铝:简介，特性，不同类型，应用[注释& PDF]

铝简介:

铝是一种银灰色的金属，是地球上分布最广泛的金属之一，占地球核心质量的8%以上。

它是第13个元素元素周期表它的符号是Al，是地球上第三大最常见的金属，仅次于硅和氧。

也拼作aluminum，纯铝在自然界中不存在，因为它容易与其他金属结合。因此，直到1824年才第一次生产铝。

自然界中最常见的形式是硫酸铝。

一个luminum密度比其他金属低吗(钢铁的三分之一)。当暴露在空气中时，由于其对氧的亲和力更强，在其表面形成一层氧化物保护层，并且主要形成+3氧化态的化合物。

对氧的强亲和力导致它与氧氧化物共同存在，因此，氧氧化物主要存在于地壳中的岩石中，而不是地幔中。

Al3+铝阳离子电荷大，体积小。沸点约为2743 K，熔点约为933.47 K。

铝金属的生产主要与铝土矿有关，其中含有约40%至50%的水合氧化铝，混合二氧化硅和氧化铁。

尽管铝在化学性质上与钢或铜相似，但它是一种重量轻、强度大、无腐蚀性、柔韧且可循环利用的金属。

钢在物理上比铝更坚固，但由于其低密度和灵活性，被用于飞机部件、窗框、船舶和高层建筑，因此更受欢迎。

铝的密度大约是钢的2.5倍，这使得它成为需要机动性和便携性的替代品。

铝合金通常具有很高的延展性和延展性，因此它们可以很容易地形成和加工。

铝材料也是良好的电和热导体，不火花，无磁性，在我们的生活中有许多应用。

它是高度可回收的，需要的再熔炼能量很低，仅为生产原金属所需能量的5%左右。75%的材料被回收再利用，而不会失去其理想的性能。

铝的特点:

# 1。重量轻:

铝的比重为2.7克/厘米^3，约为钢的三分之一。这有助于降低制造成本。

铝的使用汽车在增加载重能力的同时，减少自重和能耗。

此外，通过改变合金的成分，可以改变合金的强度以适应不同的应用。

铝锰镁是耐久性和强度的首选混合材料，铝镁硅合金是汽车钣金的首选材料。

# 2。耐腐蚀:

铝自然会产生一层薄薄的氧化膜。它就像一层保护膜，防止金属与环境有太多接触。

这对于暴露于腐蚀剂(如车辆)的应用是有用的。

然而，铝合金比纯铝更耐腐蚀(船用镁铝合金是个例外)。

# 3。导电性和导热性:

按重量计算，铝是一种极好的热和电导体，其导电性是铜的两倍。

这就导致了铝作为输电线路的首选。此外，一个优秀的散热器用于需要突然和快速散热的电器。

# 4。反射率:

铝能很好地反射可见光和热量。此外，它的低重量使其成为用于反射器的极好材料，例如，灯具配件或屋顶毯。

凉爽的屋顶可以减少房屋内部的太阳热量，反射高达95%的阳光。

# 5。韧性:

它的熔点和密度都很低。这使得它可以以多种方式加工成熔融状态。

铝的延展性确保了设计的流动性，如果产品保持到最后。薄板、箔、管、棒和电线都是由铝组成的。

铝有哪些不同类型?

为了改善其性能，如成形性、耐腐蚀性和可加工性，纯铝通常与不同的元素结合。然而，合金需要鉴定，因此需要分级鉴定。

美国铝业协会创建了一个鉴定铝合金的分级系统，并负责维护标准等级的命名法。

它是根据主要合金元素及其热和机械性能进行分级的。

铝合金主要分为两类:锻铝和铸铝．这两个类别都有不同的指定系统。

锻铝:

锻铝是通过将铝锭与一定量的特定合金元素一起熔化而制造的，这导致了该等级的组成。然后对铝合金进行铸造等机械加工直至挤压．

一个四位数的数字被用作区分每个等级的代码:

第一个数字是指与纯铝混合的初级合金元素。主要合金元素对系列牌号的性能有主要影响。

第二个数字表示特定合金的改性。这些修改需要特定的文件，并在IADS注册。如果第二位数上的指定数字为零，则该合金为原始/未改性。

第三和第四个数字是分配给该系列中特定合金的数字。例如，在1000系列中，这些数字表示合金的纯度。

下表描述了锻造铝系列:

年级	原生合金元素
1 xxx	99.00%的铝
2 xxx	铜
3 xxx	锰
4 xxx	硅
5 xxx	镁
6 xxx	镁和硅
7 xxx	锌
8 xxx	其他元素

下面介绍锻造等级的系列:

