关于铝合金材料性能的论述

大多数金属强度低,很软,但两种软金属合在一起就会成为一种较硬的金属,叫“合金”。改变金属的配比和成分,合金的性质就会改变。多数合金由两种或两种以上金属合成,但有些合金含非金属元素。现在让我来介绍一下铝合金,喷铸成型是一种新型的铝合金成型方法。喷铸成型生产方法其特色是:熔融金属液在极短暂的时间内,经由雾化装置将金属液喷散成微小颗粒(10μm～500μm),喷铸堆积在预定的沉积板上。这种喷铸成型的制程方法是建材、汽车部件、核电厂使用复合材等最佳选择。铝合金也是家装工程中一种很受欢迎的材料。因为它质轻、坚固、用途广泛。

1 总述

日本神户制钢厂近年着手开发由纳米微细结晶粒构成的锌铝合金的新用途。因为它具有变形缓冲作用,制钢所准备将其用于汽车防撞材料的开发。据报道,“纳米微细结晶粒锌铝合金”是神户制钢所2004年开发的新材料,已用于大阪市旅馆的防震装置。报道介绍到,这种合金在遇到外力突然撞击时会像口香糖一样伸缩,因此在交通事故和地震突然发生时,它可以减少外力的冲击。可见这种材料很厉害,用铝合金材料造的船艇等水上运输工具还比用一般材料造的具有更多用途,有节能、长寿命、易于保养、好保管的优点,是居家休闲、运动、运输等活动的首选。近年研制出一种新型的高性能铝合金热顶铸造热帽材料,这种材料有很多优点。像是:绝热性能高,结实坚固,不会掉落材料,对铝熔体不会产生化学性的与物理性的污染,不与水气发生作用,因而不增加铝熔体的氢含量,铸造时不与铝熔体发生反应,因此使用寿命长且易清理,表面坚硬,便于搬运,耐热冲击与热循环,在使用过程中不会破裂,不含纤维性物质,可降低回收成本等等的优点。可见化学为我们的科技和生活贡献很大!

而铝合金轮毂也以其美观大方、安全舒适等特点博得了越来越多私家车主的青睐,现在几乎所有的新车型都采用了铝合金轮毂,并且很多车主朋友也将原来车上用的轮毂换成铝合金轮毂。为什幺它会这么受欢迎呢?原来是因为它具有安全、舒适和节能的优点!安全——对于高速行驶的汽车来说,因轮毂变形、制动等产生的高温爆胎、制动效能降低等现象已屡见不鲜。而铝合金的热传导系数比钢、铁等大三倍,散热效果自然要好得多,从而增强了制动效能,提高了轮胎和制动盘的使用寿命,有效地保障了汽车的安全行驶的确安全。舒适——装有铝合金轮毂的汽车一般都采用扁平轮胎。扁平轮胎的缓冲和吸震性能优于普通轮胎。这样,汽车在不平的道路上或高速行驶时,舒适性会大大提高,的确舒适!节能——由于铝合金轮毂重量轻(与同样规格的铝或钢轮毂相差约2kg)、制造精度高,所以在高速转动时变形小,惯性阻力也小。这有利于提高汽车的直线行驶性能,减轻轮胎滚动阻力,从而减少油耗～的确节能!而由于铝的化学性质很活泼,所以它表面也形成了一层致密性的薄膜,防止它继续被氧化。而铝合金也保留了这一特点。

关于铝合金的特性与用途,我查找了十几种不同牌号的铝合金。现在让我来一一介绍(注意:LF为防锈铝;LY为硬铝;LC为超硬铝;LT为特殊铝;LD为锻铝。)

牌号为LF21:这是应用最广的一种防锈铝,它的强度不高,不能热处理强化,在退火状态下有高的塑性,而蚀性好,焊接性好,切削加工性不良。用于制造要求高可塑性和良好焊接性、在液体或气体介质中工作的低载荷零件如油箱、油管、液体容器等;线材可制作铆钉。牌号为LF13:它耐蚀性高、焊接性能好。导热性、导电性比纯铝低得多。可用冷变形加工进行强化而不能热处理强化。适用于作焊接结构件。牌号为LF5/LF10:它们为铝镁系防锈铝(LF10的含镁量稍高于LF5)强度与LF3相当,热处理不能强化,退火状态塑性高,半冷作硬化塑性中等,焊接性能尚好,LF5用于制作在液体中工作的焊接零件、管道和容器以及其它零件。LF10主要用来制造铆钉。牌号为LF6:它有较高的强度和耐蚀性,退火和挤压状态下塑性尚好,用氩弧焊的焊缝气密性和塑性尚可。切削加工性良好。用于焊接容器、受力零件、飞机蒙皮及骨架零件。牌号为LF5-1:它为不可热处理强化铝合金,有一定的强度,耐蚀性、切削性良好。阳极化处理后表面美观,可加工成光学机械部件、船舶部件及导线夹等。牌号为LF2/LF3:它的强度比LF21较高,塑性与耐蚀性高,热处理不能强化,焊接性好(LF3的焊接性优于LF2),在冷作硬化状态下的切削性较好,可抛光。用于制造在液体中工作的中等强度的焊接件、冷冲压零件和容器等。

