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目录 1

第一章 铝 6

第一篇 铝及铝合金 6

二、少量添加元素及杂质对铝的组织和性能的影响 7

一、铝的牌号 7

第一节 铝的牌号及其杂质 7

一、机械性能 13

第二节 铝的性能、品种和用途 13

二、物理性能 14

三、耐蚀性能 16

一、相图 17

第一节 合金的组织及合金元素的作用 17

四、工艺性能 17

五、品种和用途 17

第二章 铝－锰系合金 17

三、杂质的影响 19

二、合金元素的作用 19

五、LF21合金退火材料粗大晶粒的消除 21

四、合金的相组成 21

二、物理性能 24

一、机械性能 24

第二节 合金的性能、品种和用途 24

三、耐蚀性能 25

一、相图 26

第一节 合金的组织及合金元素的作用 26

四、工艺性能 26

五、品种和用途 26

第三章 铝－镁系合金 26

二、合金元素的作用 27

三、杂质的影响 29

五、铝－镁－锂系合金 30

四、合金的相组成 30

一、机械性能 31

第二节 合金的性能、品种和用途 31

二、物理性能 35

四、工艺性能 36

三、耐蚀性能 36

二、合金元素的作用 38

一、相图 38

五、品种和用途 38

第四章 铝－镁－硅和铝－铜－镁－硅系合金 38

第一节 合金的组织及合金元素的作用 38

三、少量添加元素及杂质的影响 44

一、机械性能 45

第二节 合金的性能、品种和性能 45

四、合金的相组成 45

三、耐蚀性能 48

二、物理性能 48

五、品种和用途 49

四、工艺性能 49

二、合金元素的作用 50

一、相图 50

第五章 铝－铜－镁系合金 50

第一节 合金的组织及合金元素的作用 50

三、少量添加元素及杂质的影响 54

四、合金的相组成 55

一、机械性能 57

第二节 合金的性能、品种和用途 57

三、耐蚀性能 73

二、物理性能 73

四、工艺性能 75

一、相图 77

第一节 合金的组织及合金元素的作用 77

五、品种和用途 77

第六章 铝－铜－镁－铁－镍系合金 77

二、合金元素的作用 79

一、机械性能 82

第二节 合金的性能、品种和用途 82

三、合金的相组成 82

二、物理性能 86

五、品种和用途 87

四、工艺性能 87

三、耐蚀性能 87

三、少量添加元素和杂质的影响 88

二、合金元素的作用 88

第七章 铝－铜－锰系合金 88

第一节 合金的组织及合金元素的作用 88

一、相图 88

一、机械性能 91

第二节 合金的性能、品种和用途 91

四、合金的相组成 91

四、工艺性能 94

三、耐蚀性能 94

二、物理性能 94

第八章 铝－铜－锂系合金 95

五、品种和用途 95

一、相图 96

第一节 合金的组织及合金元素的作用 96

二、合金元素的作用及杂质的影响 97

一、机械性能 99

第二节 合金的性能、品种和用途 99

三、合金的相组成 99

四、工艺性能 100

三、耐蚀性能 100

二、物理性能 100

一、相图 101

第一节 合金的组织及合金元素的作用 101

五、品种和用途 101

第九章 铝－锌－镁系合金 101

二、合金元素的作用 103

三、少量添加元素及杂质的影响 105

二、物理性能 107

一、机械性能 107

第二节 合金的性能、品种和用途 107

第十章 铝－锌－镁－铜系合金 108

五、品种和用途 108

三、耐蚀性能 108

四、工艺性能 108

一、相图 109

第一节 合金的组织及合金元素的作用 109

二、合金元素的作用 111

三、少量添加元素及杂质的影响 116

四、合金的相组成 117

一、机械性能 118

第二节 合金的性能、品种和用途 118

二、物理性能 121

三、耐蚀性能 122

四、工艺性能 123

一、板材及箔材的标准机械性能 124

第十一章 铝及铝合金材料的标准机械性能 124

五、品种和用途 124

（三）试验设备 126

二、管材的标准机械性能 129

三、棒材的标准机械性能 131

四、型材的标准机械性能 132

五、线材的标准机械性能 134

六、锻件及模锻件的标准机械性能 135

二、杂质对镁的组织和性能的影响 142

第二篇 镁及镁合金 142

第一章 镁 142

第一节 镁的牌号及其杂质 142

一、镁的牌号 142

一、机械性能 144

第二节 镁的性能和用途 144

二、物理性能 145

三、耐蚀性能 151

四、工艺性能 152

一、相图 153

五、镁的用途 153

第二章 镁－锰系合金 153

第一节 合金的组织及合金元素的作用 153

二、合金元素的作用 155

一、机械性能 157

第二节 合金的性能、品种和用途 157

二、物理性能 160

