《铝基础知识讲义》PPT课件.ppt
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1、铝的基本知识迟庆国中国忠旺控股有限公司中国忠旺控股有限公司1 1铝的基本特性及应用范围n n铝是地壳中分布最广、储量最多的金属元素之一,约占地壳总质量的8.2%,仅次于氧和硅,比铁(约占5.1)、镁(约占2.1)和钛(约占 0.6)的总和还多。它的化学元素符号为AL(aluminum),熔点低660。n n铝是一种比较年轻的白色金属,其整个发展历史也不过200年,而有工业生产规模仅仅是20世纪初才开始的。中国忠旺控股有限公司中国忠旺控股有限公司2 2铝的基本特性及主要应用领域基本特性基本特性主要特点主要特点主要应用领域主要应用领域质量轻质量轻铝的密度为铝的密度为2.72.7 g/cm3g/cm
2、3,约为铜约为铜8.98.9或铁的或铁的1/31/3。是轻量化的良好材料是轻量化的良好材料用于制造飞机、航天器、用于制造飞机、航天器、轨道车辆、汽车、船舶、轨道车辆、汽车、船舶、桥梁、高层建筑、重型机桥梁、高层建筑、重型机械部件和质量轻的容器等。械部件和质量轻的容器等。强度好强度好(铝合金铝合金)铝的力学性能不如钢铁,但铝的力学性能不如钢铁,但它的比强度高,可以添加铜、它的比强度高,可以添加铜、镁、锰、锌、硅等合金元素镁、锰、锌、硅等合金元素制成铝合金,再经热处理得制成铝合金,再经热处理得到很高的强度。铝合金的比到很高的强度。铝合金的比强度较普通钢好,也可以和强度较普通钢好,也可以和特殊钢媲美
3、特殊钢媲美用于制造桥梁、飞机、压用于制造桥梁、飞机、压力容器、集装箱、建筑结力容器、集装箱、建筑结构材料、小五金等构材料、小五金等中国忠旺控股有限公司中国忠旺控股有限公司3 3断面计算线密度1 1计算计算100mm*10mm100mm*10mm铝排每米重铝排每米重量量n n100mm*10mm*2.7/1000100mm*10mm*2.7/1000=2.7kg/m=2.7kg/m2 2带孔断面计算带孔断面计算(外轮廓截面积(外轮廓截面积-内轮廓截面积)内轮廓截面积)*2.7/1000*2.7/10003 3复杂断面计算复杂断面计算CADCAD软件,软件,regionregion(形成面域),(
4、形成面域),subtractsubtract(相减),(相减),areaarea(求截面积),(求截面积),再截面积再截面积*2.7/1000*2.7/1000中国忠旺控股有限公司中国忠旺控股有限公司4 4基本特性基本特性主要特点主要特点主要应用领域主要应用领域易加工易加工铝的延展性优良,易于铝的延展性优良,易于挤出形状复杂的中空型挤出形状复杂的中空型材和适于拉伸加工及其材和适于拉伸加工及其它各种冷热塑性成形它各种冷热塑性成形受力结构部件框架,一般受力结构部件框架,一般用品及各种容器、光学仪用品及各种容器、光学仪器及其它形状复杂的精密器及其它形状复杂的精密零件。零件。美观美观、适用于适用于各种
5、表各种表面处理面处理铝及其合金的表面有氧化膜,铝及其合金的表面有氧化膜,呈银白色,相当美观。如果呈银白色,相当美观。如果经过氧化处理,其表面的氧经过氧化处理,其表面的氧化膜更牢固,而且还可以用化膜更牢固,而且还可以用着色氧化、电泳和喷涂等方着色氧化、电泳和喷涂等方法,制造出各种颜色和光泽法,制造出各种颜色和光泽的表面。的表面。建筑用壁板、器具装饰、建筑用壁板、器具装饰、装饰品、标牌、门窗、幕装饰品、标牌、门窗、幕墙、汽车和飞机蒙皮、仪墙、汽车和飞机蒙皮、仪表外壳及室内外装修材料表外壳及室内外装修材料等。等。中国忠旺控股有限公司中国忠旺控股有限公司5 5基本特性基本特性主要特点主要特点主要应用领
