强化12

1.5.3 镁元素13

1.5.4 锰元素14

1.5.5 锌元素15

1.5.6 微量元素和杂质的影响15

参考文献17

第2章 铝合金的牌号与成分18

2.1 变形铝合金的国内外编号方法18

2.1.1 各国标准代号及学会与协会代号18

2.1.2 变形铝合金的编号方法及状态代号22

2.2.4 澳大利亚（ADC）中变形铝及铝合金的化学成分40

2.2.3 日本标准（JIS）中变形铝及铝合金的化学成分40

2.2.5 德国标准（DIN）中变形铝及铝合金的化学成分40

2.2.6 意大利标准（UNI）中变形铝合金的化学成分40

2.2.2 美国标准（ANSI）和ISO中变形铝合金的化学成分40

2.2.1 中国标准（GB/T）中变形铝合金的化学成分40

2.2 变形铝合金的化学成分40

2.3 铸造铝合金的编号方法与化学成分87

2.3.1 中国标准中铸造铝合金87

2.3.2 美国铝业协会及ISO标准中铸造铝及铝合金87

2.3.3 日本工业标准中铸造铝合金101

2.3.4 德国标准中铸造铝合金101

2.3.5 各国铸造铝合金牌号对照102

参考文献105

第3章 铝合金铸造106

3.1 概述106

3.1.1 铝合金铸造工艺性能106

3.1.2 铸造铝合金变质精炼与晶粒细化处理111

3.2 铝合金砂型铸造115

3.2.1 铸造铝合金砂型铸件结构设计115

3.2.2 砂型铝铸件加工余量及工艺补正量123

3.2.3 浇冒口设计124

3.2.4 铸铝合金用型砂、芯砂及涂料133

3.2.5 造型和合型工艺137

3.2.6 浇注工艺141

3.2.7 铸件清理与铸件缺陷142

3.3 铝合金金属型铸造143

3.3.1 铝合金金属型铸造简介143

3.3.2 金属型铸造特点143

3.3.3 金属型铸造的主要设计数据144

3.3.4 金属型铸造工艺156

3.3.5 铝合金金属型铸造铸件常见缺陷及预防措施159

3.4 铝合金压力铸造160

3.4.1 压力铸造原理和工艺过程160

3.4.2 压力铸造特点161

3.4.3 压力铸造设备与选择161

3.4.4 压铸模162

3.4.5 压铸工艺163

3.4.6 压铸件缺陷及防止方法166

3.5.1 低压铸造的原理和特点167

3.5 铝合金低压铸造167

3.5.2 低压铸造铸型工艺设计168

3.5.3 铸造工艺169

3.5.4 低压铸造铸件缺陷及其防止方法171

3.6 铝合金熔模铸造172

3.6.1 铝合金熔模铸造过程特点172

3.6.2 铝合金熔模铸造的模料及制模工艺172

3.6.3 铸型材料及工艺176

3.6.4 脱蜡及型壳焙烧177

3.6.6 铝合金熔模铸造常见缺陷及防止方法178

3.6.5 脱壳178

参考文献181

第4章 铝合金锻造182

4.1 锻造的热力学参数182

4.1.1 锻造温度范围182

4.1.2 变形速度184

4.1.3 变形程度185

4.2.1 自由锻锤和自由锻压力机吨位计算186

4.2 设备吨位选择186

4.2.2 模锻锤和模锻压力机吨位计算188

4.2.3 切边与冲孔压力机吨位计算189

4.2.4 锻压机器的力能关系及其换算190

4.3 自由锻造191

4.3.1 自由锻造基本工序192

4.3.2 自由锻件图设计192

4.3.3 自由锻造工艺规程的编制193

4.4 模锻件及锻模设计195

4.4.1 模锻件设计195

4.4.2 锻模设计224

4.5 切边模与冲孔模设计249

4.5.1 切边模设计249

4.5.2 冲孔模设计254

4.5.3 冲孔模与切边模中的各种卸料装置255

4.6.1 备料257

4.6 模锻工艺257

4.6.2 铝合金加热规范258

4.6.3 锻模预热259

4.6.4 锻模润滑260

4.6.5 锻件的冷却与切边260

4.6.6 锻件清理260

4.6.7 制坯262

4.7 锻件的质量控制262

4.7.1 铝合金锻件常见缺陷及清除方法262

4.7.2 无损检测263

参考文献267

第5章 铝合金的熔铸与热挤（轧）268

5.1 铝合金的熔炼与铸锭268

5.1.1 铝及铝合金的熔炼特点268

5.1.2 铝及铝合金熔体净化处理269

5.1.3 铝合金熔炼炉276

5.1.4 熔炼工艺280

5.1.5 铸锭的结晶和组织283

5.1.6 铸锭方法288

5.1.7 直接水冷半连续铸锭294

5.1.8 铝合金的半固态成形306

5.2 铝材热挤压308

5.2.1 挤压方法308

5.2.2 挤压时金属的变形及挤压力计算310

5.2.3 挤压制品的组织和性能314

5.2.4 挤压工艺317

5.2.5 挤压机324

5.3 铝及铝合金板热轧326

5.3.1 常用轧制参数及相互关系326

5.3.2 轧制力计算327

5.3.3 轧制力矩和电动机功率的计算327

5.3.4 铝及铝合金板材热轧工艺328

5.3.5 热轧中厚板尺寸及力学性能331

参考文献337

第6章 铝合金的连接338

6.1 铝及铝合金的焊接特性338

6.1.1 铝及铝合金的焊接特点338

6.1.2 铝及铝合金的焊接性339

6.2 铝及铝合金焊接方法的选择340

