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洛氏硬度没有单位，是一个无纲量的力学性能指标，其最常用的硬度 标尺有 A、 B、 C 三种，通常记作 HRA、 HRB、HRC，其 表示方法为硬度数据
1）了解课题所研究铝合金材 料设计方法； 2）初步掌握铝合金材料制备 和试样加工基本技能； 3）熟悉铝合 金材料生产的过程，了解与掌握材料科学与工 程研究的基 本步骤及思维方法，所用的仪器设备及操作使用； 4）学 会整理数据，运用知识解释实验中的现 象，理论联系实际，培养 动手能力，采集并分析数据的综合能力。
硬度符号， 如 50HRC。 HRC 是采 用 150Kg 载荷和钻石锥压入器求得 的硬度， 用于硬度很高 的材料。其中 HRC 标尺用于测试 淬火钢、回火钢、调质钢和 部分不锈钢。
对于该次实验 获得的 2024 铝 合金的性能测试，不做过高要求，只需要 对试样的硬度 进行测试即可。采用洛氏硬度计 （HRC）的硬度 测试方法,按 照洛氏硬度计的操作要求，将试样正确安放的平台上，每个试样测试 5 次， 记录测试数值。
2) 主要原材料物理化学性能介绍 ※铝 铝原子序数为 13，银白色轻金属，有延性和展性。铝的相对密度 2.70，熔 点 660℃，沸点 2327℃。易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液， 不溶于水。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝粉和铝箔在空气 中加热能猛烈燃烧，并发出眩目的白色火焰。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和 硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。商品常制成棒状、片状、箔状、 粉状、带状和丝状。航空、建筑、汽车三大重要工业的发展，要求材料特性具有 铝及其合金的独特性质，便大大有利于这种新金属铝的生产和应用。 ※镁 镁原子序数为 12，银白色轻金属，密度 1.738 克/立方厘米，熔点 648.9℃， 沸点 1090℃。化合价2，电离能 7.646 电子伏特，具有延展性，无磁性，且有 良好的热消散性。其具有比较强 的还原性，在空气中，镁的表面 会生成一层 很薄的氧化膜，使空气很难与它反应。铝的结构特性类似于铝，可作为飞 机、导弹的合金材料；但是镁在汽油燃点可燃，这限制了它的应用。 ※铜 铜原子序数为 29，是一种过渡金属。 铜是呈紫红色光泽的金属，密度 8.92 克/立方厘米，熔点 1083.4±0.2℃，沸点 2567℃，电离能 7.726 电子伏特，常 见化合价1 和2。铜是人类发现最早的金属之一，也是最好的纯金属之一，稍 硬、极坚韧、耐磨损，还有很好的延展性、导热性和导电性。铜和它的一些合金 有较好的耐腐蚀能力，在干燥的空气里很稳定；但在潮湿的空气里其表面可以生 成一层绿色的碱式碳酸铜 Cu2（OH）2 CO3，即铜绿，可溶于硝酸和热浓硫酸，略 溶于盐酸，容易被碱侵蚀。
1）本实验 根据合金熔铸的基本原理，利用中频熔炼 炉，对铝锭、镁锭、 纯铜丝进行金 属熔铸，根据实验要求配比制 造 2024 铝合金。 2）将铝合金铸型均分为四块试样，依次标号，依次做下列表中处理。
1）制备过程： 石膏模制作——→合金溶液的熔炼——→浇注成型— —→取样深加工——→抛光备用
2）石膏模广泛用于浇注成型，具有熔点低、热稳定性高、流动性好、 脱蜡温度低等特点，具有自身的吸水性和脱模性。石膏模也存在自身的弱 点，强度低，耐用性不理想。其可将复杂整体件分离成数件简单件，分别 制出熔模，再用胶结剂在室温下将熔模快速胶结组装在一起为整体件。用 流体石膏混合料灌浆成型，石膏铸型经干燥、脱蜡、焙烧后浇注。可适用 于铸造大型、薄壁、复杂 的整体铝铸件，也可广泛用于航天、航空、兵器 、 电子、仪表工业中。
耐火材料、新材料开 发、特种材料、发热机片、建材等领域。采 用 P909 微