6、域主要应用领域耐蚀性耐蚀性、耐气候耐气候性好性好铝及其合金,因为表面铝及其合金,因为表面能生成硬而且致密的氧能生成硬而且致密的氧化薄膜,很多物质对它化薄膜,很多物质对它不产生腐蚀作用。选择不产生腐蚀作用。选择不同合金,在工业地区、不同合金,在工业地区、海岸地区使用,也会有海岸地区使用,也会有很优良的耐久性。很优良的耐久性。门板、车辆、船舶外部覆门板、车辆、船舶外部覆盖材料、厨房器具、化学盖材料、厨房器具、化学装置、屋顶瓦板、电动洗装置、屋顶瓦板、电动洗衣机、海水淡化、化工石衣机、海水淡化、化工石油、材料、化学药品包装油、材料、化学药品包装等。等。耐化学耐化学药品药品对硝酸、冰醋酸、过氧对硝酸、
7、冰醋酸、过氧化氢等化学药品不反应,化氢等化学药品不反应,有非常好的耐药性有非常好的耐药性用于化学装置、包装及酸用于化学装置、包装及酸和化学制品包装等和化学制品包装等中国忠旺控股有限公司中国忠旺控股有限公司6 6基本特性基本特性主要特点主要特点主要应用领域主要应用领域导热、导热、导电性导电性好好热导率、电导率仅次于热导率、电导率仅次于铜,约为钢铁的铜,约为钢铁的3 43 4倍倍电线、母线接头、锅、电电线、母线接头、锅、电饭锅、热交换器、汽车散饭锅、热交换器、汽车散热器、电子元件等。热器、电子元件等。对光、对光、热、电热、电波的波的反反射性好射性好对光的反射率,抛光铝为对光的反射率,抛光铝为70%
8、70%,高纯度铝经过电解抛,高纯度铝经过电解抛光后为光后为9494,比银,比银(92%)(92%)还还高。铝对热辐射和电波也有高。铝对热辐射和电波也有很好的反射性能很好的反射性能照明器具、反射镜、屋顶照明器具、反射镜、屋顶瓦板、抛物面天线、冷藏瓦板、抛物面天线、冷藏库、冷冻库、投光器、冷库、冷冻库、投光器、冷暖器的隔热材料暖器的隔热材料无磁性无磁性铝是非磁性体铝是非磁性体船上用的罗盘、天线、操船上用的罗盘、天线、操舵室的器具等舵室的器具等吸音性吸音性铝对声音是非传播体,有吸铝对声音是非传播体,有吸收声波的性能收声波的性能用于室内天棚板等用于室内天棚板等中国忠旺控股有限公司中国忠旺控股有限公司7
9、 7基本特性基本特性主要特点主要特点主要应用领域主要应用领域无毒无毒铝本身没有毒性,它与铝本身没有毒性,它与大多数食品接触时溶出大多数食品接触时溶出量很微小。同时由于表量很微小。同时由于表面光滑、容易清洗,故面光滑、容易清洗,故细菌不易停留繁殖细菌不易停留繁殖食具、食品包装、鱼罐、食具、食品包装、鱼罐、鱼仓、医疗机脏、食品容鱼仓、医疗机脏、食品容器、食品机械。器、食品机械。耐低温耐低温铝在温度低时,它的强铝在温度低时,它的强度反而增加而无脆性,度反而增加而无脆性,因此它是理想的低温装因此它是理想的低温装置材料置材料冷藏库、冷冻库、南极雪冷藏库、冷冻库、南极雪上车辆、氧及氢的生产装上车辆、氧及氢
10、的生产装置等置等中国忠旺控股有限公司中国忠旺控股有限公司8 8铝的分类n n生铝(翻砂铝),是一种天然提炼的化学成分氧生铝(翻砂铝),是一种天然提炼的化学成分氧化铝中提取出来的纯度不高的铝,生铝是不纯净化铝中提取出来的纯度不高的铝,生铝是不纯净的铝,它和生铁一样,使劲一敲就碎。的铝,它和生铁一样,使劲一敲就碎。n n熟铝,常见的铝制品又轻又薄,这是熟铝。纯铝熟铝,常见的铝制品又轻又薄,这是熟铝。纯铝比较软,富有延展性,易于塑性成形。如果根据比较软,富有延展性,易于塑性成形。如果根据各种不同的用途,要求具有更高的强度和改善材各种不同的用途,要求具有更高的强度和改善材料的组织和其它各种性能,可以在
