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铝合金加一种元素会带来怎样的变化?

来源:bbk603.com   分类:常见问题   发布:2018-03-29   阅读:(324)

金(jin)属铝的诞生虽然只有(you)一(yi)百多年(nian),但是它的应用却(que)得到迅速拓展。纯铝强度低,其(qi)用途(tu)受到限制(zhi)。但加入少量的一(yi)种或几种合(he)金(jin)元素,如镁(mei)、硅、锰、铜、锌、铁、铬、钛等,即可得到具(ju)有(you)不同性能的铝合(he)金(jin)。

铝合金按加工方法可以(yi)分为变(bian)形铝合金和铸造铝合金。

变形铝(lv)(lv)合(he)金(jin)(jin)又分(fen)(fen)为(wei)不(bu)可热(re)(re)处(chu)理(li)(li)(li)强(qiang)(qiang)化(hua)(hua)型铝(lv)(lv)合(he)金(jin)(jin)和可热(re)(re)处(chu)理(li)(li)(li)强(qiang)(qiang)化(hua)(hua)型铝(lv)(lv)合(he)金(jin)(jin)。不(bu)可热(re)(re)处(chu)理(li)(li)(li)强(qiang)(qiang)化(hua)(hua)型不(bu)能(neng)(neng)通过热(re)(re)处(chu)理(li)(li)(li)来(lai)(lai)提高(gao)(gao)机(ji)械(xie)性能(neng)(neng),只能(neng)(neng)通过冷加工变形来(lai)(lai)实现强(qiang)(qiang)化(hua)(hua),它主要包(bao)括高(gao)(gao)纯铝(lv)(lv)、工业(ye)高(gao)(gao)纯铝(lv)(lv)、工业(ye)纯铝(lv)(lv)以及防锈铝(lv)(lv)等(deng)。可热(re)(re)处(chu)理(li)(li)(li)强(qiang)(qiang)化(hua)(hua)型铝(lv)(lv)合(he)金(jin)(jin)可以通过淬火(huo)和时效等(deng)热(re)(re)处(chu)理(li)(li)(li)手段来(lai)(lai)提高(gao)(gao)机(ji)械(xie)性能(neng)(neng),它可分(fen)(fen)为(wei)硬铝(lv)(lv)、锻铝(lv)(lv)、超硬铝(lv)(lv)和特(te)殊铝(lv)(lv)合(he)金(jin)(jin)等(deng)。


铸造(zao)铝(lv)(lv)合(he)金(jin)按(an)化(hua)学成分(fen)可(ke)分(fen)为铝(lv)(lv)硅合(he)金(jin),铝(lv)(lv)铜合(he)金(jin),铝(lv)(lv)镁合(he)金(jin)和铝(lv)(lv)锌(xin)合(he)金(jin)。 

铝合金因添加(jia)了(le)不(bu)同(tong)金属(shu)元(yuan)(yuan)素(su)而表现出不(bu)同(tong)的性能特点,在各金属(shu)元(yuan)(yuan)素(su)之中,对铝合金性能影响较(jiao)大的元(yuan)(yuan)素(su)有铜(Cu)、镁(Mg)、硅(Si)、铁(Fe)、锰(Mn)、镍(Ni)、锌(Zn)、铬(Cr)、钙(Ca)等

 

添加金属元素对(dui)铝合(he)金性能(neng)的影响

铜(Cu)
铜是重要的合金元素(su),有一(yi)定的固溶强化(hua)效果(guo),铜含(han)量在(zai)4%~6.8%时强化效果最好,所以大部分(fen)硬(ying)铝合(he)(he)金的含(han)铜量处于这范(fan)围。增加(jia)含(han)铜量,提高合(he)(he)金的流动性(xing),抗拉强(qiang)度(du)和硬(ying)度(du),使机械性(xing)能得以(yi)提高,切削性(xing)变好。它的劣势在于会(hui)降低(di)铝合(he)(he)金的耐蚀(shi)性(xing)并增加(jia)应(ying)力腐蚀(shi)开裂(lie)敏感性(xing)。

