铝是世界上含量最丰富的金属,是占地壳8%的第三常见元素。铝的多功能性使其成为继钢之后应用最广泛的金属。
铝合金解释
生产的铝
铝是从铝土矿中提炼出来的。铝土矿通过拜耳法转化为氧化铝。然后利用电解槽和霍尔-赫罗特工艺将氧化铝转化为铝金属。
年铝需求量
全球对铝的需求每年约为2900万吨。大约2200万吨是新铝,700万吨是回收的铝废料。回收铝的使用在经济上和环境上都很有吸引力。生产1吨新铝需要14000千瓦时。相反,重新熔化和回收一吨铝只需要5%。纯铝合金和回收铝合金在质量上没有区别。
铝的应用
纯铝具有柔软、延展性、耐腐蚀和高导电性。它广泛用于箔和导体电缆,但与其他元素的合金是必要的,以提供更高的强度所需的其他应用。铝是最轻的工程金属之一,其强度重量比优于钢。
通过利用其优势性能的各种组合,如强度、轻、耐腐蚀、可回收性和成形性,铝被越来越多的应用。这一系列的产品范围从结构材料到薄包装箔。欧洲杯足球竞彩
合金名称
铝通常与铜、锌、镁、硅、锰和锂制成合金。还添加了少量的铬、钛、锆、铅、铋和镍,铁总是少量存在。
有超过300种锻造合金,其中50种是常用的。他们通常用起源于美国的四位数系统来识别,现在已经被普遍接受。表1描述了变形合金的系统。铸造合金也有类似的名称,并使用五位数系统。
表1。变形铝合金的名称。
合金元素 |
造成 |
没有(99% +铝) |
1 xxx |
铜 |
2 xxx |
锰 |
3 xxx |
硅 |
4 xxx |
镁 |
5 xxx |
镁+硅 |
6 xxx |
锌 |
7XXX |
锂 |
8XXX |
对于指定为1XXX的非合金锻造铝合金,最后两位数字表示金属纯度。当铝纯度表示为最接近的0.01%时,它们相当于小数点后的最后两位数字。第二位数字表示杂质限值的修改。如果第二个数字为零,则表示非合金铝具有自然杂质限值,1到9表示单个杂质或合金元素。
对于2XXX到8XXX组,最后两位数字表示组中的不同铝合金。第二个数字表示合金修改。第二位数字0表示原始合金,整数1至9表示连续合金修改。
铝的物理性能
铝的密度
铝的密度约为钢或铜的三分之一,这使它成为市面上最轻的金属之一。由此产生的高强度重量比使其成为一种重要的结构材料,可以增加有效载荷或节省燃料,特别是运输行业。
铝的强度
纯铝的抗拉强度不高。然而,添加锰、硅、铜和镁等合金元素可以提高铝的强度性能,并生产出一种性能适合特定应用的合金。
铝非常适合寒冷的环境与钢相比,它的优点是在保持韧性的同时,抗拉强度随温度的降低而提高。另一方面,钢在低温时变脆。
铝的耐蚀性
当暴露在空气中,铝的表面几乎瞬间就会形成一层氧化铝。该层具有优良的耐腐蚀性能。它对大多数酸有相当的抵抗力,但对碱抵抗力较差。
铝的导热性
铝的导热系数大约是钢的三倍。这使得铝成为冷却和加热应用(如热交换器)的重要材料。再加上它的无毒特性,铝被广泛用于烹饪器具和厨房用具。
铝的导电性
与铜一样,铝具有足够高的导电性,可以用作电导体。尽管常用导电合金(1350)的导电率仅为退火铜的62%左右,但它的导电率仅为重量的三分之一,因此与相同重量的铜相比,它的导电率是铜的两倍。
反射率的铝
从紫外线到红外线,铝是一种极好的辐射能反射器。约80%的可见光反射率意味着它被广泛应用于灯具。反射率的相同性质使铝理想的隔热材料,可在夏季防止阳光照射,同时在冬季防止热量损失。
表2。铝的属性。
财产 |
价值 |
原子序数 |
13 |
原子量(g /摩尔) |
26.98 |
配价 |
3. |
晶体结构 |
FCC |
熔点(°C) |
660.2 |
沸点(°C) |
2480 |
平均比热(0-100°C)(标定/克°C) |
0.219 |
热导率(0-100°C) (cal/cms。°C) |
0.57 |
线性膨胀系数(0-100°C) (x10-6/摄氏度) |
23.5 |
20°C时的电阻率(Ω.cm) |
2.69 |
密度(克/厘米3.) |
2.6898 |
弹性模量(GPa) |
68.3 |
泊松比 |
0.34 |
铝的力学性能
铝可能会严重变形而不会发生故障。这使得铝可以通过轧制、挤压、拉拔、机加工和其他机械过程成形。它也可以铸造到高公差。
合金化、冷加工和热处理都可以用来调整铝的性能。
纯铝的抗拉强度约为90 MPa,但某些可热处理合金的抗拉强度可提高到690 MPa以上。
表3。所选铝合金的机械性能。
合金 |
脾气 |
验证应力0.20%(MPa) |
抗拉强度(MPa) |
抗剪强度(MPa) |
伸长A5 (%) |
伸长A50 (%) |
硬度布氏硬度HB |
维氏硬度高压 |
疲劳耐力。极限(MPa) |