1000系列

1000系列含有至少99.0%的铝，没有明显的合金元素。该系列由铝等级组成，具有优异的耐腐蚀性和高电气性能热导率．

这些是高度成型和工作硬化非常慢，由于他们的延展性和相对柔软。因此，对于需要严重变形的工艺，它们是首选的。

它们是可焊的，但熔点范围很窄。然而,机械强度在这些等级中是比较低的。

铝1100是1000系列中最常见的等级。它是1000系列中机械强度最高的，也被称为纯商业铝。由于具有良好的导电性和导热性，该等级分别适用于散热器和热交换设备。

该等级还具有优良的成形性能，因此适用于冷加工工艺如弯曲、翻滚形成、拉丝、冲压、纺丝。

它的延展性可以用来形成电线、板、箔、棒和条纹。随着冷加工、热形成使用这个等级很容易执行。

常规焊接方法包括电阻焊，可用于焊接本等级。然而，高压应用可以使用该等级。

该等级不能通过热处理硬化，只能通过冷加工硬化，就像该系列中的大多数合金一样。

2000系列

2000系列铝等级由约0.7-6.8%的铜和少量的硅、锰、镁和其他元素组成。

铜是这些牌号的主要合金元素。它赋予了额外的强度和硬度，有助于提高其可加工性。这些牌号可以在很宽的温度范围内保持高强度。

2000系列铝等级适用于飞机和航空航天应用，因为这些是高性能和高强度的合金。然而，过度使用铜会降低延展性和耐腐蚀性。

此外，这些都是热处理铝等级。还进行沉淀硬化，以增加其强度。在热处理过程中，金属间质Al2Cu的析出提高了合金的硬度。

然而，由于金属间化合物，这些等级的焊接可能具有挑战性。2000系列的一些牌号不适合电弧焊，因为它们容易发生热裂和应力腐蚀开裂。

铝2011是一种可自由加工的合金，具有优异的切削性能(即可以产生小芯片，并提供更光滑的表面光洁)，因此适合高速车削工艺。

虽然该等级是一种高度通用的合金，但它具有较差的耐腐蚀性，需要涂覆或阳极氧化。此外，不建议使用这些方法形成和焊接。

铝2024是长期承受压力的重型应用的理想选择。它是广为人知的高强度铝合金之一。

该合金具有良好的抗断裂性、断裂韧性和低断裂裂纹扩展等特点。但是，它需要通过包层或阳极氧化来缓解，以改善其较差的耐腐蚀性。

3000系列

3000系列铝牌号以锰为主要合金元素，约占合金的0.05-1.5%。

锰的存在使合金比纯铝具有更大的机械强度，并且可以保持在很宽的温度范围内。

特点包括良好的耐腐蚀性，高延展性和成形性。这些是不可热处理的，适合焊接。可以通过冷加工工艺进行硬化。

铝3003含有1.5%的锰和0.1%的铜，是最广泛使用的铝等级。这个等级有确切的机械性能铝1100，抗拉强度提高20%。该等级可钎焊、深拉、纺丝和焊接。

4000系列

4000系列铝的主要合金元素是3.6-13.5%的硅，还有少量的铜和镁。

硅降低了合金的熔点，并有助于改善熔融状态下的流动性。4000系列等级是焊接和钎焊的良好填充材料的合适选择。

4000系列以下某些牌号的热处理性能取决于合金中铜和镁的含量。

这些元素的加入对热处理有良好的响应。热处理牌号可优先用于焊接。

5000系列

5000系列铝牌号含0.5-5.5%的镁作为主要合金元素。该系列的牌号不能热处理，可通过热处理硬化冷加工．

它们在退火条件下具有高延展性和中等强度。这些可以很容易地焊接，并具有很高的耐腐蚀性。

此外，这些都是优秀的耐碱性。该系列中的某些牌号含有3.5%的镁，不适合高温应用，因为它们容易发生应力腐蚀。

铝5005一般用于钣金加工。特点包括成型性好，易于弯曲、旋转、拉伸、压印和滚压成型。这些可以承受海洋环境和耐腐蚀。

铝5083含有一定量的锰和铬。它可以抵抗大多数工业化学品和海水。焊接后仍能保持较高的强度。

与其他铝等级相比，5052铝具有更好的抗海洋环境性能。它表现出良好的整理质量，可以绘制和形成复杂的形状，由于其出色的工作性能。它具有最高强度的非热处理铝等级。

6000系列

6000系列铝牌号以硅和镁为主要合金元素。合金中硅和镁的含量分别约为0.2-1.8%和0.35-1.5%。

为了提高其屈服强度，这些牌号可以进行热处理。高硅含量的存在促进沉淀硬化，这可能导致降低延展性。

然而，铬和锰的加入可以逆转这种影响，从而抑制再结晶。这些牌号对凝固开裂敏感，焊接难度大，应采用适当的焊接工艺。

铝6061是可热处理铝合金中用途最广泛的。它也被称为“工作马”合金。其特点包括优异的成形性和耐腐蚀性(使用弯曲、拉深和冲压)。这些适用于焊接，可以用任何方法焊接。