镁(mei)(Mg)
镁对铝的(de)强化是显著的(de),能(neng)提高(gao)抗(kang)拉强度和屈服极限,提高(gao)合金的切削加工(gong)性(xing)提高耐蚀性和焊(han)接性。Mg2Si会使铸件变脆。

硅(Si)

硅(gui)是(shi)最重要的(de)(de)合(he)金(jin)(jin)元素,也是(shi)铸造铝合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)主要合(he)金(jin)(jin)元素。它(ta)能(neng)显著提高(gao)铝合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)流动性(xing),降(jiang)低铝合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)密度,改善合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)铸造性(xing)能(neng),硅(gui)与铝能(neng)组成固溶体(ti)(ti),提高(gao)合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)高(gao)温造型性(xing),减少收缩率,无热裂倾向。它(ta)的(de)(de)缺点是(shi)使铝合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)加工性(xing)能(neng)变差随着硅含量(liang)的增加,8%到15%,铝合金的抗拉强度呈现线性增长。 


铁(Fe)
铁(tie)的(de)含(han)量(liang)(liang)超过一定临(lin)界值以(yi)后(hou)会极大的(de)损害铝(lv)(lv)合金的(de)塑性,铝(lv)(lv)合金对(dui)模具的(de)粘附作用(yong)十(shi)分(fen)强(qiang)烈,当铁(tie)含(han)量(liang)(liang)在0.6%以下时尤为强烈,即有不易脱模的现象。当铁含量超过0.6%后,粘模现象便大为减轻。铝合金中含铁量太高时,铁以FeAl3、Fe2Al7和Al-Si-Fe的片状或针状组织存在于合金中,生成金属化合物,形成硬点。这种组织还会降低机械性能,热裂性增大,使铸件产生脆性。并且含铁(Fe)量过1.2%时,降低合金流动性,损害铸件的(de)品质,缩(suo)短压铸设(she)备中金属组(zu)件的(de)寿命。 

锰(meng)(Mn)
锰在固溶(rong)体中的最大溶(rong)解度为(wei)1.82%。合金强度随溶解度增加不断增加,锰含量为0.8%时,延伸率达最大值。锰含量过高时,会引起偏析。

镍(nie)(Ni)
能(neng)提高铝合(he)金的热(re)硬性(xing),主要(yao)得益于镍铝化合(he)物。它的劣势是降低耐蚀性及热导性。

锌(Zn)
铝(lv)中同时(shi)加入(ru)锌(xin)和(he)镁,形成强化相Mg/Zn2,对合金产生明显的强化作用。锌只在7xxx系铝合金中添加在(zai)其它铝合金中(zhong)它是杂质元素(su)。它的劣势(shi)是存在应(ying)力腐蚀开裂的倾向。 

(Cr)
铬(ge)在铝中形成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金属间化合物,阻碍再结晶的形核和长大过程,对合金有一定的强化作用,还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。它(ta)的劣势(shi)是增加(jia)淬火敏感性。


钙(gai)(Ca)
钙在铝合金中固溶度极低,与(yu)铝形(xing)成(cheng)CaAl4化合物,钙又是铝合金的超塑性元素,大约5%钙和5%锰的铝合金具有超塑性。钙能改善铝合金切削性能。微量钙有利于去除铝液中的氢。 

钛(tai)Ti
钛是铝合金(jin)(jin)中常用(yong)的添加元素,在铝合金(jin)(jin)中增(zeng)加钛可以提高铝合金(jin)(jin)的耐蚀性(xing)。它能(neng)有效的细(xi)化铝合金(jin)(jin)的晶粒(li),其含(han)量约(yue)为0.015%。当加入量超过0.15%,它会使晶粒粗化。

