铝合金
发布时间:2022-03-02 16:57:22 点击次数:79 文章作者:
——以铝为基加入其他元素组成的合金。纯铝的导电、导热和耐蚀性能良好,主要用作导电、导热材料,但强度低,不宜作结构材料。根据铝合金的成分和生产工艺特点,通常分为形变与铸造铝合金两大类。工业上应用的主要有铝-锰,铝-镁,铝-镁-铜,铝-镁-硅-铜,铝-锌-镁-铜等合金。变形铝合金也叫熟铝合金,据其成分和性能特点又分为防锈铝,硬铝,超硬铝,锻铝和特殊铝等五种。铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的,如铝-锰合金、铝-铜合金、铝-铜-镁系硬铝合金、铝-锌-镁-铜系超硬铝合金。铝合金比纯铝具有更好的物理力学性能:易加工、耐久性高、适用范围广、装饰效果好、花色丰富。铝合金分为防锈铝、硬铝、超硬铝等种类,各种类均有各自的使用范围,并有各自的代号,以供使用者选用。铝合金仍然保持了质轻的特点,但机械性能明显提高。铝合金材料的应用有以下三个方面:一是作为受力构件;二是作为门、窗、管、盖、壳等材料;三是作为装饰和绝热材料。利用铝合金阳极氧化处理后可以进行着色的特点,制成各种装饰品。铝合金板材、型材表面可以进行防腐、轧花、涂装、印刷等二次加工,制成各种装饰板材、型材,作为装饰材料。成本低,而且使用一种加工工艺可以大量生产同样的零部件,这也是他的特点之一。它的材料特性是轻、容易加工、以及在可耐强度方面不象碳素纤维有一个最大受力范围。这是什么意思呢?也就是说,碳素纤维因为有纤维的特性所以在一定的纤维方向上受力能力很强,但是在在别的方向上的受力就会很差。在制造一个比较大的零部件时可能会使用好几层碳素纤维,在超过受力能力时该零部件就会象酥饼一样变得一层一层的。而铝合金在承受了一定的力量后,会慢慢变形再损坏。还有就是铝合金容易加工和具有高度的散热性。特别是车辆引擎部分特别适合使用铝合金材料。这里几乎完全是铝合金的一家天下。此外,铝合金的加工工艺多种多样。通用性较强。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。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,铝镁合金和铝锌合金。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。常用铝合金材料的状态为退火(M焖火)、硬化(Y)、热轧(R)等三种。铝和铝合金经加工成一定形状的材料统称铝材,包括板、带、箔、管、棒、线、型等。铸造铝合金(ZL)按成分中铝以外的主要元素硅、铜、镁、锌分为四类,代号编码分别为100、200、300、400。高强度铝合金指其抗拉强度大于480兆帕的铝合金,主要是压力加工铝合金中硬铝合金类、超硬铝合金类和铸造合金类。铝合金是飞行器中应用较早、使用最广的有色轻金属结构材料。常用铝材有板、棒、管、丝、箔、挤压件、锻件和铸件。1903年莱特兄弟飞机的发动机活塞和机匣已采用铸造铝合金。1906年德国A·维尔姆研制出变形铝合金,取名杜拉铝。在此基础上发展起来的一系列铝-铜-镁系合金在中国统称为硬铝。德国H·瑞斯尼尔用杜拉铝设计和制造出第一架全金属结构的单翼机。1937年日本五十岚·勇研制出强度更高的变形铝合金,取名ESD。在此基础上发展起来的铝-锌-镁-铜系合金在中国统称为超硬铝。ESD合金曾被用作日本零式战斗机的翼梁材料。硬铝和超硬铝是航空器和航天器中用量最大的两类铝合金。铸造铝合金在飞机及其附件中的使用量也很大。另外,低比重铝-锂合金、高纯度高韧性铝合金、快速凝固粉末冶金铝合金、机械合金化铝合金和纤维增强铝基复合材料都是发展中的新型铝合金。这些合金能够进一步减轻机体结构重量,扩大合金的使用范围,从而改善飞行器的性能,为各国航空航天工业所注意。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□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。