铝6063是一种常用的铝挤压合金。它具有很高的抗拉强度和耐腐蚀性以及优良的整理质量。它可以在形成复杂的形状后产生光滑的表面，因此适合于阳极氧化。其他特点包括良好的焊接性和平均可加工性。

铝6262是一种可自由加工的合金。它们具有优异的机械强度和良好的耐腐蚀性。

7000系列

7000系列铝牌号由0.8-8.2%的锌作为主要合金元素组成。这个系列的合金具有最高的强度。这些是热处理等级，需要老化之后，以增加其屈服强度。

锌的存在导致MgZn2和Mg3Zn3Al2t析出，金属间化合物使合金硬化。

特点包括耐腐蚀性高，可通过添加铜来增强。该系列的牌号焊接性较差，易发生应力腐蚀开裂和热开裂。

铝7075在铝等级中具有最高的强度。它是一种高性能合金，具有比铝6061更高的抗拉强度。这种合金较硬，能承受长时间的压力。可采用点焊或熔断法焊接。

铸铝:

顾名思义，铸铝是由铝厂生产的铸造工艺将熔融铝与特定数量的合金元素浇铸在一起。

然后将其模压成所需的合金形状。铸铝合金的抗拉强度一般低于锻铝。它们容易开裂和收缩。

然而，它们更具有成本效益。熔融铝可以灵活地采取模具腔的形状，因此，这些合金可以塑造成各种形状。

一个四位数的代码，其中还包括一个十进制值，被分配来识别每个铸铝等级:

第一个数字用于表示合金中的主要合金元素

除1XX外，第二和第三位数字为任意数字。X系列。这些数字在1XX。Xseries indicate the purity of the pure aluminum alloy.

最后一个数字表示合金是铸件还是铸锭。它们由(" .0 ")和(")表示。1 "或" 2 ")。

铸造铝合金系列如下表所示:

系列	原生合金元素
1 xx。X	99.00%的铝
2 xx。X	铜
3 xx。X	硅加铜或镁
4 xx。X	硅
5 xx。X	镁
7 xx。X	锌
8 xx。X	锡
9 xx。X	其他人

1 xx。X系列

1 xx。Xseries has the maximum amount of pure aluminum (99.00% minimum). These aluminum grades have high electrical and thermal conductivity, good reliability along with excellent corrosion resistance and finishing properties.

2 xx。X系列

2 xx。Xseries consists of copper as the primary alloying element. These aluminum grades are heat-treatable. Characteristics include high strength and low fluidity.

这些材料也具有较低的耐腐蚀性和延展性。此外，这些材料很容易热裂。

3 xx。X系列

3 xx。Xseries contain silicon as the primary alloying element along with small amounts of magnesium and/or copper. These aluminum grades are heat-treatable.

显著的特点是强度高，耐磨和抗裂性好。铜含量的增加有助于降低该等级的耐腐蚀性。但延性较低。

4 xx。X系列

4 xx。Xseries aluminum grades consist of silicon as the main alloying element. These have moderate strength.

这些是不可热处理的，也有良好的可加工性，由于他们的高延展性。显著的特点包括良好的抗冲击性，耐腐蚀性以及铸造性能。

5 xx。X系列

5 xx。Xseries aluminum grades consist of magnesium as the primary alloying element. The presence of magnesium makes these corrosion-resistant.

然而，这些都是不可热处理的。显著的特点包括良好的耐腐蚀性和阳极氧化时非常吸引人的外观。强度中等至高，但这些是可加工的，具有优良的铸造性能。

7 xx。X系列

7 xx。Xseries aluminum grades contain zinc as the primary alloying element. These are heat-treatable grades.

显著的特点包括高强度，良好的耐腐蚀性，良好的尺寸稳定性和良好的精加工质量。但是，该合金的铸造性能较差。

8 xx。X系列

8 xx。Xseries aluminum grades contain tin as the primary alloying element. These are non-heat-treatable alloys.

由于其摩擦系数低，具有良好的切削性和耐磨性。但机械强度相对较低。

6XX系列。Xis not used in these standards.