锡(Sn
它用于铸造铝合金可以降低轴(zhou)承和衬套(tao)的摩擦系数并(bing)提高(gao)耐磨性能。


铝(lv)(lv)合金密(mi)度(du)低,但强度(du)比较高,接近或超(chao)过优质钢,塑性(xing)(xing)好(hao)(hao),可加工成各种型材,具有优良的导(dao)电性(xing)(xing)、导(dao)热(re)性(xing)(xing)和抗蚀性(xing)(xing),工业上广泛使用,使用量(liang)仅次(ci)于钢。一(yi)些铝(lv)(lv)合金可以采用热(re)处理获得良好(hao)(hao)的机械性(xing)(xing)能(neng)(neng),物理性(xing)(xing)能(neng)(neng)和抗腐蚀性(xing)(xing)能(neng)(neng)。 

不同金属元素的添加使铝合金性能随之变化,铝合金性能的多样性使其在建筑家具航空航天汽车机械制造船舶及化学工业等领域应用广泛。

 

铝合(he)金性能不同应用领域(yu)

建筑

城(cheng)市建筑(zhu)中大量(liang)使用高性(xing)能,取其(qi)抗(kang)风(feng)压、机械力学(xue)强度、隔热、隔音(yin)、耐候(hou)性等一系列重要的使用性能。而也(ye)有(you)铝模板来代替木模板和铁模板,并(bing)出(chu)现铝天(tian)桥、铝通信(xin)塔、铝防洪神(shen)器(qi)等(deng)铝合(he)金新(xin)产品


航空(kong)、航天
铝合(he)金(jin)是亚音速飞机的(de)主要用材,仅铝合(he)金(jin)铆钉一(yi)项(xiang)每架飞机就有(you)40~150万个。铝制零部件在先进军用飞机中的比例虽低一些,但仍占其自身总质量的40%~60%。其他飞机上的(de)蒙(meng)皮、梁、肋、桁(heng)条、隔框和(he)起(qi)落架都可以用(yong)铝合金制造。

汽车
汽车(che)用(yong)铝合(he)金(jin)材料包括铝合金(jin)轮(lun)毂、铝合金(jin)发动(dong)机、铝合金(jin)管梁(liang)、车身(shen)骨架、电机(ji)、行李架电池铝托盘、座椅系统、保险(xian)杠(gang)、发动(dong)机缸体、油底壳(qiao)、覆盖件(jian)等全铝车身还有商用车中部分槽罐车,冷藏车,半挂车的车身也有使用铝合金。



舰船
舰(jian)(jian)船(chuan)上应用(yong)的(de)铝合金(jin)可以分为变形(xing)铝合金(jin)和铸(zhu)造(zao)铝合金(jin)。变形(xing)铝合金(jin)在各国(guo)造(zao)船(chuan)中的(de)应用(yong),从大型水面舰(jian)(jian)船(chuan)上层建筑,上千吨的(de)全(quan)铝海洋研究船(chuan)到气垫船(chuan),渡船(chuan),交通艇(ting)等各类高速客船(chuan)和军用(yong)快艇(ting)。铸(zhu)造(zao)铝合金(jin)主要用(yong)于泵、活塞等部件。



电子电气
铝合金能够打造更为轻薄、坚固的产品(pin),包括(kuo)手(shou)机(ji)外壳等(deng),外观和饰面花样繁(fan)多能彰显时代性,更为坚固,同时也(ye)具(ju)有(you)真实、自(zi)然的触感。



容器包装
除了饮料用的易拉罐,铝合金箱产品适用于各种仪器仪表箱、道具箱、电力通讯铝合金箱、化妆箱、医疗器械箱、军用设备铝合金箱、拉杆铝合金箱、提款箱,灯箱及减震铝合金箱和各种专用铝合金箱系列产品。



创意设计

各种铝质(zhi)艺术(shu)品(pin)、铝质(zhi)珠宝等给人带来视(shi)觉(jue)上的美感及触觉(jue)上的舒适赋予艺术品格。



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