27 铝及铝合金基础知识及设备能力

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。

铝合⾦基础知识⼯业⽣产⽤量仅次于钢铁，居有⾊⾦属⾸位。

特点：质轻，⽐强度和⽐刚度⾼，导电导热性好，耐腐蚀。

应⽤：宇航、航空等⼯业的主要原材料，建筑、运输、电⼒等各个领域。

1.纯铝纯铝的特性:纯铝呈银⽩⾊，密度2.7g·cm-3，熔点660℃，⾯⼼⽴⽅，⽆同素异构转变；●导电、导热性能好；●化学性质活泼，⼤⽓中⽣成致密氧化膜，防⽌继续氧化，⼤⽓中耐蚀性好；●碱、盐和⼤多数酸性溶液(如硫酸、盐酸等)中，易被腐蚀。

●易于加⼯制成各种制品。

●铝中常含许多杂质（主要是铁、硅，还有铜、锌、镁、锰、镍和钛等），随杂质含量↑，纯铝强度↑，导电性、耐蚀性和塑性↓纯铝的牌号及⽤途:牌号: “铝” 拼⾳第1字母“L”加⼀顺序号⾼纯Al：LG5－1，LG5纯度最⾼⼯业纯Al：L1－6， L6纯度最低纯铝不能热处理强化，唯⼀⼿段是冷加⼯硬化，强度低。

⽤途: 主要⽤作导电、导热材料，制备铝合⾦和⽤于化学⼯业。

2. 铝的合⾦化纯铝强度、硬度都很低，难以⽤作⼯程结构材料。

铝中适量加⼊某些合⾦元素，再经冷变形或热处理，可⼤幅度↑其⼒学性能（主要是强度、硬度）。

固态铝⽆同素异构转变，不能像钢⼀样借助于热处理相变强化。

合⾦元素的强化作⽤主要为固溶强化、沉淀强化、过剩相强化和细化组织强化。

固溶强化：合⾦元素加⼊纯Al中，形成铝基固溶体，使晶格发⽣畸变，↑位错运动阻⼒，↑强度。

合⾦元素的固溶强化能⼒与其本⾝性质及固溶度有关，总体讲固溶强化效果不⾼，因此铝的强化不能只依靠固溶强化。

⽤途: 主要⽤作导电、导热材料，制备铝合⾦和⽤于化学⼯业。

沉淀强化 : 主要强化⼿段，基体中造成较强烈应变场，↑位错运动阻⼒。

通过热处理（固溶时效）析出沉淀相实现强化，也称时效强化。

条件：①合⾦元素在铝中有较⾼的极限溶解度和明显的温度关系；②沉淀过程中形成性能好、均匀、弥散的共格或半共格过渡强化相。

Cu、Mg、Zn、Si、Li等主加元素在铝中均有较⾼溶解度，并随温度↓⽽急剧↓，但除铜外，与铝形成的沉淀相或因共格界⾯错配度低使应变场较弱，或因预沉淀阶段短，很快与基体丧失共格关系⽽形成⾮共格平衡相，难以充分满⾜上述沉淀强化条件。

铝合金基础知识及用途铝合金【概述】以铝为基的合金总称。

主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。

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。

铝合金分两大类：铸造铝合金，在铸态下使用；变形铝合金，能承受压力加工，力学性能高于铸态。

可加工成各种形态、规格的铝合金材。

主要用于制造航空器材、日常生活用品、建筑用门窗等。

铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。

变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。

不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。

可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。

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。

铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金，铝锌合金和铝稀土合金，其中铝硅合金又有简单铝硅合金（不能热处理强化，力学性能较低，铸造性能好），特殊铝硅合金（可热处理强化，力学性能较高，铸造性能良好），2008年北京奥运会火炬“祥云”的材质就是铝合金。

【纯铝产品】纯铝分冶炼品和压力加工品两类，前者以化学成份Al表示，后者用汉语拼音LG （铝、工业用的）表示。

【锻造的修伤工艺】[1][2]修伤是铝合金模锻工艺中的重要一环。

由于铝合金在高温下较软，粘性大，流动性差，容易粘模并产生各种表面缺陷(折叠、毛刺、裂纹等)，在进行下一道工序前，必须打磨、修伤，将表面缺陷清除干净，否则在后续工序中缺陷将进一步扩大，甚至引起锻件报废。

