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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