铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展,
详细说明:
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。
工业经济的飞速发展,对铝合金焊接结构件的需求日益增多,使铝合金的焊接性研究也随之深入。
目前铝合金是应用最多的合金。
理化性质:
物质特性
铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,工业上广泛使用,使用量仅次于钢。
一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能,物理性能和抗腐蚀性能。
硬铝合金属AI—Cu—Mg系,一般含有少量的Mn,可热处理强化.其特点是硬度大,但塑性较差。
超硬铝属Al一Cu—Mg—Zn系,可热处理强化,是室温下强度最高的铝合金.但耐腐蚀性差,高温软化快。
锻铝合金主要是Al—Zn—Mg—Si系合金,虽然加入元素种类多,但是含量少,因而具有优良的热塑性,适宜锻造,故又称锻造铝合金。
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物质结构
纯铝的密度小(ρ=2.7g/cm3),大约是铁的 1/3,熔点低(660℃),铝是面心立方结构,故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%),易于加工,可制成各种型材、板材,抗腐蚀性能好。
但是纯铝的强度很低,退火状态 σb 值约为8kgf/mm2,故不宜作结构材料。
通过长期的生产实践和科学实验,人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝,这就得到了一系列的铝合金。
添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度,σb 值分别可达 24~60kgf/mm2。
这样使得其“比强度”(强度与比重的比值 σb/ρ)胜过很多合金钢,成为理想的结构材料,广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面,飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造,以减轻自重。
采用铝合金代替钢板材料的焊接,结构重量可减轻50%以上。
应用领域:
各种飞机都以铝合金作为主要结构材料。
飞机上的蒙皮、梁、肋、桁条、隔框和起落架都可以用铝合金制造。
飞机依用途的不同,铝的用量也不一样。
着重于经济效益的民用机因铝合金价格便宜而大量采用,如波音767客机采用的铝合金约占机体结构重量 81%。
军用飞机因要求有良好的作战性能而相对地减少铝的用量,如最大飞行速度为马赫数 2.5的F-15高性能战斗机仅使用35.5%铝合金。
有些铝合金有良好的低温性能,在-183~-253[2oc]下不冷脆,可在液氢和液氧环境下工作,它与浓硝酸和偏二甲肼不起化学反应,具有良好的焊接性能,因而是制造液体火箭的好材料。
发射“阿波罗”号飞船的“土星” 5号运载火箭各级的燃料箱、氧化剂箱、箱间段、级间段、尾段和仪器舱都用铝合金制造。
航天飞机的乘员舱、前机身、中机身、后机身、垂尾、襟翼、升降副翼和水平尾翼都是用铝合金制做的。
各种人造地球卫星和空间探测器的主要结构材料也都是铝合金。
以下是各种型号的应用领域:
1050 食品、化学和酿造工业用挤压盘管,各种软管,烟花粉。
1060 要求抗蚀性与成形性均高的场合,但对强度要求不高,化工设备是其典型用途。
1100 用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部件,例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具。
1145 包装及绝热铝箔,热交换器。
1199 电解电容器箔,光学反光沉积膜。
1350电线、导电绞线、汇流排、变压器带材。
2011 螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品。
2014 应用于要求高强度与硬度(包括高温)的场合。
飞机重型、锻件、厚板和挤压材料,车轮与结构元件,多级火箭第一级燃料槽与航天器零件,卡车构架与悬挂系统零件。
2017 是第一个获得工业应用的2XXX系合金,它的应用范围较窄,主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件,螺旋桨与配件。