铝是世界上储量最丰富的金属,也是第三大最常见的元素,占地壳的8%。铝的多功能性使它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。
铝年需求量
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
纯的铝具有柔软、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。亚博网站下载
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 |
锻 |
没有(99%+铝) |
1xxx. |
铜 |
2 xxx |
锰 |
3 xxx |
硅 |
4 xxx |
镁 |
5 xxx |
镁+硅 |
6 xxx |
锌 |
7 xxx |
锂 |
8 xxx |
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的纯度。当铝纯度表示为最接近0.01%时,它们相当于小数点后的最后两位。第二位表示杂质限值的修改。如果第二个数字为零,表示有天然杂质限制的非合金铝,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不同的铝合金。第二个数字表示合金改性。第二个数字0表示原始合金,整数1到9表示连续的合金修改。
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。
铝的力量
纯铝不具有高抗拉强度。然而,添加锰,硅,铜和镁等合金元素可以增加铝的强度性能,并制备与特定应用量身定制的性质的合金。
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。
铝的耐腐蚀性
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。
铝的导热系数
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
和铜一样,铝的导电性足够高,可以用作导体。虽然常用的导电合金(1350)的导电性仅为退火铜的62%左右,但它的重量仅为同等重量铜的三分之一,因此可以导电两倍多的电。
铝的反射率
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作为一种理想的绝缘材料,在夏天可以防止阳光的照射,同时在冬天也可以防止热量的流失。
表2。铝的性质。
财产 |
价值 |
原子序数 |
13 |
原子量(g /摩尔) |
26.98 |
价 |
3. |
水晶结构 |
FCC. |
熔点(°C) |
660.2 |
沸点(°C) |
2480 |
比热(0-100°C) (cal/g.°C) |
0.219 |
热导率(0-100°C) (cal/cms。°C) |
0.57 |
线性膨胀的共同效率(0-100°C)(X10-6/°C) |
23.5 |
20°C(ω.cm)的电阻率 |
2.69 |
密度(g / cm3.) |
2.6898 |
弹性模量(GPa) |
68.3 |
泊松比 |
0.34 |
铝的力学性能
铝可以严重变形而不失效。这使得铝可以通过轧制、挤压、拉伸、机械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于量身定制铝的性质。
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 |
0.20% (MPa) |
拉伸强度(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Endur。限制(MPa) |
AA1050A |
H2 |
85. |
One hundred. |
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 |
One hundred. |
H9 |
170. |
180. |
|
|
3. |
48 |
51 |
|
0 |
35 |
80 |
50 |
42 |
38 |
21 |
20. |
50 |
AA2011 |
T3 |
290. |
365 |
220 |
15 |
15 |
95. |
One hundred. |
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. |
One hundred. |
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 |
One hundred. |
AA5083 |
H2 |
240 |
330 |
185. |
17 |
16 |
90. |
95. |
280. |
H4 |
275 |
360 |
200 |
16 |
14 |
One hundred. |
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. |
One hundred. |
|
0 |
One hundred. |
215 |
140 |
25 |
24 |
55. |
55. |
220 |
AA6063 |
0 |
50 |
One hundred. |
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. |
One hundred. |
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BS1470标准已被九所标准取代。ZH标准在表4中给出。
表4。铝标准
标准 |
范围 |
EN485-1 |
检查和交付的技术条件 |
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 |
数值合金指定系统 |
EN573-2 |
化学符号命名系统 |
EN573-3 |
化学成分 |
EN573-4 |
产品形式不同合金 |
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。
- 公差已被收紧到不同程度。
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。
- 涂上涂料的固化
- 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“菌株硬化”的非热处理合金。
非热处理合金是3xxx,4xxx和5xxx组中的合金。
表5所示。铝和铝合金的热处理代号。
术语 |
描述 |
T1 |
由高温成型过程冷却和自然老化。 |
T2 |
从高温成形过程冷却,冷加工和自然老化。 |
T3 |
固溶、热处理、冷加工和自然老化。 |
T4 |
固溶热处理,自然老化到基本稳定的状态。 |
T5 |
从升高的温度整形过程中冷却,然后人工老化。 |
T6 |
溶液热处理,然后人工老化。 |
T7 |
溶液热处理和过度/稳定。 |
铝的加工硬化
非热处理合金可通过冷工作调节其性能。冷轧是一个例子。
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所示。非热处理合金的名称
术语 |
描述 |
H1X |
工作硬化 |
H2X |
工作硬化和部分退火 |
H3X |
经低温处理后加工硬化和稳定 |
H4X |
努力解决和荒谬 |
HX2 |
四分之一努力工作 |
HX4 |
半辛苦——工作的程度 |
HX6 |
四分之三努力工作 |
HX8 |
全力以赴——工作的程度 |
表7。钢板回火规范
代码 |
描述 |
H112 |
具有塑造一些回火但没有特殊控制的合金对应变硬化或热处理的特殊控制。一些强度限制适用。 |
H321 |
应变硬化的数量少于所需的控制H32回火。 |
H323 |
已经硬化的H32版本以提供对应力腐蚀裂缝的可接受的抵抗力。 |
H343 |
一版本的H34,已经硬化以提供可接受的抗应力腐蚀裂缝的抵抗力。 |
H115 |
装甲板。 |
H116 |
特种耐腐蚀的脾气。 |
免责声明
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