長江有色金屬網 > 有色知識 > 鋁合金

鋁合金

   來源:

鋁合金是以鋁為基添加一定量其他合金化元素的合金,是輕金屬材料之一。

鋁合金是以鋁為基添加一定量其他合金化元素的合金,是輕金屬材料之一。鋁合金除具有鋁的一般特性外,由于添加合金化元素的種類和數量的不同又具有一些合金的具體特性。鋁合金的密度為2.63~2.85g/cm,有較高的強度(σb為110~650MPa),比強度接近高合金鋼,比剛度超過鋼,有良好的鑄造性能和塑性加工性能,良好的導電、導熱性能,良好的耐蝕性和可焊性,可作結構材料使用,在航天、航空、交通運輸、建筑、機電、輕化和日用品中有著廣泛的應用。

一、分類
鋁合金按其成分和加工方法又分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。
1.變形鋁合金
變形鋁合金是以各種壓力加工方法制成的管、棒、線、型等半成品鋁合金。根據其用途又可分為防腐鋁合金、超硬鋁、特殊鋁、硬鋁、鍛鋁5類。
常用的防銹鋁合金中主要合金元素是錳和鎂,加錳可提高其抗蝕能力,加鎂使其強化并降低比重,其特點是耐腐蝕,拋光性好,可長時間保持光亮表面,強度比純鋁高,多用于制造與液體接觸的零件、管道、日用品、裝飾品等; 硬鋁又稱杜拉鋁,是鋁、、鎂合金,并含少量錳。銅、鎂在鋁中溶解度較大,有強化效應,錳使其耐蝕。硬鋁根據其合金元素含量不同可分別制造鉚釘、飛機的螺旋槳及飛機上的高強度零件; 超硬鋁是含有鋅的硬鋁,其硬度、強度均比硬鋁高,不同品種的超硬鋁用于制造各種結構零件、高載荷零件,是航空工業(yè)的重要材料之一; 鍛鋁在一般狀態(tài)下具有高的塑性,強度大,用來制造各種鍛件或沖壓件,如內燃機活塞等; 特殊鋁是在特定情況下使用的,組分不同,各有用途。 
2.鑄造鋁合金
鑄造鋁合金是用來直接澆鑄各種形狀的機械零件的鋁合金。按加入的主要元素不同又可分為Al-Si系合金、Al-Zn系合金、Al-Mg系合金。每個系統(tǒng)各有牌號,較為復雜。 
3.區(qū)別
變形鋁合金和鑄造鋁合金的根本差別可用鋁基二元合金相圖來說明:成分位于B′點以左的合金屬于變形鋁合金,當加熱到高于固溶線(BD)溫度時,它可獲得單相α固溶體,其塑性加工性能較好,適于冷、熱壓力加工。由于熔鑄技術的發(fā)展,有些變形鋁合金的成分已擴大到F點。成分在E點以右的合金屬于鑄造鋁合金。由于其組織中含有低熔點共晶體,流動性好,可防止熱裂現象,適于鑄造成形??梢婅T造鋁合金的成分含量比變形鋁合金的高。鋁合金又分可熱處理強化和不可熱處理強化的兩類。成分在D點以左的合金,其固溶體的成分不隨溫度的變化而變化,熱處理時沒有相的變化,不發(fā)生強化,稱為非熱處理強化合金;合金成分位于DF之間的合金,其固溶體的成分隨溫度而改變,即熱處理時有相的變化,因而發(fā)生強化,稱為可熱處理強化合金。

