本书总结、分析和介绍了铝合金几十年来国内外的研究成果和应用成果，特别注意介绍了近年来铝合金新材料发展和新工艺开发方面的最新理论成果和应用成果。该书既强调新材料、新理论和新工艺的工业应用，重视理论和实践的有机联系，又力求体现重点内容体系的完整性。主要内容包括：铝资源和铝冶金、铝合金的成分与牌号、铝合金相图和合金相、铝合金的相变、铸造铝合金的生产工艺、铸造铝合金的性能、铸造铝合金的应用、变形铝合金的生产工艺、变形铝合金的性能、变形铝合金的应用、铝基复合材料的发展和应用、铝合金的发展趋势等。
    本书可作为高等学校和研究院所材料专业、冶金专业教师和学生的教学及科研参考书，对从事铝合金开发、生产和应用的科技人员及管理人员均有重要参考价值。

    前言
铝是地壳中分布最广泛的元素之一，其平均含量为88%，仅次于氧和硅而居第三位，就金属元素而言，铝则居第一位。铝在自然界中多以氧化物、氢氧化物和含氧的铝硅酸盐存在，极少发现铝的自然金属。
近几十年来，由于铝的冶炼方法与工艺的不断改进，尤其是铝材料基础问题的突破，铝工业的发展速度惊人。1905年前全世界铝的产量只有几千吨，1980年全世界铝的产量达到1650万吨，1990年达到2000万吨。从20世纪90年代至今，世界上铝产量和消费量均以年均5%的速度增长，2004年世界铝产量（包括原铝和再生铝）达到2983万吨，预计2010年可望突破4000万吨大关。2004年我国铝产量达到683万吨，规模仅次于美国铝业公司和加拿大铝业公司，居世界第三位。2004年我国电解铝产量和铝加工材产量均超过了400多万吨，分别居世界第一位和世界第二位。
铝合金新材料的发展是全世界铝产量和应用量大幅度增加的关键。20世纪初时效硬化的发现突破了铝合金新材料发展的技术瓶颈，使铝合金材料的发展和应用较长时间处于高速增长期。材料分析技术和材料加工技术的发展又进一步完善和优化了铝合金系列和铝合金成分，铝基复合材料的出现和发展又为铝基材料性能潜力的发挥提供了新的途径。目前，全世界研究开发的铝合金已超过千种以上；半固态加工技术、半固态模锻技术、薄带铸造技术、喷射沉积技术等先进加工技术已开始在铝基材料的生产中广泛应用。
本书总结、分析和介绍了铝合金几十年来国内外的研究成果和应用成果，特别注意吸收了我国近年来在国家科技攻关项目和国家自然科学基金项目资助下完成的研究成果，这些成果对铝合金生产企业和应用厂家有重要的参考价值。本书的主要内容包括：铝资源和铝冶金、铝合金相图和合金相、铝合金的成分与牌号、铝合金的相变、铸造铝合金的生产工艺、铸造铝合金的性能、铸造铝合金的应用、变形铝合金的生产工艺、变形铝合金的性能、变形铝合金的应用、铝基复合材料的发展和应用、铝合金的发展趋势等。
在轻合金丛书编辑委员会的指导下，《铝合金及应用》一书由潘复生和张丁非负责策划、构思和整体编写工作。杨明波、汤爱涛、王文明、彭建等同志参加了本书的撰写工作。本书在编写过程中得到了曾苏民院士、汪凌云教授、丁培道教授、彭晓东教授等专家的关心和帮助，在此表示衷心的感谢。
本书可作为高等学校和研究院所材料专业、冶金专业教师和学生的教学及科研参考书，对从事铝合金开发、生产和应用的科技人员及管理人员都有参考价值。由于编著者知识有限，本书可能存在不足之处，请读者批评指正。
编著者
2005年10月20日

 
目录
第1章铝资源及铝冶金1
11铝资源1
111铝矿物原料特点1
112用途与技术经济指标2
113矿业简史4
114铝土矿资源状况5
115储量分布5
116资源特点6
117铝土矿资源开发形势7
118铝土矿资源供需形势10
12铝冶金17
121铝电解生产概论17
122铝电解的正常生产工艺24
123原铝的精炼31
124新法炼铝36
125再生铝的生产50
参考文献55

第2章铝合金的种类、成分和牌号57
21纯铝的基本特性与牌号57
211纯铝的基本特性57
212纯铝的牌号59
22铝合金的分类59
23变形铝合金的种类、成分和牌号60
231变形铝合金的种类60
232变形铝合金的牌号及状态表示法60
233变形铝合金的化学成分80
24铸造铝合金的种类、成分和牌号90
241铸造铝合金的分类90
242铸造铝合金的牌号与状态表示方法及化学成分90
参考文献97

第3章铝合金相图及合金相99
31铝合金相图99
311铝合金中重要的二元相图99
312铝合金中重要的三元合金相图99
32铝合金中的化合物112
3211×××系和8×××系合金中的化合物114
3222×××系中的化合物116
3233×××系和4×××系合金中的多元化合物117
3245×××系合金中的化合物118
3256×××系和7×××系合金中的化合物118
326铝合金中的稀土化合物123
参考文献129