1）试样加入顺序 按照熔点大小 原则依次加入铜，铝，镁。 铜的熔点为 1083.4℃，铝的 熔点为 660.37℃，镁的熔点 为 648.8℃。按照 熔点由高到低的顺序加入各 原材料，保证所有材料都能充分熔化，使获得的合金成分均匀，性能稳定， 符合技术要求。 2）熔炼 发生在中频熔炼炉中，为使熔炼充分，熔炼的温度 要求高于浇 注温度，这样 才能保证所浇注出的试样在性能 上符合要求，成分满 足 2024 铝合金的标准。为下一步对性能的测定做好准备。
2024 铝 合金（标准：JIS H4000-1999）属 Al-Cu-Mg 系铝合金。这是一 种高强度硬铝，可进行热处理强化。在淬火和刚淬火状态下塑性中等，点 焊焊接良好，用气焊时有形成晶间裂纹的倾向。合金在淬火和冷作硬化后 其可切削性能尚好，退火后可切削性低，抗腐蚀性不高，常采用阳极氧化 处理与涂漆方法或表面加包铝层以提高其抗腐蚀能力。其主要用于制作各 种高负荷的零件和构件（但不包括冲压件锻件），如飞机上的骨架零件、 蒙皮、隔框、 翼肋、翼梁、铆钉等 150℃以下工作零 件。
本综合实验是在金属材料本科生完成相关专业理论课之后的一次全面 综合实验训练，通过从铝合金材料设计与选择、制造到性能检测的全面训 练，使学生了解铝合金材料及其加工的生产全过程，所学基础理论和专业 理论来解释试验中的各种现象，培养学生的动手能力和综合分析问题的能 力，特别是学生的独立设计实验方案及创新能力。
实验组分三组 第一组：时效温度为 170℃，时效 6 小时后，洛氏硬度平均值为 HRC41.6； 第二组：时效温度为 185℃，时效 6 小时后，洛氏硬度平均值为 HRC 41.7； 第三组：时效温度为 200℃，时效 6 小时后，洛氏硬度平均值为 HRC19.1； 第四组：未进行任何处理，洛氏硬度平均值为 HRC10.7。
从实验的数据可以初步得出： 在本次试验所取的温度梯度范围内，随着升高到一定温度（200℃），2024 铝合金硬度明显下降。未作处理的 2024 铝合金硬度最低。在 170℃或 185℃时效 温度 2024 铝合金硬度明显升高，但是相差不大。这只是基于实验所得数据所做 出的初步评估，而事实是否如此还需要在搜集大量数据和信息之后，结合自己所 得实验数据，综合分析才能得到比较合理和正确的实验结论。 下面是查阅资料的一些相关点。 1）2024 铝合金加热时，合金中形成了空位；在淬火时，由于冷却快，这些 空位来不及移出，便被“固定”在晶体内。这些在过饱和固溶体内的空位大多与 溶质原子结合在一起。由于过饱和固溶体处于不稳定状态，必然向平衡状态转变， 空位的存在，加速了溶质原子的扩散速度，因而加速了溶质原子的偏聚。硬化区 的大小和数量取决于淬火温度与淬火冷却速度。淬火温度越高，空位浓度越大， 硬化区的数量也就越多，硬化区的尺寸减小。淬火冷却速度越大，固溶体内所固 定的空位越多，有利于增加硬化区的数量，减小硬化区的尺寸。 2）2024 合金属于 Al-Cu-Mg 系高强度硬铝合金，由于合 金板带材的最 佳淬火工艺，以达到改善合金性能，控制其具有强度高，耐热性好，成型 性优良及耐损伤等特制淬火变形，提高产品质量的目的。 高纯高强铝合 金的时效时间和温度对其性能的 影响很大 ,尽 可能地增 加时效时间是提高该类铝合金综合性能的一个有效途径。过高的时效温度 或过长的时效时间，将导致过时效，脱溶相尺寸过大，并与基体完全脱离 共格关系，形成平衡相，此时位错环绕质点所需切应力小于切割质点的应 力，从而形成位错环，强度、硬度下降。 铝合金工件加热后的冷却时间必须很短，一避免在固熔处理前工件局 部或整体温度 下降。工件从出炉到进入固熔 处理槽的间隔时间要严格控制 ， 延迟时间过长将导致工件温度下降，发生部分固熔体分解，析出粗大疏松 相，产生组织偏析，从而降低时效强化效果。 3）2024 铝合金的铸态组织枝晶偏析严重 ，在晶界存在很多 低熔点共晶 项， Cu、 Mg 和 Mn 元素 在晶内和晶界分布不均匀，经 过 495℃、12h 均匀 化 处理能明显改 善其成分偏析， 503℃左右合金过烧。 4）2024 铝合金在自然 时效的状态下的抗腐蚀性比人 工时效状态下的 好，若要在较 高温度下使用，则可在 170℃-190℃，保温 12-16h. 5）在 500℃固溶保温 50min 时，硬度值出现峰值；随时效温度的升高，达 到峰值的时间缩短，时效越快，180℃时所达到的峰值最大，且时效达到的硬度 也最大。 对该次实验结果与正确的实验结果进行比较分析，可以得出大概有以下九点 影响我们的实验数据。