二、應用
鋁合金具有密度低、力學性能佳、加工性能好、無毒、易回收、導電性、傳熱性及抗腐蝕性能優(yōu)良等特點,在船用行業(yè)、化工行業(yè)、航空航天、金屬包裝、交通運輸等領域廣泛使用。
1.航空航天
鋁合金是制造飛機用的主要材料。鋁合金與制造汽車用的軟鋼比較起來,價格貴、密度小,相對密度為2.8,與軟鋼相對密度7.8比較,約輕三分之一,盡管強度相差不多,但對飛機來說,材料輕是最主要的,而且耐腐蝕性較強,加工也方便,故鋁合金是制造飛機最理想的材料。硬鋁根據其合金元素含量不同可分別制造鉚釘、飛機的螺旋槳及飛機上的高強度零件; 超硬鋁是含有鋅的硬鋁,其硬度、強度均比硬鋁高,不同品種的超硬鋁用于制造各種結構零件、高載荷零件,是航空工業(yè)的重要材料之一。
2.船用行業(yè)
鋁及鋁合金在造船工業(yè)中應用越來越廣,小到汽艇大到萬噸油輪,從海上氣墊船到海下潛艇,從民用到軍工,從捕魚船到海洋開采船,均使用綜合性能優(yōu)良的鋁合金生產船舶外殼、支架結構、配套設施、管道等。 鋁合金應用于船用行業(yè),可以使船的整體質量減重,有利用船舶行駛速度的提升,并能抵抗海水對船舶的腐蝕。在船用行業(yè)應用的鋁合金主要是鋁銅合金、鋁鎂合金和鋁硅合金。鋁銅合金在我國及俄羅斯船舶中使用廣泛,但其耐海水腐蝕性能差,阻礙了其在船舶行業(yè)中的發(fā)展。鋁鎂合金主要用于船體外殼、水泵導管、泵殼體及機座支架等,牌號有5083、5086、5456、5466等。鋁硅合金結構強度適中,流動性好,充型能力強,易于生產致密度較高、結構復雜的零部件,如高壓閥件、氣缸體、泵、減速箱外殼、渦輪葉片等。 
3.在化工行業(yè)中的應用
鋁具有良好的導熱性,鋁及鋁合金廣泛用于生產化工設備中換熱設備、抗?jié)庀跛岣g的貯槽、吸附過濾器、分餾塔、管道及許多內襯等。鑄造鋁合金的流動性好,充型能力強,收縮率小,不易形成裂紋,抗腐蝕性能好(其表面可形成三氧化二鋁、二氧化硅保護膜),質量輕,力學性能好優(yōu)良,大量用于制造結構復雜的抗腐蝕零部件,如汽缸、管件、閥門、泵、活塞等。鋁在化工生產中有許多特殊的用途。鋁不產生火花,鋁合金可生產盛裝容易揮發(fā)性物質的容器;鋁無毒性,不會造成食物變質,不影響商品的外觀,不腐蝕商品,因此,鋁合金廣泛用于制作食品化工工業(yè)中相關設備。
4.在金屬包裝行業(yè)中的應用
鋁合金可用于金屬包裝,其具有以下優(yōu)良特點:力學性能好,質輕抗壓強度高,經久耐用,便于儲存和運輸商品;阻隔性能好,可阻擋陽光、氧氣和潮濕的環(huán)境對物品的破壞,可延長物品的保質期;質地好、有美感,鋁合金用作包裝有獨特的金屬光澤,觸摸感好、美觀,提升商品品質;無毒易回收,可循環(huán)利用,節(jié)約資源,減少環(huán)境污染。鋁合金被廣泛用于啤酒、飲料及其他食品罐,多為沖壓拉延成型結構。鋁箔器皿美觀、質輕、傳熱性好,用于快餐食品的包裝,具有保鮮、保味、無毒的功效,被越來越多的食品行業(yè)使用。鋁合金金屬軟管可擠壓變形,內裝物擠壓即可使用,簡單方便,常用于膏狀化妝品包裝。
5.在其他行業(yè)的應用
鋁合金的比強度高、質量輕、流動性好、充型能力強、耐蝕性好、熔點低,廣泛用于拖拉機、機車零部件、電子產品、醫(yī)療器械、建筑裝飾等行業(yè)。鋁合金有優(yōu)良的延展性,在日用品行業(yè)及食品行業(yè)得到大量使用。在輸送電力領域,鋁合金制作的導線成本低、質量輕、抗腐蝕性能好、傳熱及易導電、抗磨,因而越來越受到人們的重視。在輸電領域,鋁合金的使用量最大,高達90%的高壓導線材料是鋁制品[10]。鋁硅合金可作為良好的脫氧劑,減少鋼產生皮下氣泡的敏感性,煉鋼脫氧提高鋼的品質,鋁硅合金市場用量大,全國每年需求量達百萬噸。

鋁合金

【免責聲明】此文章僅供讀者作為參考,并請自行承擔全部責任。出于傳遞給讀者更多信息之目的,并不意味著贊同其觀點或證實其內容的真實性。如轉載稿件涉及版權等問題,請在兩周內來電或來函與長江有色金屬網聯系。