最新铝及铝合金基础知识讲义共44页

第一章铝及铝合金的基础知识第一节铝及铝合金的性质在有色金属中，铝是应用最广泛的一类金属。

其产量仅次于钢铁。

铝的发现，至目前还只有二百多年的历史。

但由于它具有资源丰富，生产成本低，用途广泛等特点，因此铝工业在近百年的时间内得到了迅猛的发展，随着科学技术的发展及人民生产水平的提高，铝箔应用也越来越广泛。

它已经渗透到了人们的日常生活中。

铝及铝合金的性质，概括起来，主要有以下几个方面：１比重小。

含铝量为99.5%的工业纯铝的比重为 2.7克/立方厘米,只有铁和铜的三分之一左右。

２导电性好。

铝箔电阻系数（２０℃）为 2.67微欧毫米/米，相当于铜导电能力的６０－６５％。

但相同体积铝的重量只有铜的三分之一，因此按体积计算，铝的导电能力优于铜。

３良好的导热性。

铝箔导热系数（０－１００℃）为0.54卡/厘米·秒·度,比铁的导热率约大三倍。

工业上许多热变换器散热材料，如目前很大的空调器散热片，都是铝及铝合金制成。

４强度高。

铝中加入少量的锰、镁、铜、铁等，具有良好的机械性能。

５良好的塑性。

适合于各种加工，可压成薄板可箔，拉成细丝，磨成细粉和挤压成复杂开头的型材。

６良好的抗腐蚀．性能。

纯铝在空气中，其表面会迅速跟氧结合，生成一层致密的氧化铝薄膜（ＡＬ２Ｏ３），此层致密的薄膜可以防止里面的铝继续氧化，对铝的内部起到保护作用。

７反射能力很强。

铝箔反射率在８５％以上。

８铝具有银白色光泽、无毒、保鲜性好、防腐、防温、防干燥、不透气、不透光，因此，铝箔被广泛地用作各种食品、药用、香烟的包装上。

９焊接性能较差。

第二节铝及铝合金的牌号及状态铝及铝合金的牌号及状态以往都是采用国内统一的表示方法，即汉语拼音加顺序号，自９６年起，这种表示方法已经停止使用，目前采用的是国际四位数字体系的表示方法。

１合金牌号合金牌号采用的是四位数字体系表示方法，其中：第一位代表合金的系列，如第一位数字为１，则代表为纯铝系列，第一位数字为２－８，则代表不同系列的铝合金。

铝及铝合金材料的介绍一、铝及其合金简介二、铝及铝合金的牌号及状态代号1. 铝及铝合金的牌号，见GB/T 16474。

铸造铝合金牌号表示方法（GB/T 8063-1994）2. 铝合金状态代号，见国标GB/T 16475。

3.铝及铝合金的物理性能见对应的国标。

4.铝及铝合金的牌号对照：5. 铝合金的密度三、各系列合金介绍3.1 2XXX铝合金介绍3.4 7XXX系列铝合金介绍四、铝及其合金的热处理4.1我公司常用的有纯铝、硬铝母线、防锈铝以及硬铝合金等。

4.2 铝合金热处理工艺的几个术语介绍固溶脱溶沉淀淬火4.3不能热处理强化的铝合金有Al-Mn系（3A21）和Al-Mg系（如5A05等）两类，通称防锈铝。

其共同特点是抗蚀性好，焊接性良好，强度低，塑性高，压力加工性好，不能热处理强化。

常用冲压方法制成轻负荷的焊接零件和在腐蚀介质中工作的零件，如油箱（管）、铆钉、容器、罩、接线板等。

①3A21具有优异的抗蚀性能，塑性很好，易于压力加工成型，焊接性也很好。

②5A05等比3A21强度高，焊接性好，在潮湿大气和海水中有优良的抗蚀能力。

4.4能热处理强化的变形铝合金（1）硬铝合金硬铝中加入Cu、Mg的目的是形成强化相，提高其强度和硬度。

此外加入少量Mn，改善其耐蚀性。

①低强度硬铝（如2A04、2A10等），强度较低，塑性较好，常用作铆钉材料；②中强度硬度2A11，经热处理后可得到较高的强度和良好的塑性。

常用于制造形状复杂并具有一定强度的零件。

③高强度硬铝2A12，其含Mg量较高（1.2~1.8%Mg），提高了时效强化效果，强度比2A11高，用作制造各种高强度结构零件，如支架等。

④耐热硬铝（如2A02），其含Cu量较低，含Mg量较高，耐热性好，切削加工性良好。

可制作在250~350℃范围内工作的承力结构零件。

硬铝的共同特点是：强度高，在退火和刚淬火状态下具有良好的塑性，焊接性较好，可热处理强化。

但其耐蚀性差，特别是在海水中更差，这是由于其含有Cu 的化合物，易受电化学腐蚀。

《铝金属材料》讲义一、铝的基本性质铝是一种银白色的金属，具有以下重要的物理性质：1、密度小铝的密度约为 270 g/cm³，仅为钢的三分之一左右。

这使得铝在航空航天、交通运输等领域具有重要的应用价值，因为减轻重量可以提高能源效率和运行性能。

2、良好的导电性和导热性铝的导电性仅次于银、铜和金，在电力传输和电子设备中得到广泛应用。

同时，它的导热性能也较好，常用于制作散热器等热交换设备。

3、延展性好铝具有良好的延展性，可以被压成薄板或拉成细丝，方便加工成各种形状的产品。

4、耐腐蚀性在空气中，铝表面会迅速形成一层致密的氧化铝保护膜，阻止内部的铝继续被氧化，使其具有较好的耐腐蚀性。

从化学性质方面来看，铝是一种比较活泼的金属：1、与氧气反应在常温下，铝就能与氧气发生反应，生成氧化铝。

但由于上述提到的保护膜，使得铝在空气中能稳定存在。

2、与酸反应铝能与稀盐酸、稀硫酸等非氧化性酸发生置换反应，产生氢气。

3、与碱反应铝能与氢氧化钠等强碱溶液反应，生成偏铝酸盐和氢气。

二、铝的制备铝在自然界中主要以铝土矿的形式存在，其主要成分是氧化铝。

工业上制备铝通常采用电解法。

首先，将铝土矿经过一系列的处理，得到纯净的氧化铝。

然后，将氧化铝溶解在熔融的冰晶石（Na₃AlF₆）中进行电解。

在电解槽中，阳极产生氧气，阴极得到液态铝。

电解铝的过程需要消耗大量的电能，因此铝的生产成本相对较高。

三、铝的合金为了改善铝的性能，满足不同的使用需求，常常将铝与其他金属制成合金。

常见的铝合金有：1、铝镁合金具有良好的耐腐蚀性和强度，常用于航空航天、汽车制造等领域。

2、铝硅合金铸造性能良好，常用于制造发动机的汽缸体、汽缸盖等部件。

3、铝铜合金强度较高，耐热性好，适用于制造高强度的零部件。

四、铝的应用1、航空航天领域由于铝及其合金的密度小、强度高，在飞机制造中得到广泛应用，如机身、机翼等结构件。

2、交通运输汽车制造中，铝用于制造发动机缸体、轮毂、车身等部件，以减轻车辆重量，提高燃油效率。