11、纯铝中添加少料的组织和其它各种性能,可以在纯铝中添加少量镁、锰、铜等金属冶炼而成的,生产出满足各量镁、锰、铜等金属冶炼而成的,生产出满足各种性能和用途的种性能和用途的铝合金铝合金。抗腐蚀性和硬度都得到。抗腐蚀性和硬度都得到很大的提高。很大的提高。中国忠旺控股有限公司中国忠旺控股有限公司9 9铝合金的分类铝合金一般分为 变形铝合金和铸造铝合金。例如:ZL102、ZL107、ZL305等均为铸造铝合金。例如:1-7系为变形铝合金。中国忠旺控股有限公司中国忠旺控股有限公司1010变形铝合金的分类 变形铝合金的分类方法很多,目前,世界上绝大部分变形铝合金的分类方法很多,目前,世界上绝大部分国家通常按以
12、下三种方法进行分类:国家通常按以下三种方法进行分类:n n一一.按合金状态及热处理特点进行分类按合金状态及热处理特点进行分类。可分为热处理不。可分为热处理不可强化合金,如纯铝、可强化合金,如纯铝、Al-MnAl-Mn、Al-MgAl-Mg系合金等;热处理系合金等;热处理可强化合金,如:可强化合金,如:Al-Mg-Si Al-Mg-Si、Al-CuAl-Cu等系合金。等系合金。n n热处理不可强化常见铝合金有热处理不可强化常见铝合金有L2L2(10601060)、)、L3L3(10501050)、)、LF2LF2(50525052)、)、LF4LF4(50835083)、)、LF6LF6、LF2
13、1LF21(30033003)。)。n n热处理可强化常见铝合金有热处理可强化常见铝合金有LY11LY11(20172017)、)、LY12LY12(20242024)、)、LD2LD2、LD5LD5、LD10LD10(20142014)、)、LD30LD30(60616061)、)、LD31LD31(60636063)、)、LC4LC4、LC9LC9(70757075)。)。例例60616061属于热处理可强化铝合金,具有良好的可成型性、属于热处理可强化铝合金,具有良好的可成型性、可焊接性、可机加工性,同时具有中等强度。典型用途:可焊接性、可机加工性,同时具有中等强度。典型用途:航空固定装置
14、,卡车,塔式建筑,船,管道及其它需要有航空固定装置,卡车,塔式建筑,船,管道及其它需要有强度、可焊性能的建筑领域。强度、可焊性能的建筑领域。中国忠旺控股有限公司中国忠旺控股有限公司11116061化学成分范围n nFe0.7Fe0.7n nMn0.15Mn0.15n nZn0.25Zn0.25n nTi0.15Ti0.15n n其它成分最大总含量其它成分最大总含量0.150.15n n其余为其余为ALAL中国忠旺控股有限公司中国忠旺控股有限公司12126063化学成分范围n nFe0.35Fe0.35n nCu0.1Cu0.1n nMn0.1Mn0.1n nCr0.1Cr0.1n nZn0.1
15、Zn0.1n nTi0.1Ti0.1n n其它成分最大总含量其它成分最大总含量0.150.15n n其余为其余为ALAL中国忠旺控股有限公司中国忠旺控股有限公司1313二.按合金性能和用途可分为:工业纯铝、防锈铝合金、切削铝合金、耐热铝合金、低强度铝合金、中强度铝合金、高强度铝合金(硬铝)、超高强度铝合金(超硬铝)、锻造铝合金及特殊铝合金等。变形铝合金的分类中国忠旺控股有限公司中国忠旺控股有限公司1414三三.按合金中所含主要元素成分可分为按合金中所含主要元素成分可分为:(1XXX(1XXX系系)工业纯铝工业纯铝(2XXX(2XXX系系)Al Cu)Al Cu、Al Cu-MnAl Cu-Mn