四、工艺性能 161

三、耐蚀性能 161

一、相图 162

五、品种和用途 162

第三章 镁－铝－锌系合金 162

第一节 合金的组织及合金元素的作用 162

二、合金元素的作用 164

三、合金的热处理 165

一、机械性能 166

第二节 合金的性能、品种和用途 166

二、物理性能 170

五、品种和用途 171

三、耐蚀性能 171

四、工艺性能 171

一、相图 172

第四章 镁－锌－锆系合金 172

第一节 合金的组织及合金元素的作用 172

二、合金元素的作用 174

三、合金的热处理 175

四、MB15合金的粗晶环和光亮环 176

一、机械性能 177

第二节 合金的性能、品种和用途 177

二、物理性能 178

第五章 镁－稀土系和镁－钍系合金 179

三、耐蚀性能 179

四、工艺性能 179

五、品种和用途 179

一、相图 180

第一节 镁－稀土系合金的组织及合金元素的作用 180

二、合金元素的作用 182

一、机械性能 187

第二节 镁－稀土系合金的性能、品种和用途 187

二、物理性能 189

第三节 镁－钍系合金 190

三、耐蚀性能 190

四、工艺性能 190

五、品种和用途 190

二、合金的性能和用途 191

一、合金的组织及合金元素的作用 191

一、相图 193

第六章 镁－锂系合金 193

第一节 合金的组织及合金元素的作用 193

二、合金元素的作用 194

四、杂质的影响 196

三、添加元素对合金耐蚀性能的影响 196

一、机械性能 197

第二节 合金的性能、品种和用途 197

四、工艺性能 198

二、物理性能 198

三、耐蚀性能 198

五、品种和用途 199

二、均匀化退火过程 200

第三篇 轻金属材料热处理 200

第一章 退火 200

第一节 铸锭的均匀化退火 200

一、铸锭均匀化退火的目的 200

三、均匀化退火制度 201

第二节 回复、再结晶退火 203

四、铸锭均匀化退火时的注意事项 203

二、再结晶 204

一、回复 204

三、晶拉长大 208

四、铝、镁及其合金退火软化曲线 209

五、铝、镁及其合金材料退火工艺制度 213

二、过烧温度及其影响因素 218

第二章 淬火 218

第一节 淬火加热温度 218

一、淬火加热温度的选择 218

三、淬火加热温度及其对机械性能的影响 220

四、淬火加热时的注意事项 223

二、淬火保温时间及其对机械性能的影响 224

第二节 淬火加热保温时间 224

一、保温时间的选择 224

第三节 淬火转移时间 226

一、水 227

第四节 淬火时的冷却速度 227

第五节 淬火时的冷却介质及淬火槽 227

第六节 阶段淬火 228

二、聚乙醇水溶液 228

三、淬火槽 228

第一节 铝合金的时效硬化过程 229

第三章 时效 229

一、硬化区的形成 230

二、时效过程的几个阶段 231

二、三元系合金 233

第二节 过饱和固溶体的分解过程及析出相的形成序列 233

一、二元系合金 233

二分级时效 234

第三节 时效方法及其选择 234

一、自然时效和人工时效 234

一、时效温度及时间对材料性能的影响 235

三、形变热处理 235

第四节 时效温度及时间对机械性能的影响 235

二、时效硬化曲线 236

第五节 铝、镁合金的时效制度 239

一、机械性能不合格 240

第六节 回归 240

第四章 制品在热处理中所产生的主要缺陷及废品 240

三、气泡 241

二、过烧 241

七、粗大晶粒 242

四、淬火裂纹 242

五、铜扩散 242

六、片层状组织 242

二、铝、镁合金热处理炉的分类 243

第五章 铝、镁合金常用热处理炉 243

第一节 概述 243

一、对热处理炉的要求 243

三、低温电阻炉的传热方式 245

五、低温电阻炉用结构材料 246

四、铝、镁合金热处理炉的特点 246

一、间歇作业式电阻炉 250

第二节 常用热处理炉的结构特点及技术性能 250

二、连续式作业空气循环电阻炉 264

一、试验原理 267

第四篇 轻金属材料的试验与检验 267

第一章 力学性能试验 267

第一节 拉力试验 267

二、试验用试样 270

三、试验设备及试验条件 275

四、试验及结果处理 277

第二节 镁合金压缩屈服强度的测定 286

（一）试验原理 287

第三节 硬度试验 287

一、布氏硬度试验 287

（三）试验用试样 288

（二）试验设备 288

（四）试验及结果处理 290

（一）试验原理 291

二、洛氏硬度试验 291

（二）试验设备 292

（三）试验用试样 293

（四）试验及结果处理 294

（二）试验设备 295

三、维氏硬度试验 295

（一）试验原理 295

（三）试验用试样 296

三、试验设备 297

