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  • 1 # 使用者5643877093621

    鋁合金:以純鋁為基加入一種或幾種其他元素所構成的合金。

      含鎂4.5%的鋁合金可軋製成0.35毫米厚的帶材,大量用於製造啤酒和飲料的瓶罐。鋁合金在-253℃的低溫下,其強度和塑性較在室溫中均有提高。

      鋁合金分兩大類:

      一為鑄造鋁合金,有鋁矽系、鋁銅系、鋁鎂系、鋁鋅系合金。

      二為變形鋁合金,其中又分為兩類:

      熱處理不強化型鋁合金,有鋁錳系、鋁鎂系合金;

      熱處理強化型鋁合金,有鋁鎂矽系、鋁銅鎂系、鋁銅鎂鋅系等。

      鋁合金化學成分: 矽、鎂、鐵、銅、錳、鋅、鉻、鈦、其它

      鋁合金的發展

      純鋁的導電、導熱和耐蝕效能良好,主要用作導電、導熱材料,但強度低,不宜作結構材料。鋁可與許多化學元素形成合金以改善效能。鋁合金比重輕,比強度接近合金鋼,比剛度超過鋼,塑性好,鑄造和可切削性也較好,適宜製造重量輕的結構部件,因此成為航空工業不可缺少的材料,在交通運輸、建築、輕工、化工、儀表機械等部門,在家用器具方面也得到廣泛應用。鋁及某些鋁合金用陽極氧化等法處理,透過著色工藝,生成各種顏色(見鋁的氧化著色),廣泛作包裝、裝飾材料使用。

      考爾斯兄弟(Cowles)於1885年首先製出含鐵和銅的鋁合金。早期使用的鋁合金中最常用的合金元素是銅、鋅和鎂,主要的使用形態是鑄態。1906年前後,德華人維爾姆(A.Wilm)在可變形的鋁銅合金中加入鎂,以獲得固溶強化效果,但發現該合金經過淬火在室溫放置若干時間後(即進行時效處理),硬度大增。他指出,含銅4%,鎂、錳、鐵、矽各0.5%的鋁合金,時效硬化效果最為明顯。這一研究使鋁合金得以作為結構材料使用,對鋁合金的發展起了推動作用。這類鋁合金就是後來得到廣泛應用的杜拉鋁(Duralumin),即硬鋁合金。第一次世界大戰期間,鋁合金已用作飛艇的結構材料。1921年帕茨(A.Pacz)發現在鑄造鋁矽合金中加入萬分之幾的鈉(後來稱為變質處理),合金效能獲得很大改善,於是鑄造鋁矽合金便得到大量應用。

      1938年紀尼埃(A.Guinier)和普雷斯頓 (G.D.Pres-ton)對鋁合金的時效處理初始階段進行研究,指出硬度的增加是由於溶質原子偏聚(即形成GP區)的結果(見脫溶)。這是對金屬學理論的一大貢獻。鋁合金研究和發展初期主要與航空工業聯絡在一起,此後用途不斷擴大,發展很快;在金屬材料中,鋁的產量僅次於鋼鐵,居於有色金屬的首位。

      鋁合金中的主要合金元素有鎂、矽、銅、鋅和錳。主要合金系列有 Al-Cu-Mg、Al-Zn-Mg-Cu、Al-Mg-Si、Al-Mn、Al-Mg和Al-Si系。其中Al-Cu-Mg和Al-Zn-Mg-Cu系合金是飛機使用的薄板、中厚板、鍛件和擠壓件的基本材料,而Al-Mg-Si系合金在航空工業,特別在建築工業中得到廣泛應用。

      鐵和矽是鋁合金的主要雜質。鐵和鋁形成FeAl3和多種金屬化合物。在鑄造合金中,矽、鐵作為合金新增劑加入到某些鋁合金中時,會形成更多的 FeAl3等化合物,當它們呈片狀存在時,使合金塑性降低,耐蝕性變差。在變形的Al-Mg系合金中,鐵和矽也損害合金的強度、塑性和抗蝕性。所以在硬鋁合金中還應控制鐵和矽的相對含量。此外,鐵和矽對鋁合金的氧化著色也有不利影響。

      變形鋁合金 具有較高的強度和塑性,能用金屬塑性變形加工成各種形狀的材料。其中熱處理可強化的合金的強化途徑,除採用加工硬化外,主要透過固溶-時效、形變熱處理等工藝改善合金的強度。

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