牌号为LY1:它为铆接铝合金结构用的主要铆钉材料,在淬火和自然时效后的强度较低,但有很高的塑性和良好的工艺性能,焊接性与LY11相同,切削性能尚可,耐蚀性不高,广泛用作中等强度和工作温度<100℃的结构用铆钉材。牌号为LY2:它为耐热硬铝,有较高的强度,热变形时塑性高,可热处理强化,在淬火及人工时效状态下使用,切削加工性良好,耐蚀性比LD7、LD8耐热锻铝较好,在挤压半成品中,有形成粗晶环的倾向,用于制造在较高温度下工作的承力结构件。牌号为LT4/LY8/LY 9:它们均为铆钉用合金,LY 4有较好的耐热性,可在125℃～250℃内使用,LY9的强度较高,但其共同缺点是铆钉必须在淬火后2h～6h内使用。LT8适用于制作中等强度的铆钉。牌号为LY10:它有较高的剪切强度,铆接过程不受热处理时间的限制,但耐腐性不好。工作温度不宜超过100℃。牌号为LY11:它是应用最早的一种标准硬铝,中等强度,可热处理强化,在淬火和自然时效状态下使用,点焊性能良好,气焊及氩弧焊时有裂纹倾向,热态下可塑性尚可,切削加工性在淬火时效状态下尚好,耐蚀性不高。用于制作中等强度的零件和构件,冲压连接部件,局部镦粗的零件(如螺钉、铆钉)。牌号为LY12:它是高强度硬铝,可热处理强化,在退火和刚淬火状态下塑性中等,点焊性能好,气焊和氩弧时有裂纹倾向,抗蚀性不高,切削加工性在淬火和冷作硬化后尚好,退火后低。用于制造要求高负荷的零件以及在150℃以下工作的零件。牌号为LY16/LY17:它们都是耐热硬铝,常温下强度不高而在高温下有较高的蠕变强度,热态下塑性较高,可热处理强化,焊接性能良好抗蚀性不高,切削加工性尚好。用于制造250℃～350℃下工作的零件,板材可用于制作常温或高温下工作的焊接件。

牌号为LC3:它是超硬铝铆合金,可热处理强化,剪切强度较高,耐蚀性和切削加工性尚可,铆接时不受热处理时间的限制。用于制作受力结构的铆钉。牌号为LC4/LC9:它们都是高强度铝合金,在退火和刚淬火状态下的可塑性中等,可热处理强化,通常在淬火、人工时效状态下使用,此时得到的强度比一般硬铝高得多,但塑性较低,有应力集中倾向,点焊性能良好,气焊不良,热处理后的切削加工性良好,退火状态稍差,LC9板材的静疲劳、缺口敏感、抗应力腐蚀性能稍优于LC4。用于制造承力构件和高载荷零件等。

牌号为LT1:它是一种含Si5%的低合金化二元铝硅合金,其力学性能不高,但抗蚀性很高,压力加工性能良好。适用于制造焊条和焊棒,用于焊接铝合金制品。

牌号为LD2:它是中等强度,在热态和退火状态下可塑性高,易于锻造、冲压,在淬火和自然状态下具有LF21一样好的耐蚀性,易于点焊和氢原子焊,气焊尚可。切削加工性在淬火时效后尚可。用于制造塑性和高耐蚀性、中等载荷的零件以及形状复杂的锻件。牌号为LD2-1/LD2-2:它们耐蚀性好,焊接性能良好。用于制造大型焊接构件、锻件及挤件。牌号为LD5:它是高强度锻铝,热态下有高的可塑性,易于锻造、冲压,可热处理强化,工艺性能较好,抗蚀性也较好,但有晶间腐蚀倾向,切削加工性和点焊、滚焊、接触焊性能良好,电焊、气焊性能不好。用于制造形状复杂和中等强度的锻件和冲压件等。牌号为LD6:它在热压力加工时都有很好的工艺性能,可进行点焊和滚焊,热处理后易产生应力腐蚀倾向和晶间腐蚀敏感性。可制造复杂形状和中等强度的锻造零件和模锻件。牌号为LD7/LD8/LD9:它们都是耐热锻铝,可热处理强化,点焊、滚焊和接触焊性能良好,电焊性能差,耐蚀性和切削加工性尚好,LD8的热强性和可塑性比LD7差。用作在高温下工作的复杂锻件。牌号为LD10:它是高强度铝,热强性较好,但在热态下可塑性差,其它性能同LD5。用于制造高负荷和形状简单的锻件、模锻件。牌号为LD30:它用于制造中等强度(σb>27kgf/mm2)在+50℃～-70℃围内工作并要求在潮湿和海水介质中具有合格耐蚀性能的零件。牌号为LD31:它用于制造强度不高(σb>20kgf/mm2)耐蚀性能好,有美观装饰表面,在+50℃～-70℃工作的零件,其合金经特殊机械处理后有较高的导电性能,在电气工业上得到,广泛应用。

2 结语

我所搜集的资料就只有这些,但也足以可见铝合金的家族是多么庞大啊!化学的世界犹如浩瀚的海洋——丰富多彩,无穷无尽,让我们一起来学好化学,在这个神秘而广阔的空间里遨游!

摘要：介绍多种铝合金材料及相关成型方法,性能,用途,优缺点,广阔前景。着重介绍2004年日本制钢所由纳米微细结晶粒构成的锌铝合金的性能和实用前景。

关键词：合金,喷铸成型,纳米微细结晶粒,热帽材料

参考文献

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