AA1050A |
H2 |
85 |
100 |
60 |
12 |
|
30 |
30 |
|
H4 |
105 |
115 |
70 |
10 |
9 |
35 |
36 |
70 |
编辑 |
120 |
130 |
80 |
7 |
|
39 |
|
|
H8 |
140 |
150 |
85 |
6 |
5 |
43 |
44 |
100 |
H9 |
170 |
180 |
|
|
3. |
48 |
51 |
|
0 |
35 |
80 |
50 |
42 |
38 |
21 |
20 |
50 |
AA2011 |
T3 |
290 |
365 |
220 |
15 |
15 |
95 |
100 |
250 |
T4 |
270 |
350 |
210 |
18 |
18 |
90 |
95 |
250 |
T6 |
300 |
395 |
235 |
12 |
12 |
110 |
115 |
250 |
T8 |
315 |
420 |
250 |
13 |
12 |
115 |
120 |
250 |
AA3103 |
H2 |
115 |
135 |
80 |
11 |
11 |
40 |
40 |
|
H4 |
140 |
155 |
90 |
9 |
9 |
45 |
46 |
130 |
编辑 |
160 |
175 |
100 |
8 |
6 |
50 |
50 |
|
H8 |
180 |
200 |
110 |
6 |
6 |
55 |
55 |
150 |
H9 |
210 |
240 |
125 |
4 |
3. |
65 |
70 |
|
0 |
45 |
105 |
70 |
29 |
25 |
29 |
29 |
100 |
AA5083 |
H2 |
240 |
330 |
185 |
17 |
16 |
90 |
95 |
280 |
H4 |
275 |
360 |
200 |
16 |
14 |
100 |
105 |
280 |
编辑 |
305 |
380 |
210 |
10 |
9 |
105 |
110 |
|
H8 |
335 |
400 |
220 |
9 |
8 |
110 |
115 |
|
H9 |
370 |
420 |
230 |
5 |
5 |
115 |
120 |
|
0 |
145 |
300 |
175 |
23 |
22 |
70 |
75 |
250 |
AA5251 |
H2 |
165 |
210 |
125 |
14 |
14 |
60 |
65 |
|
H4 |
190 |
230 |
135 |
13 |
12 |
65 |
70 |
230 |
编辑 |
215 |
255 |
145 |
9 |
8 |
70 |
75 |
|
H8 |
240 |
280 |
155 |
8 |
7 |
80 |
80 |
250 |
H9 |
270 |
310 |
165 |
5 |
4 |
90 |
90 |
|
0 |
80 |
180 |
115 |
26 |
25 |
45 |
46 |
200 |
AA5754 |
H2 |
185 |
245 |
150 |
15 |
14 |
70 |
75 |
|
H4 |
215 |
270 |
160 |
14 |
12 |
75 |
80 |
250 |
编辑 |
245 |
290 |
170 |
10 |
9 |
80 |
85 |
|
H8 |
270 |
315 |
180 |
9 |
8 |
90 |
90 |
280 |
H9 |
300 |
340 |
190 |
5 |
4 |
95 |
100 |
|
0 |
100 |
215 |
140 |
25 |
24 |
55 |
55 |
220 |
AA6063 |
0 |
50 |
100 |
70 |
27 |
26 |
25 |
85 |
110 |
T1 |
90 |
150 |
95 |
26 |
24 |
45 |
45 |
150 |
T4 |
90 |
160 |
110 |
21 |
21 |
50 |
50 |
150 |
T5 |
175 |
215 |
135 |
14 |
13 |
60 |
65 |
150 |
T6 |
210 |
245 |
150 |
14 |
12 |
75 |
80 |
150 |
T8 |
240 |
260 |
155 |
|
9 |
80 |
85 |
|
AA6082 |
0 |
60 |
130 |
85 |
27 |
26 |
35 |
35 |
120 |
T1 |
170 |
260 |