（四）试验及结果处理 297

第四节 剪切试验 297

一、试验原理 297

二、试验用试样 297

二、试验用试样 298

四、试验及结果处理 298

第五节 冲击试验 298

一、试验原理 298

第六节 疲劳试验 300

三、试验设备 300

四、试验及结果处理 300

一、试验原理 301

二、试验用试样 302

（一）试验原理 303

三、试验设备 303

四、试验及结果处理 303

第七节 高温性能试验 303

一、高温蠕变试验 303

（二）试验用试样 304

（三）试验设备 305

（四）试验及结果处理 306

（二）试验用试样 308

二、高温持久试验（持久极限试验） 308

（一）试验原理 308

（一）试验原理 309

（三）试验设备 309

（四）试验及结果处理 309

三、高温瞬时拉力试验 309

（二）试验用试样 310

（三）试验设备 311

（三）试验设备 311

（四）试验及结果处理 311

第八节 工艺性能试验 311

一、杯突试验 311

（一）试验原理 311

（二）试验用试样 311

（二）试验用试样 312

（四）试验及结果处理 312

二、冲杯试验 312

（一）试验原理 312

（二）试验用试样 313

（三）试验设备 313

（四）试验及结果处理 313

三、线材铆接试验 313

（一）试验原理 313

（三）试验设备及结果评定 314

（四）试验及结果处理 315

四、线材反复弯曲试验 315

（一）试验原理 315

（二）试验用试样 315

（三）试验设备 315

（四）试验及结果处理 316

五、管材扩口试验 316

（一）试验原理 316

（二）试验用试样 316

（三）试验设备 316

（一）试验原理 317

六、管材压扁试验 317

（一）试验原理 317

（二）试验用试样 317

（三）试验及结果处理 317

七、管材的压缩试验 317

一、断裂韧性指标 318

（二）试验用试样 318

（三）试验及结果处理 318

第九节 断裂韧性简介 318

（二）试验设备 320

二、Klc值的测定方法 320

（三）试验及Klc值之确定 320

三、试验结果举例 322

第一节 电阻系数的测定 323

第二章 物理性能试验及无损检验 323

一、测试原理 324

二、电阻的测量 325

第二节 线膨胀系数的测定 326

三、测量误差分析 326

一、测试原理 328

第三节 超声波探伤 329

二、线膨胀系数的测定 329

二、脉冲反射法探伤 330

一、基本原理 330

（一）纵波定位法（平探头定位法） 336

三、缺陷的判定 336

（二）纵波定量法 337

（三）横波定位法（斜探头定位法） 338

（五）缺陷性质的判定 339

（四）用表面波与板波对缺陷定位 339

（七）剖伤验证 341

（六）假讯号的判断 341

二、检验设备 342

一、基本原理 342

第四节 涡流探伤 342

（一）参考标样制作 343

三、检验方法及应用举例 343

（三）缺陷的记录轨迹 344

（二）仪器参数的选择 344

（一）试验用试样 345

一、宏观侵蚀试验 345

第三章 组织检验 345

第一节 铝、镁及其合金的宏观检验 345

（二）试片的侵蚀 346

（三）常见组织及缺陷的检验 350

（一）试验用试样 365

二、断口检验 365

（三）电子显微镜研究断口 366

（二）金相显微镜研究断口 366

（四）常见的断口缺陷 368

（一）试样的切取 370

一、试验用试样 370

第二节 铝、镁及其合金的显微组纵检验 370

（二）试样的镶嵌 371

（三）试样的磨制 372

（四）试样的抛光 373

二、显徽组织的显示方法 378

（一）化学侵蚀法 379

（三）阳极化处理 384

（二）电解侵蚀法 384

（四）复制膜法 388

（一）过烧组织的鉴定 389

三、显微组织的检验及测定 389

（三）铜扩散的测定 391

（二）包铝层及包覆层的测定 391

（四）晶粒度的测定 392

（五）再结晶温度的测定 393

（六）合金中相的鉴定 394

一、基本概念 401

第一节 概述 401

第四章 X－射线结构分析及其应用 401

二、X－射线的衍射 403

一、掠射法的基本原理 404

第二节 再结晶的测定 404

三、X－射线衍射方法的应用 404

二、掠射法再结晶的测定和底片分析 405

一、晶格常数的测定方法 407

第三节 晶格常数的精确测定 407

（二）聚焦法 408

（一）德拜－谢乐法（粉末法） 408

（三）背反射法 409

第四节 物相分析 410

二、几种测定方法的比较 410

二、物相分析方法 411

一、基本原理 411

一、轴对称织构的测定 413

第五节 金属织构的测定 413