修伤用的工具有风动砂轮机、风动小铣刀、电动小铣刀及扁铲等。

修伤前先经腐蚀查清缺陷部位，修伤处要圆滑过渡，其宽度应为深度的5～10倍。

【压力加工铝合金】铝合金压力加工产品分为防锈（LF）、硬质（LY）、锻造（LD）、超硬（LC）、包覆（LB）、特殊（LT）及钎焊（LQ）等七类。

铝合金基础知识总结（1）铝 Aluminum属于周期系第Ⅲ族主族的一种金属元素。

化学符号Al，原子序数13，具有面心立方晶格。

是一种银白色的轻金属。

有延展性，密度2.6989t/m3，熔点661℃。

导电、导热性好，纯铝可用作超高压电缆。

化学性质活泼，溶于酸或碱而放出氢气。

在空气中表面形成致密的氧化膜，因而起了保护作用。

日用器皿多用铝制成。

铝合金质轻而坚韧，大量用作飞机、汽车、火箭的结构材料和建筑装璜材料。

铝在自然界以复杂的硅酸盐形态存在，在地壳中含量甚丰(8.8%) ，由铝的氧化物与冰晶石(Na3AlF6) 共熔电解制得。

（2）铝加工 Aluminum fabrication用塑性加工方法将铝坯锭加工成各种铝材的生产过程。

主要方法有轧制、挤压、拉伸和锻造等。

产品广泛用于航空、建筑、运输、电气、包装和日用品等工业部门，产量仅次于钢铁。

我国生产的铝材有七个合金系列，有板、带、箔、管、棒、型、线材和锻件等八类产品。

铝加工应保证产品达到稳定一致的尺寸精度、力学性能和良好的表面质量以及内部组织，这些质量要求主要依靠生产工艺和设备保证。

（3）铝合金 Aluminum以铝为基的合金的总称。

加入的主要合金元素为铜、硅、镁、锌、锰，其次为镍、铁、钛、铬、锂等。

品种很多，大都可以通过淬火、时效强化。

铝合金的密度低，单位重量铝合金的强度接近或超过优质钢，加之具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，在工业上用途很广。

一般分为两类：(1) 铸造铝合金。

在铸造状态使用，熔化温度低，铸造性能优良，常用来铸造形状较复杂的航空发动机零件等; (2) 变形(压延)铝合金。

能承受压力加工，力学性能高于铸造铝合金，广泛用作航空器材和日常生活器皿、建筑装璜材料等。

（4）铝矿石 Aluminum ore铝在地壳中含量甚多，在自然界中以化合态存在。

含铝的矿物有250余种，其中具有经济意义的有铝土矿、霞石、明矾石和高岭土。

铝土矿是工业上利用最广的铝矿石，其基本成分是含水氧化铝。

铝及铝合金的焊接企业知识管理培训资料一、铝及铝合金的焊接概述铝及铝合金是一种重要的金属材料，具有优良的导热性、导电性和良好的加工性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子电气等领域。

在工业生产中，铝及铝合金的焊接技术起着至关重要的作用。

铝及铝合金的焊接技术主要包括气体保护焊、电弧焊、激光焊等多种方法。

对于企业来说，良好的铝及铝合金焊接技术是企业的核心竞争力之一。

二、铝及铝合金的焊接技术培训内容1. 铝及铝合金的性能与特点2. 铝及铝合金的焊接原理3. 铝及铝合金的焊接工艺4. 铝及铝合金的焊接设备与工具5. 铝及铝合金焊接中的常见问题及解决方法6. 铝及铝合金的焊接质量检测三、铝及铝合金焊接的重要性1. 提高产品质量良好的焊接技术可以有效提高产品质量，避免焊接缺陷导致的产品质量问题。