铝合金回火标志

回火指示系统的设计目的是指定某种合金对焊接和其他制造工艺的响应。

它与合金所经历的强化和硬化过程有关。该目标系统用于锻造和铸造铝合金。

铝合金的回火标记系统包括一个大写字母，后面跟着一个表示应变硬化和热处理合金的两位数。

它通过使用连字符(例如5052-H32)从合金编号标识中分离出来。

回火标志中的第一个字符用于表示合金所经历的主要处理。

信	治疗
F	作为制备的合金，没有进行任何处理
O	退火
H	应变硬化或冷加工
W	解决热处理
T	热治疗

第一位和第二位数字分别表示应变硬化后的操作和应变硬化的程度(对于应变硬化的合金)。

第一个数字表示热处理合金的热处理条件。

铝的用途或用途是什么?

锻铝等级:

铝1100用于铆钉，深拉部件(例如，锅，厨房水槽)，铁路罐车，和反射器。由于它们的高导热性，它们被用于库存，热交换器和散热器。此外，该等级适用于电气应用。

铝2011用于制造机器和汽车零件，紧固件，武器，弹药，管道和管件，以及雾化器零件。它也适用于制造螺杆机产品。

铝2024是最适合飞机和航空航天应用的铝等级。广泛应用于船用设备、翼张构件、螺栓、液压阀零件，轴，联轴器，螺母，齿轮，和活塞．

铝3003用于生产热交换器、压力容器、储罐、燃料箱等。它也可以用于食品处理工具，如烹饪器具，锅，冰块陷阱，锅，和冰箱面板。它也被用于制造建筑产品，如屋顶，壁板，车库门，隔热板，排水沟和落水管。

铝5005是一种优良的建筑材料，用于壁板、屋顶和家具，并作为导体。此外，它还用于化学和食品处理设备，HVAC设备，船舶，坦克和高强度箔。由于其明亮的表面，它有助于装饰应用。

铝5083用于轨道车，压力容器，钻井平台，造船和车辆。

铝5052用于延展性应用，如食品加工设备，烹饪器具，热交换器和化学储罐。它的应用还包括卡车面板、地板面板、铆钉、电线、踏板和集装箱。

铝6061可以塑造成管，梁，角与圆角。它们被用于坦克配件、卡车、铁路车厢、船舶部件、管道和家具。

铝6063广泛应用于建筑应用，如楼梯扶手，家具，窗框，门和标识框。它们也可以被塑造成管状、角状、梁状和通道状。

铝6262用于螺旋机产品，铰链销，船用配件，管道配件，旋钮，螺母，联轴器，阀门和装饰五金。

铝7075由于其强度高，因此可用于航空航天和飞机应用。也可用于生产发动机零件、模具、竞技运动器材和工业工装。

铝有哪些不同的形式?

# 1。电线

铝丝是通过一个模具加工铝锭而生产的，该模具压缩了铝锭的直径，同时增加了其长度。

铝具有良好的导电性和高强度重量比，因此它们在电气应用中被用作铜的替代品。然而，在这种应用中使用的铝线很容易被氧化。

如果不采取防止电线氧化的措施，就会导致电线老化，并有潜在的火灾危险。

# 2。衬托

铝箔是用铝板制造的。它经历了一个扁平化过程，使用轧辊轧机，减少了铝板的厚度。

铝箔的厚度范围为0.2 mm ~ 6微米。它们具有延展性，柔韧，可以很容易地弯曲和包裹在物体上。

它们还被用作包装和电磁屏蔽材料以及其他工业应用。

# 3。表

铝板是在铝板上多次施加高压轧制操作，直到铝板变薄变平而生产出来的。铝板的厚度不到0.249英寸。

这些是铝制品使用最广泛的形式。铝板的应用是制造罐头，包装材料，卡车和汽车零部件，炊具，以及屋顶，壁板和排水沟等建筑部件。

# 4。盘子

铝板的制造方法和铝板一样，唯一的区别是厚度在0.250英寸以上。

因此，它们更常用于重型应用。铝板应用于交通运输、航空航天、飞机、船舶和军事工业。它们也被用来制造储油罐和燃料箱。

# 5。酒吧，管道和管道

铝棒、铝管和铝管是用铝制造的极其重要的部件。这些是由挤压过程，在这种方法中，铝坯料通过压缩力通过模具的开口。

当坯料通过时，模具改变坯料的形状。

的挤压过程灵活，可生产各种不同截面形状的零件。生产的形状可以是圆形，矩形，方形，六角形棒，以及空心管和管道。

此外，它还可用于制造具有复杂形状和恒定截面积的零件。铝棒、铝管和铝管广泛应用于结构、飞机、汽车、海洋运输、航空航天和暖通空调设备部件等行业。