一、第一类内应力的测定 415

第六节 内应力的测定 415

二、轧制织构的测定 415

三、第三类内应力的测定 417

二、第二类内应力的测定 417

一、透射劳厄法测定晶体取向 418

第七节 晶体取向的测定 418

一、金属的腐蚀及其分类 419

第一节 概述 419

二、应用举例 419

第五章 轻金属材料的腐蚀与保护 419

（一）铝及铝合金的耐蚀性能 421

二、轻金属材料的耐蚀性能 421

（一）大气试验站的选择 422

一、大气腐蚀试验 422

（二）镁及镁合金的耐蚀性能 422

三、腐蚀试验与防护的目的 422

第二节 室外腐蚀试验 422

（三）试验结果处理 423

（二）试验条件 423

（二）试验条件 423

（三）试验结果处理 423

二、土壤腐蚀试验 423

（一）土壤腐蚀的特性及其影响因素 423

（一）试验用试样 424

一、重量损失和机械性能损失试验 424

三、自然水中腐蚀试验 424

（一）试验地点的选择 424

（二）试验条件 424

（三）试验结果处理 424

第三节 室内腐蚀试验 424

（二）试验条件 426

（四）试验及结果处理 427

（二）试验条件 428

（一）试验用试样 428

二、晶间腐蚀试验 428

（三）试验及结果评定 429

三、应力腐蚀和腐蚀疲劳试验 430

（一）定性应力腐蚀 430

（二）定量应力腐蚀 433

（三）腐蚀疲劳试验 434

（二）试验条件 435

（三）试验结果处理 435

（一）试验设备 435

四、潮湿与盐雾腐蚀试验 435

（一）试验设备 436

（二）试验用试样 436

五、析氢腐蚀试验 436

（四）试验结果处理 437

六、电化学研究方法 437

（三）试验条件 437

（一）电极电位测定 438

（二）极化曲线测定 438

（二）化学除油 439

（三）化学和电化学抛光 439

（一）机械方法处理 439

第四节 轻合金的防护方法 439

一、试验用试样 439

二、化学氧化 440

三、阳极氧化 442

四、有机涂层 447

五、电镀层 448

（三）防锈油包装 450

（二）缓蚀物质保护法 450

（一）阳极保护法 450

六、其它防护方法 450

第六章 化学成分分析 451

（一）碘量容量法 454

（二）铜试剂比色法 454

一、铜的测定 454

第一节 铝合金的化学分析方法 454

二、镁的测定 455

（一）酸溶络合滴定法 455

（一）亚砷酸钠－亚硝酸钠容量法 456

三、锰的测定 456

（二）碱溶络合滴定法 456

（二）过碘酸钾比色法 457

五、硅的测定 458

硅铝黄比色法 458

重络酸钾容量法 458

四、铁的测定 458

（一）酸溶络合滴定法 459

六、镍的测定 459

（二）碱溶络合滴定法 460

（一）极谱法 461

八、锌的测定 461

高硫酸铵氧化容量法 461

七、铬的测定 461

（二）原于吸收光谱法 462

十、锆的测定 463

络合滴定法 463

过氧化氢比色法 463

九、钛的测定 463

一、铝的测定 464

络合滴定法 464

第二节 镁合金的化学分析方法 464

二、锌的测定 465

络合滴定法 465

附录九 美国变形铝合金的典型热处理过碘酸钾比色法 466

四、锆的测定 466

络合滴定法 466

三、锰的测定 466

偶氮胂Ⅲ比色法 467

五、铈（稀土元素总量）的测定 467

硅钼蓝比色法 468

六、铁的测定 468

邻菲啰啉比色法 468

七、硅的测定 468

八、铜的测定 469

新亚铜试剂比色法 469

九、镍的测定 470

第三节 光谱分析 470

α－联呋哺甲酰二肟比色法 470

一、铝合金的发射光谱分析 471

（一）摄谱法光谱分析 471

（二）光电法 476

二、镁合金的光谱分析 479

附 481

附录一 元素周期表 481

附录二 元素的物理性能 483

附录三 轻合金相图选编 486

一、铝合金二元相图 486

二、铝合金三元相图 506

三、铝合金四元相图 519

（一）试验用试样 520

四、镁合金二元相图 525

五、镁合金三元相图 534

附录四 各国变形铝及铝合金牌号对照表 544

附录五 美国变形铝合金化学成分 546

附录六 美国变形铝合金包覆产品的组成成分 548

附录七 常用铝合金焊丝的牌号和成分 549

附录八 美国变形铝合金的典型特性和应用 550

附录十 美国变形铝合金的典型退火制度 558

附录十一 苏联变形铝合金的典型热处理制度 559

附录十二 苏联变形铝合金的退火制度 560

附录十三 各国变形镁合金牌号对照表 561

附录十四 美国变形镁合金的化学成分 561

附录十五 摄氏一华氏温度换算表 562

附录十六 压痕直径与布氏硬度对照表 563

附录十七 压痕对角线与维氏硬度对照表 565