2. 提高生产效率优秀的焊接技术能够提高生产效率，减少人力资源的浪费，降低生产成本。

3. 符合环保要求铝及铝合金的焊接技术可以减少废气废水的产生，符合环保要求。

四、铝及铝合金焊接企业知识管理培训的重要性1. 知识管理有助于提高员工的专业技能，增强企业的核心竞争力。

2. 良好的知识管理可以帮助企业建立完善的焊接技术档案，以便日后参考。

3. 知识管理可以使企业在日常经营中更好地利用焊接技术知识资源，提高工作效率。

五、铝及铝合金焊接企业知识管理培训的实施策略1. 制定培训计划企业应当根据员工的实际情况，制定针对性的知识培训计划，包括内容、时间、方式等。

2. 选择合适的培训方式企业可以选择线下培训、在线学习、讲座等多种培训方式，以满足不同员工的学习需求。

3. 培训资源的整合企业应整合内外部的焊接技术资源，通过专业团队或外部专家的培训来提高员工的焊接技术知识。

4. 培训成果的评估培训结束后，企业应及时对员工的学习成果进行评估，以及时调整培训策略。

六、铝及铝合金焊接企业知识管理培训的效果评估1. 通过培训后，员工是否对铝及铝合金焊接技术有了更深入的理解和掌握？2. 培训后，焊接质量是否有所提高？3. 培训后，生产效率是否有所提升？4. 培训后，能否更好地遵循环保政策？5. 培训后，员工对企业焊接技术知识的知晓度和了解度是否有所增加？七、结语铝及铝合金的焊接技术是企业的重要组成部分，通过科学的知识管理培训，可以有效提高员工的焊接技术水平，增强企业的核心竞争力，推动企业实现可持续发展。

铝合金基本知识铝合金（有色金属结构材料）以铝为基的合金总称。

主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。

纯铝产品是地壳中含量最丰富的金属元素，含量高于7%。

铝原子序数为13，原子量为26.98，原子体积为(立方厘米/摩尔)：10.0，面心立方结构，熔点660℃，密度2.702，地壳中含量（ppm--百万分率）：82000 。

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。

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。

铝合金的分类一系:1000系列铝合金代表1050、1060 、1100系列。

在所有系列中1000系列属于含铝量最多的一个系列。

纯度可以达到99.00%以上。

由于不含有其他技术元素，所以生产过程比较单一，价格相对比较便宜，是目前常规工业中最常用的一个系列。

市场上流通的大部分为1050以及1060系列。

1000系列铝板根据最后两位阿拉伯数字来确定这个系列的最低含铝量，比如1050系列最后两位阿拉伯数字为50，根据国际牌号命名原则，含铝量必须达到99.5%以上方为合格产品。

一、铝的性能1、密度小，仅为2.72g/cm3，约为铁的1/3。

凡是特别要求减轻结构重量的场合，铝及合金用得最多（内燃机活塞、飞机）。

2、导电、导热性好，仅次于金、银、铜而居第四位。

如按单位质量计，铝的导电性及导热性超过铜，但比铜便宜，资源也丰富，在远距离输电电缆中常用于代替铜线，并常用于散热零件。

3、耐蚀性好。

铝和铝合金在大气、淡水、浓硝酸、汽油及各种有机物中，具有足够的耐蚀性。

但碱与盐的水溶液能破坏铝的氧化膜使铝受腐蚀，故不能用铝制品作为盐、碱溶液的容器。

铝与硝酸作用较弱，与硫酸、盐酸作用较强。

4、纯铝的强度低易于进行压力加工。

1g铝可拉成37m的细丝；也可展成面积达50m2的铝薄。

二、工业纯铝旧牌号L1 L2 L3新牌号1070 1060 1050三、铝合金纯铝强度低，但可用形变强化提高，也可通过合金化及热处理的办法强化。

铝合金的强度可达500~600Mpa，虽然其值仍较钢低，但其比强度（σb/ρ）却比一般钢高，可与合金钢相比，这是它能广泛用于航空构件的重要原因。

1、铝合金的分类（版图第五版图7-7）（1）变形铝合金——塑性好，适于压力加工。

防锈铝合金（LF/原牌号）合金含量少，塑性好，耐蚀，强度低，适于要求耐蚀及受力不大的零部件，如油箱、日用器皿，饮料罐等。

不能热处理强化的铝合金，常用冷变形方法强化。

硬铝合金（LY/原牌号）强度高，抗蚀性及焊接性较差，用于制造中等强度的飞行器的各种承力构件，如飞机壁板、翼梁等。

能热处理强化的铝合金。

超硬铝合金（LC/原牌号）强硬度高，耐蚀性差，用于受力较大的飞机大梁、起落架等。

常用以取代2A12。

热处理强化效果突出。

锻铝合金（LD）热塑性好，适于锻压成形。

耐蚀，耐热。

用于内燃机活塞、建筑用铝合金门窗型材、超音速飞机蒙皮等。

（2）铸造铝合金——熔点低，流动性好，适于铸造。

（结合相图）最常用的铸造铝合金是铝硅合金，俗称硅铝明。

如ZL108。

适于制造形状复杂的铸铝件，如内燃机活塞、轿车轮毂等。

铝合金基本知识（一）一、铝合金的分类及组织特点１．铝合金的分类及性能特点合金元素含量1-变形铝合金;2-铸造铝合金;3-不能热处理强化;4-能热处理强化表1 铝合金分类二、铝合金的强化方法1．固溶强化在纯铝中加入合金元素（Si Cu Mg Zn Mn Ni……等），形成铝基固溶体，从而提高铝合金的力学性能。

