鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料,在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。工業(yè)經(jīng)濟的飛速發(fā)展,
詳細說明:
鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料,在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。
工業(yè)經(jīng)濟的飛速發(fā)展,對鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求日益增多,使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。
目前鋁合金是應(yīng)用最多的合金。
理化性質(zhì):
物質(zhì)特性
鋁合金密度低,但強度比較高,接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼,塑性好,可加工成各種型材,具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性,工業(yè)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。
硬鋁合金屬AI—Cu—Mg系,一般含有少量的Mn,可熱處理強化.其特點是硬度大,但塑性較差。
超硬鋁屬Al一Cu—Mg—Zn系,可熱處理強化,是室溫下強度最高的鋁合金.但耐腐蝕性差,高溫軟化快。
鍛鋁合金主要是Al—Zn—Mg—Si系合金,雖然加入元素種類多,但是含量少,因而具有優(yōu)良的熱塑性,適宜鍛造,故又稱鍛造鋁合金。
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物質(zhì)結(jié)構(gòu)
純鋁的密度小(ρ=2.7g/cm3),大約是鐵的 1/3,熔點低(660℃),鋁是面心立方結(jié)構(gòu),故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%),易于加工,可制成各種型材、板材,抗腐蝕性能好。
但是純鋁的強度很低,退火狀態(tài) σb 值約為8kgf/mm2,故不宜作結(jié)構(gòu)材料。
通過長期的生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗,人們逐漸以加入合金元素及運用熱處理等方法來強化鋁,這就得到了一系列的鋁合金。
添加一定元素形成的合金在保持純鋁質(zhì)輕等優(yōu)點的同時還能具有較高的強度,σb 值分別可達 24~60kgf/mm2。
這樣使得其“比強度”(強度與比重的比值 σb/ρ)勝過很多合金鋼,成為理想的結(jié)構(gòu)材料,廣泛用于機械制造、運輸機械、動力機械及航空工業(yè)等方面,飛機的機身、蒙皮、壓氣機等常以鋁合金制造,以減輕自重。
采用鋁合金代替鋼板材料的焊接,結(jié)構(gòu)重量可減輕50%以上。
應(yīng)用領(lǐng)域:
各種飛機都以鋁合金作為主要結(jié)構(gòu)材料。
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。
飛機依用途的不同,鋁的用量也不一樣。
著重于經(jīng)濟效益的民用機因鋁合金價格便宜而大量采用,如波音767客機采用的鋁合金約占機體結(jié)構(gòu)重量 81%。
軍用飛機因要求有良好的作戰(zhàn)性能而相對地減少鋁的用量,如最大飛行速度為馬赫數(shù) 2.5的F-15高性能戰(zhàn)斗機僅使用35.5%鋁合金。
有些鋁合金有良好的低溫性能,在-183~-253[2oc]下不冷脆,可在液氫和液氧環(huán)境下工作,它與濃硝酸和偏二甲肼不起化學(xué)反應(yīng),具有良好的焊接性能,因而是制造液體火箭的好材料。
發(fā)射“阿波羅”號飛船的“土星” 5號運載火箭各級的燃料箱、氧化劑箱、箱間段、級間段、尾段和儀器艙都用鋁合金制造。
航天飛機的乘員艙、前機身、中機身、后機身、垂尾、襟翼、升降副翼和水平尾翼都是用鋁合金制做的。
各種人造地球衛(wèi)星和空間探測器的主要結(jié)構(gòu)材料也都是鋁合金。
以下是各種型號的應(yīng)用領(lǐng)域:
1050 食品、化學(xué)和釀造工業(yè)用擠壓盤管,各種軟管,煙花粉。
1060 要求抗蝕性與成形性均高的場合,但對強度要求不高,化工設(shè)備是其典型用途。
1100 用于加工需要有良好的成形性和高的抗蝕性但不要求有高強度的零件部件,例如化工產(chǎn)品、食品工業(yè)裝置與貯存容器、薄板加工件、深拉或旋壓凹形器皿、焊接零部件、熱交換器、印刷板、銘牌、反光器具。
1145 包裝及絕熱鋁箔,熱交換器。
1199 電解電容器箔,光學(xué)反光沉積膜。
1350電線、導(dǎo)電絞線、匯流排、變壓器帶材。
2011 螺釘及要求有良好切削性能的機械加工產(chǎn)品。
2014 應(yīng)用于要求高強度與硬度(包括高溫)的場合。
飛機重型、鍛件、厚板和擠壓材料,車輪與結(jié)構(gòu)元件,多級火箭第一級燃料槽與航天器零件,卡車構(gòu)架與懸掛系統(tǒng)零件。
2017 是第一個獲得工業(yè)應(yīng)用的2XXX系合金,它的應(yīng)用范圍較窄,主要為鉚釘、通用機械零件、結(jié)構(gòu)與運輸工具結(jié)構(gòu)件,螺旋槳與配件。