16、合金合金(3XXX(3XXX系系)Al Mn)Al Mn合金合金 (4XXX(4XXX系系)Al Si)Al Si合金合金(5XXX(5XXX系系)Al Mg)Al Mg合金合金 (6XXX(6XXX系系)Al Mg Si)Al Mg Si合金合金 (7XXX(7XXX系系)Al Mg Si-Cu)Al Mg Si-Cu合金合金(8XXX(8XXX系系)Al)Al 其它元素合金其它元素合金变形铝合金的分类中国忠旺控股有限公司中国忠旺控股有限公司1515各系铝合金特点n n1 1系:特点系:特点:含铝含铝99.00%99.00%以上以上,导电性有好导电性有好,耐腐耐腐蚀性能好蚀性能好,焊接性能好
17、焊接性能好,强度低强度低,不可热处理强化不可热处理强化.应用范围:高纯铝应用范围:高纯铝(含铝量含铝量99.9%99.9%以上以上)主要用于主要用于科学试验科学试验,化学工业及特殊用途化学工业及特殊用途.n n2 2系:特点:系:特点::以铜为主要合金元素的含铝合金以铜为主要合金元素的含铝合金.也也会添加锰、镁、铅和铋为了切削性。如:会添加锰、镁、铅和铋为了切削性。如:20112011合合金,在熔练过程中要注意安全防护(会产生有害金,在熔练过程中要注意安全防护(会产生有害气体)。气体)。20142014合金用天航空工业,强度高。合金用天航空工业,强度高。20172017合金比合金比201420
18、14合金强度低一点,但比较容易合金强度低一点,但比较容易加工。加工。20142014可热处理强化。缺点:晶间腐蚀倾向可热处理强化。缺点:晶间腐蚀倾向严重。应用范围:航空工业(严重。应用范围:航空工业(20142014合金),螺丝合金),螺丝(20112011合金)和使用温度较高的行业(合金)和使用温度较高的行业(20172017合合金)。金)。中国忠旺控股有限公司中国忠旺控股有限公司1616各系铝合金特点n n3 3系:特点:以锰为主要合金元素的铝合金,不可系:特点:以锰为主要合金元素的铝合金,不可热处理强化,耐腐蚀性能好,焊接性能好。塑性热处理强化,耐腐蚀性能好,焊接性能好。塑性好。(接近超
19、铝合金)。缺点:强度低,但可以好。(接近超铝合金)。缺点:强度低,但可以通过冷加工硬化来加强强度。退火时容易产生粗通过冷加工硬化来加强强度。退火时容易产生粗大晶粒。应用范围:飞机上使用的导油无缝管大晶粒。应用范围:飞机上使用的导油无缝管(30033003合金),易拉罐(合金),易拉罐(30043004合金)。合金)。4 4系:以硅为主,不常用。部分系:以硅为主,不常用。部分4 4系可热处理强化,系可热处理强化,但也有部分但也有部分4 4系合金不可热处理化。系合金不可热处理化。n n5 5系:特点:以镁为主。耐耐性能好,焊接性能好,系:特点:以镁为主。耐耐性能好,焊接性能好,疲劳强度好,不可热处
20、理强化,只能冷加工提高疲劳强度好,不可热处理强化,只能冷加工提高强度。应用范围:割草机的手柄、飞机油箱导管、强度。应用范围:割草机的手柄、飞机油箱导管、防弹衣。防弹衣。中国忠旺控股有限公司中国忠旺控股有限公司1717各系铝合金特点n n6 6系:特点:以镁和硅为主。系:特点:以镁和硅为主。Mg2SiMg2Si为主要强化相,为主要强化相,目前应用最广泛的合金。目前应用最广泛的合金。6063 6063、60616061用的最多、用的最多、其它其它60826082、61606160、61256125、62626262、60606060、60056005、64636463。6063 6063、6060
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