2．时效强化合金元素在铝中的固溶度随温度的降低而减少，通过加热到一定温度、保温、淬火而得到过饱和的铝基固溶体，过饱和的铝基固溶体在室温下放置一段时间，或加热到某一温度，其强度、硬度随时间的延长而增高，塑性、韧性降低。

在室温下放置产生时效的现象叫自然时效。

加热产生时效的现象叫人工时效。

3．过剩相强化合金元素超过其极限溶解度时，这些合金元素与铝或元素间形成硬而脆的金属间化合物，在合金中起阻碍滑移和位错运动的作用，使强度、硬度提高，塑性、韧性降低。

4．变质处理加入微量元素（钛、锆、铍、锶、稀土等），在合金结晶时，作为晶核，起细化晶粒作用，提高合金的强度和塑性。

在铝合金液中加入微量钠或钠盐作为变质剂，进行变质处理，细化晶粒可以显著提高其强度和塑性。

5．冷作硬化金属材料在再结晶温度以下变形，变形后材料即被强化，强化的程度随变形程度、变形温度及材料的性质而不同。

同种材料，在同一温度下冷变形时，其变形程度越大，则强度越高。

这是不能热处理的防锈铝合金和纯铝的强化方法。

三、铸造铝合金1．铸造铝合金牌号○1在牌号的最前面用“Z”表示铸造，其后用化学元素符号及数字表示。

例如：ZAlSi7Mg表示该平均含硅量为7%,平均含镁量为1%的铸造镁合金。

○2用合金代号表示。

合金代号由字母“Z”，“L”（它们分别是“铸”、“铝”的汉语拼音第一个字母）及其后的三位数字组成。

ZL后面的第一位数字表示合金系列，1—表示铝硅合金；2—表示铝铜合金；3—表示铝镁合金；4—表示铝锌合金。

其后的两位数字是表示该组合金的顺序。

若为优质合金则在数字后加“A”，例如：ZL101A是铝硅合金，相当于ZAlSi7MgA。

lm27化学成分摘要：一、引言二、lm27 化学成分概述1.主要元素2.杂质元素三、lm27 合金的性能与应用1.力学性能2.耐腐蚀性能3.应用领域四、结论正文：【引言】lm27 是一种高强度、耐腐蚀的铝合金，广泛应用于航空航天、交通运输、建筑等众多领域。

本文将对其化学成分、性能及应用进行详细介绍。

【lm27 化学成分概述】lm27 铝合金的主要元素包括铝（Al）、镁（Mg）、铜（Cu）、锌（Zn）、锰（Mn）和硅（Si），它们的比例对合金的性能起着关键作用。

其中，铝是主要成分，起到提高强度和刚度的作用；镁、铜、锌、锰等元素可以改善合金的力学性能和耐腐蚀性能；硅元素可以提高合金的硬度和耐磨性。

【杂质元素】在lm27 铝合金中，还含有一定量的杂质元素，如铁（Fe）、镍（Ni）、钴（Co）等。

这些杂质元素对合金性能的影响因含量和分布而异，需要在生产过程中严格控制。

【lm27 合金的性能与应用】【力学性能】lm27 铝合金具有较高的强度和良好的韧性，可以应对各种力学环境的挑战。

其抗拉强度、屈服强度和延伸率等力学性能指标均优于普通铝合金。

【耐腐蚀性能】lm27 铝合金具有良好的耐腐蚀性能，尤其是在含氯离子环境中，表现出优越的耐腐蚀性能。

这主要得益于合金中添加的锌、锰等元素，它们可以形成致密的氧化膜，保护合金表面免受腐蚀。

【应用领域】lm27 铝合金广泛应用于以下领域：1.航空航天：lm27 铝合金的高强度和良好的耐腐蚀性能使其成为航空航天领域的理想材料，可用于制造飞机、火箭等部件。

2.交通运输：lm27 铝合金在交通运输领域也有广泛应用，如汽车、火车等交通工具的车身、框架等部件。

3.建筑：lm27 铝合金在建筑领域的应用也日益增多，如建筑模板、门窗等。

【结论】综上所述，lm27 铝合金凭借其优良的力学性能、耐腐蚀性能以及广泛的应用领域，成为一种具有重要价值的铝合金。