第4章铝合金的相变131
41铝合金的凝固131
411晶体的形成131
412铸态晶粒的大小和形状132
413晶内偏析133
42铝合金的退火138
421铸态合金的组织特征138
422铝合金均匀化退火时的组织变化139
423均匀化退火温度及时间140
43铝合金的回复与再结晶141
431回复141
432再结晶142
433再结晶织构148
44铝合金的固溶和时效149
441固溶和时效的基本概念149
442脱溶序列和相结构151
45工业纯铝箔毛料中第二相形成、遗传和转变及其工艺控制的
综合分析162
参考文献165

第5章铸造铝合金的生产工艺167
51铸造铝合金的熔炼167
511铸造铝合金的精炼167
512铸造铝合金的变质细化处理173
513典型铸造铝合金的熔炼工艺179
514铸造铝合金熔炼的炉前检查183
52铸造铝合金的铸造成形方法185
521砂型铸造185
522金属型重力铸造185
523压力铸造186
524低压铸造186
525差压铸造188
526真空吸铸法189
527石膏型精密铸造法191
53铸造铝合金的热处理192
531热处理工艺分类及状态符号意义192
532热处理设备196
533热处理工艺参数196
534热处理质量控制200
54铸造铝合金的表面处理201
541机械精整201
542阳极氧化202
543镀层203
544化学抛光和电解抛光203
545化铣203
546修补203
547涂漆206
548喷丸206
55铸造铝合金的质量控制和铸造缺陷207
551质量控制项目和方法207
552常见的铸造缺陷210
参考文献212

第6章变形铝合金的生产工艺215
61变形铝合金铸坯制备215
611变形铝合金熔体净化215
612变形铝合金熔体变质处理216
613变形铝合金铸坯成型216
62板带材生产220
621轧制变形区及其参数220
622热轧板带材生产223
623冷轧板带材生产227
624精整231
63型材棒材挤压232
631挤压方法分类232
632挤压时金属的应变状态和挤压力234
633挤压制品的组织与性能237
634铝合金型材棒材挤压生产238
64锻件生产243
641液压机及其锻造方法244
642锻造的热力学参数245
643水压机的能力计算247
644自由锻造基本工序及其工艺过程248
645模锻件及锻模设计249
646模锻工艺250
647锻件的主要缺陷及消除方法252
648半固态模锻252
65表面处理254
651表面预处理254
652化学氧化处理259
653阳极氧化处理260
654着色处理261
655封孔处理261
参考文献264

第7章铸造铝合金的性能265
71铸造AlSi合金的性能265
711物理性能265
712力学性能267
713工艺性能274
72铸造AlCu合金的性能275
721物理性能275
722力学性能276
723工艺性能283
73铸造AlMg合金的性能285
731物理及化学性能285
732力学性能285
733工艺性能288
74铸造AlZn合金的性能289
741物理性能289
742力学性能289
743工艺性能290
75铸造铝合金的典型性能比较290
751一般铸造用铝合金290
752压力铸造用铝合金292
参考文献295

第8章变形铝合金的性能297
811×××系合金297
811概述297
812性能297
822×××系合金300
821概述300
822性能300
833×××系合金306
831概述306
832性能306
844×××系合金310
841概述310
842性能310
855×××系合金312
851概述312
852性能313
866×××系合金320
861概述320
862性能320
877×××系合金326
871概述326
872性能326
88变形铝合金的典型性能比较331
参考文献340

第9章铸造铝合金的应用341
91铸造AlSi合金的应用341
92铸造AlCu合金的应用343
93铸造AlMg合金的应用345
94铸造AlZn合金的应用345
参考文献346

第10章变形铝合金的应用347
101变形铝合金在交通上的应用347
1011概述347
1012变形铝合金在轨道车辆中的应用347
1013变形铝合金在汽车中的应用357
1014变形铝合金在舰船中的应用363
102变形铝合金在航空航天领域的应用366
1021发展概况366
1022航空航天用铝及铝合金368
1023铝锂合金在航空航天工业中的应用370
103变形铝合金在其他行业的应用372
1031变形铝合金在电子/电气业中的应用372
1032变形铝合金在包装和容器工业中的应用380
参考文献386

第11章铝基复合材料及其应用387
111基体与增强体387
1111基体387
1112增强体388
112铝基复合材料的种类与分类389
113铝基复合材料的生产工艺390
1131连续纤维增强铝基复合材料的制造390
1132颗粒、晶须增强铝基复合材料制造395
114铝基复合材料的结构与性能403
1141铝基复合材料的结构403
1142铝基复合材料的性能407
115铝基复合材料的应用413
1151在汽车工业中的应用414
1152在航空航天及军工领域中的应用415
1153在电子和光学仪器中的应用415
1154在体育用品中的应用416
参考文献417

第12章铝合金的发展趋势419
121铝合金新材料的发展419
1211超高强度铝合金的研究与发展420
1212耐热铝合金的研究与发展421
1213铝基复合材料的研究与发展423
122铝合金加工技术的发展425
1221铝合金型材挤压新技术426
1222铝合金轧制技术的发展趋势427
1223铝合金液态模锻新技术428
参考文献429

本书可作为高等学校和研究院所材料专业、冶金专业教师和学生的教学及科研参考书，对从事铝合金开发、生产和应用的科技人员及管理人员均有重要参考价值。