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        鋁合金加一種元素會帶來怎樣的變化?

        來源:www.thepolicecars.com   分類:常見問題   發布:2018-03-29   閱讀:(138)

        金屬鋁的誕生雖然只有一百多年,但是它的應用卻得到迅速拓展。純鋁強度低,其用途受到限制。但加入少量的一種或幾種合金元素,如鎂、硅、錳、銅、鋅、鐵、鉻、鈦等,即可得到具有不同性能的鋁合金。

        鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。

        變形鋁合金又分為不可熱處理強化型鋁合金和可熱處理強化型鋁合金。不可熱處理強化型不能通過熱處理來提高機械性能,只能通過冷加工變形來實現強化,它主要包括高純鋁、工業高純鋁、工業純鋁以及防銹鋁等??蔁崽幚韽娀弯X合金可以通過淬火和時效等熱處理手段來提高機械性能,它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。


        鑄造鋁合金按化學成分可分為鋁硅合金,鋁銅合金,鋁鎂合金和鋁鋅合金。 

        鋁合金因添加了不同金屬元素而表現出不同的性能特點,在各金屬元素之中,對鋁合金性能影響較大的元素有銅(Cu)、鎂(Mg)、硅(Si)、鐵(Fe)、錳(Mn)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、鉻(Cr)、鈣(Ca)等。

         

        添加金屬元素對鋁合金性能的影響

        銅(Cu)
        銅是重要的合金元素,有一定的固溶強化效果,銅含量在4%~6.8%時強化效果最好,所以大部硬鋁合金的含銅量處于這范圍。增加含銅量,提高合金的流動性,抗拉強度和硬度,使機械性能得以提高,切削性變好。它的劣勢在于會降低鋁合金的耐蝕性并增加應力腐蝕開裂敏感性。

        鎂(Mg)
        鎂對鋁的強化是顯著的,能提高抗拉強度和屈服極限,提高合金的切削加工性,提高耐蝕性和焊接性。Mg2Si會使鑄件變脆。

        硅(Si)

        硅是最重要的合金元素,也是鑄造鋁合金的主要合金元素。它能顯著提高鋁合金的流動性,降低鋁合金的密度,改善合金的鑄造性能,硅與鋁能組成固溶體,提高合金的高溫造型性,減少收縮率,無熱裂傾向。它的缺點是使鋁合金的加工性能變差,隨著硅含量的增加,8%到15%,鋁合金的抗拉強度呈現線性增長。 


        鐵(Fe)
        鐵的含量超過一定臨界值以后會極大的損害鋁合金的塑性,鋁合金對模具的粘附作用十分強烈,當鐵含量在0.6%以下時尤為強烈,即有不易脫模的現象。當鐵含量超過0.6%后,粘?,F象便大為減輕。鋁合金中含鐵量太高時,鐵以FeAl3、Fe2Al7和Al-Si-Fe的片狀或針狀組織存在于合金中,生成金屬化合物,形成硬點。這種組織還會降低機械性能,熱裂性增大,使鑄件產生脆性。并且含鐵(Fe)量過1.2%時,降低合金流動性,損害鑄件的品質,縮短壓鑄設備中金屬組件的壽命。 

        錳(Mn)
        錳在固溶體中的最大溶解度為1.82%。合金強度隨溶解度增加不斷增加,錳含量為0.8%時,延伸率達最大值。錳含量過高時,會引起偏析。

        (Ni)
        能提高鋁合金的熱硬性,主要得益于鎳鋁化合物。它的劣勢是降低耐蝕性及熱導性。

        鋅(Zn)
        鋁中同時加入鋅和鎂,形成強化相Mg/Zn2,對合金產生明顯的強化作用。鋅只在7xxx系鋁合金中添加,在其它鋁合金中它是雜質元素。它的劣勢是存在應力腐蝕開裂的傾向。 

        (Cr)
        鉻在鋁中形成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金屬間化合物,阻礙再結晶的形核和長大過程,對合金有一定的強化作用,還能改善合金韌性和降低應力腐蝕開裂敏感性。它的劣勢是增加淬火敏感性。


        鈣(Ca)
        鈣在鋁合金中固溶度極低,與鋁形成CaAl4化合物,鈣又是鋁合金的超塑性元素,大約5%鈣和5%錳的鋁合金具有超塑性。鈣能改善鋁合金切削性能。微量鈣有利于去除鋁液中的氫。 

        Ti
        鈦是鋁合金中常用的添加元素,在鋁合金中增加鈦可以提高鋁合金的耐蝕性。它能有效的細化鋁合金的晶粒,其含量約為0.015%。當加入量超過0.15%,它會使晶粒粗化。

        錫(Sn
        它用于鑄造鋁合金可以降低軸承和襯套的摩擦系數并提高耐磨性能。


        鋁合金密度低,但強度比較高,接近或超過優質鋼,塑性好,可加工成各種型材,具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性,工業上廣泛使用,使用量僅次于鋼。一些鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機械性能,物理性能和抗腐蝕性能。 

        不同金屬元素的添加使鋁合金性能隨之變化,鋁合金性能的多樣性使其在建筑、家具、航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業等領域應用廣泛。

         

        鋁合金性能不同應用領域

        建筑

        城市建筑中大量使用高性能鋁合金門窗,取其抗風壓、機械力學強度、隔熱、隔音、耐候性等一系列重要的使用性能。而也有鋁模板來代替木模板和鐵模板,并出現鋁天橋、鋁通信塔、鋁防洪神器等鋁合金新產品。


        航空、航天
        鋁合金是亞音速飛機的主要用材,僅鋁合金鉚釘一項每架飛機就有40~150萬個。鋁制零部件在先進軍用飛機中的比例雖低一些,但仍占其自身總質量的40%~60%。其他飛機上的蒙皮、梁、肋、桁條、隔框和起落架都可以用鋁合金制造。

        汽車
        汽車用鋁合金材料包括鋁合金輪轂、鋁合金發動機、鋁合金管梁、車身骨架、電機、行李架、電池鋁托盤、座椅系統、保險杠、發動機缸體、油底殼、覆蓋件等。全鋁車身還有商用車中部分槽罐車,冷藏車,半掛車的車身也有使用鋁合金。



        艦船
        艦船上應用的鋁合金可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金在各國造船中的應用,從大型水面艦船上層建筑,上千噸的全鋁海洋研究船到氣墊船,渡船,交通艇等各類高速客船和軍用快艇。鑄造鋁合金主要用于泵、活塞等部件。



        電子電氣
        鋁合金能夠打造更為輕薄、堅固的產品,包括手機外殼等,外觀和飾面花樣繁多,能彰顯時代性,更為堅固,同時也具有真實、自然的觸感。



        容器包裝
        除了飲料用的易拉罐,鋁合金箱產品適用于各種儀器儀表箱、道具箱、電力通訊鋁合金箱、化妝箱、醫療器械箱、軍用設備鋁合金箱、拉桿鋁合金箱、提款箱,燈箱及減震鋁合金箱和各種專用鋁合金箱系列產品。



        創意設計

        各種鋁質藝術品、鋁質珠寶等給人帶來視覺上的美感及觸覺上的舒適賦予藝術品格。



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