图1-2  Cu-Al二元平衡相图

金属间化合物，属于体心立方结构[7]。图1-3是含铝量9。6%的铝青铜合金的微观组织[8]。

图1-3 铝含量9。6%的铝青铜合金显微组织

根据二元相图和铝的含量可将相图分为三大部分：（1）当合金中的铝含量低于7。4%时，合金中的固态、液态组织全都是α相固溶体，这种铝青铜合金拥有较好的塑性。（2）当合金铝含量在7。4%-9。4%之间时，处于高温状态下的合金组织为α相和β相，温度降低到565℃以下后，β相全部转化为α相，合金的组织变成α相固溶体，但是在实际的转化过程中，β相向α相的转化不能完全，其中少量的β相会发生共析转变，生成的（α+γ2）共析硬度会比α相高，但塑性会有所降低，合金的硬度有所增加。（3）当合金的铝含量高于9。4%时，合金的相变过程就会非常复杂。合金温度降低至565℃以下时，β’相发生共析转变生成（α+γ2），生成的共析体在合金中的组织形态和退火钢中的珠光体相类似显层状。在合金的缓慢冷却过程中，（α+γ2）相会析出粗大的γ2相，其脆性增加，成为铝青铜的“缓冷脆性”。在合金冷却速度较快时，β相的共析转变受到抑制，β相会直接转变为亚稳定的类马氏体β’相，其硬度和（α+γ2）相差不大，高于α相，低于γ2相。若对β’相进行回火处理，按照不同的工艺，会得到两种不同的组织。一种是β’相中析出致密的（α+γ2）相，合金的硬度和强度都会增加，另一种结果是β’相中析出大量α相，合金的强度和硬度会降低。所以，铝青铜合金的热处理工艺不同，得到的合金的组织和性能也会不同。

1。2。2 铝青铜合金中合金元素对合金性能的影响

伴随铝青铜合金研究的不断发展，专家们把铝青铜的合金化研究分析作为重点，因此铝青铜合金的化学成分得到了不断的优化和创新。国内外已开发的铝青铜合金数量达到了80多种，并在各个领域中被应用。

1。合金中Al元素的影响

铝青铜合金中的Al可以溶于Cu形成面心立方晶格的固溶体，称作α相，Al在Cu中的最高溶解度是9。4ωt%。铝青铜合金中的Al可以提高合金的强度、塑性、硬度、耐磨、耐蚀性，当合金处于熔融状态时还会增加合金液体的流动性。在熔炼铝青铜的过程中，Al既是合金的主要元素，又是天然的脱氧剂。因为在熔炼铝青铜的过程中，Al会被氧化形成氧化物Al2O3悬浮在液态合金的表面，隔绝了液态合金与大气，起到脱氧的作用。经长期研究得出，在实际生产中Al的含量控制在7。5%-8。2%时得到的铝青铜的性能最好。

2。合金中Fe元素的影响

Fe在铝青铜合金中的溶解度非常小，一般只占合金元素总量的0。5%-1。0%，但在实际生产中，Fe的含量通常控制在2%-4%，合金中未溶解的Fe会与Al形成Fe3Al等金属间化合物，称作K相。一定量Fe的加入会使合金中的晶粒细化，从而提高合金的耐磨性以及综合机械性能。一部分Fe形成的富铁相有大于700HV的显微硬度，合金凝固时K相会从合金溶液中以颗粒析出[22]，均与分布在基体内，起到细化和强化晶粒的作用。同时Fe还可以降低原子的扩散速度，提高β相的稳定性，降低共析转变的温度以及扩大α相区，同时还可以降低合金的“缓冷脆性”。但是在合金中Fe含量过高时，合金的力学性能会降低，而且合金的腐蚀电位也会降低，从而恶化合金的耐腐蚀性能。

3。合金中Mn元素的影响文献综述