6.3 惰性气体保护电弧焊342

6.3.1 焊接材料342

6.3.2 接头设计与坡口加工347

6.3.3 焊前准备349

6.3.4 钨极惰性气体保护电弧焊（TIG焊）350

6.3.5 熔化极惰性气体保护电弧焊（MIG焊）353

6.4 气焊356

6.4.1 填充焊丝及气焊熔剂356

6.4.2 气焊接头设计357

6.4.3 气焊工艺要点357

6.5.2 电阻焊接头设计358

6.5.1 焊接性358

6.5 电阻焊358

6.5.3 焊前的工件清理359

6.5.4 点焊工艺要点359

6.5.5 缝焊工艺要点360

6.6 钎焊361

6.6.1 钎焊性361

6.6.2 钎焊接头设计及工件表面准备362

6.6.3 钎料及钎剂362

6.6.4 硬钎焊工艺要点365

6.6.5 软钎焊工艺要点366

6.7 铆接367

6.7.1 铆接特点367

6.7.2 铆钉种类367

6.7.3 铆接接头设计372

6.7.4 铆接工艺要点374

6.8.2 粘接接头设计375

6.8 粘接375

6.8.1 胶粘剂375

6.8.3 表面处理376

6.8.4 粘接工艺要点378

参考文献378

第7章 铝合金热处理与性能380

7.1 铝合金热处理原理380

7.1.1 铝合金热处理特点380

7.1.2 铝合金时效理论380

7.1.3 影响时效的因素382

7.1.4 铝合金的回归现象382

7.1.5 固溶热处理与淬冷383

7.2 变形铝合金的热处理383

7.2.1 变形铝合金的退火383

7.2.2 变形铝合金的淬火（铝合金固溶热处理）388

7.2.3 变形铝合金的时效390

7.3.1 铸造铝合金热处理的特点394

7.3 铸造铝合金的热处理394

7.3.2 铝合金铸件的退火395

7.3.3 铸造铝合金的热处理工艺规范395

7.4 变形铝合金常见的缺陷及消除方法402

7.5 铝合金的性能404

7.5.1 铝合金的物理性能404

7.5.2 铝合金的力学性能404

7.6 铝合金的主要特性和用途举例434

参考文献443

第8章 铝及铝合金的表面处理444

8.1 表面调整及净化444

8.1.1 除油444

8.1.2 化学和电化学抛光448

8.1.3 浸蚀449

8.2 转化膜451

8.2.1 化学氧化膜451

8.2.2 磷酸盐处理（磷化膜）454

8.2.3 铬酸盐处理（钝化膜）456

8.2.4 阳极氧化458

8.2.5 硫酸阳极氧化461

8.2.6 草酸阳极氧化465

8.2.7 铬酸阳极氧化467

8.2.8 硬质阳极氧化469

8.2.9 瓷质阳极氧化471

8.3 铝氧化膜的着色与封闭处理474

8.3.1 自然发色法474

8.3.2 电解着色法476

8.3.3 吸附染色法479

8.3.4 封闭处理484

8.4 氧化常见的故障、缺陷、原因及措施486

8.4.1 硫酸阳极氧化故障原因及处理方法486

8.4.2 草酸阳极氧化故障原因及处理方法487

8.4.4 硫酸硬质阳极氧化故障原因及处理方法488

8.4.3 铬酸阳极氧化故障原因及处理方法488

8.4.5 电解着色缺陷及消除措施489

8.4.6 吸附染色的故障及处理方法489

8.4.7 不合格氧化膜的退除和返修490

8.5 铝表面电镀491

8.5.1 用途与难点491

8.5.2 镀前预处理492

8.6 涂装500

8.6.1 静电喷粉500

8.6.2 电泳涂漆501

8.6.3 自动沉积（自泳）涂漆503

参考文献503

第9章 铝合金的冷加工504

9.1 铝合金冷挤压加工504

9.1.1 冷挤压力计算504

9.1.3 坯料的润滑处理508

9.1.4 冷挤压制品的力学性能508

9.1.2 冷挤压毛坯的准备508

9.1.5 冷挤压设备510

9.2 铝及铝合金拉制511

9.2.1 实心材料拉制511

9.2.2 管材拉制511

9.2.3 拉制力计算513

9.2.4 拉制工艺515

9.3 铝合金切削加工522

9.3.1 切削加工性分类522

9.3.2 铝合金切削工具材料523

9.3.3 切削工艺条件523

参考文献526

第10章 铝合金材料的理化检测527

10.1 化学元素分析527

10.1.1 湿法化学分析527

10.1.2 原子吸收光谱分析537

10.1.3 光电直读光谱分析542

10.2 铝合金的力学性能测试544

10.2.1 铝合金的拉伸试验544

10.2.2 铝合金的硬度试验553

10.3 铝合金材料的低倍组织检验568

10.3.1 低倍检验试样的制备568

10.3.2 宏观晶粒度测定569

10.3.3 常见铝合金低倍组织缺陷571

10.4.1 铝合金金相试样的取样及制样577

10.4 铝合金的金相组织分析577

10.4.2 铝合金中的金相组织580

10.4.3 铝合金工艺质量的金相检测596

10.4.4 铝合金常见显微缺陷605

参考文献609

附录一 部分可热处理强化变形铝合金的热处理工艺与性能610

附录二 铸造铝合金热处理工艺与性能613

附录三 部分铝合金的电导率与电阻率616

附录四 德国铝合金材料力学性能（DIN1747）617