155 |
24 |
24 |
70 |
75 |
200 |
T4 |
170 |
260 |
170 |
19 |
19 |
70 |
75 |
200 |
T5 |
275 |
325 |
195 |
11 |
11 |
90 |
95 |
210 |
T6 |
310 |
340 |
210 |
11 |
11 |
95 |
100 |
210 |
AA6262 |
T6 |
240 |
290 |
|
8 |
|
|
|
|
T9 |
330 |
360 |
|
3. |
|
|
|
|
AA7075 |
0 |
105 |
225 |
150 |
|
17 |
60 |
65 |
230 |
T6 |
505 |
570 |
350 |
10 |
10 |
150 |
160 |
300 |
T7 |
435 |
505 |
305 |
13 |
12 |
140 |
150 |
300 |
铝标准
旧的BS1470标准已被9个EN标准所取代。欧盟标准载于表4。
表4。EN铝标准
标准 |
范围 |
EN485-1 |
检验和交货的技术条件 |
EN485-2 |
机械性能 |
EN485-3 |
热轧材料的公差 |
EN485-4 |
冷轧材料的公差 |
EN515 |
脾气名称 |
EN573-1 |
数值合金标示系统 |
EN573-2 |
化学符号命名系统 |
EN573-3 |
化学成分 |
EN573-4 |
产品在不同的合金中形成 |
EN标准与旧标准BS1470在以下方面有所不同:
- 化学成分-不变。
- 合金编号系统-不变。
- 可热处理合金的回火名称现在涵盖了更广泛的特殊回火。在非标准应用(如T6151)中引入T后的数字可达4位。
- 非热处理合金的回火名称-现有回火没有变化,但现在回火的定义更加全面,以它们是如何创建的。软(O)脾气现在是H111和中间脾气H112已经介绍。对于合金5251回火现在显示为H32/H34/H36/H38(等效于H22/H24等)。H19/H22和H24现在分别显示。
- 机械性能-保持与先前数据相似。0.2%压力证明必须在测试证书上注明。
- 公差已不同程度地收紧。
铝的热处理
一系列的热处理可以应用于铝合金:
- 均质化-铸造后加热消除偏析。
- 退火-冷加工后用于软化加工硬化合金(1XXX、3XXX和5XXX)。
- 沉淀或时效硬化(合金2XXX、6XXX和7XXX)。
- 沉淀硬化合金时效前的固溶热处理。
- 烤制涂料的烘干
- 热处理后,在牌号上加上后缀。
- 后缀F的意思是“捏造的”。
- O表示“退火的锻造产品”。
- T表示经过了“热处理”。
- W表示材料经过固溶热处理。
- H是指“冷加工”或“应变硬化”的不可热处理合金。
不可热处理的合金是3XXX, 4XXX和5XXX组。
表5。铝和铝合金的热处理名称。
术语 |
描述 |
T1 |
通过高温成型工艺冷却并自然老化。 |
T2 |
从高温成形过程冷却,冷加工和自然老化。 |
T3 |
固溶热处理冷加工,并自然老化至相当高的温度。 |
T4 |
固溶热处理,自然老化到基本稳定的状态。 |
T5 |
从高温冷却成型过程,然后人工老化。 |
T6 |
固溶热处理,再人工时效。 |
T7 |
固溶热处理和过时效/稳定。 |
铝的加工硬化
非热处理合金可以通过冷加工来调整其性能。冷轧就是一个例子。
这些调整的性能取决于冷加工的程度,以及加工后是否进行退火或稳定热处理。
用字母O、F或H跟一个或多个数字来描述这些处理方法。如表6所示,第一个数字表示工作状态,第二个数字表示回火程度。
表6。非热处理合金名称
术语 |
描述 |
H1X |
硬化 |
H2X |
加工硬化和部分退火 |
H3X |
经低温处理后加工硬化和稳定 |
H4X |
工作硬化和加热 |
HX2 |
四分之一辛苦——工作的程度 |
HX4 |
半辛苦——工作的程度 |
HX6 |
四分之三的努力程度 |
HX8 |
全力以赴——工作的程度 |
表7所示。钢板回火规范
代码 |
描述 |
H112 |
在成形过程中有一定回火,但对应变硬化或热处理量没有特殊控制的合金。有一些强度限制。 |
H321 |
应变硬化的数量少于所需的控制H32回火。 |
H323 |
H32的一个版本,已硬化提供可接受的抗应力腐蚀开裂。 |
H343 |
H34的一个版本,已硬化提供可接受的抗应力腐蚀开裂。 |
H115 |
装甲钢板。 |
H116 |
特种耐腐蚀的脾气。 |
免责声明
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