铝合金的历史发展过程有哪些
1908年美国铝业发明电工铝合金1050,并制成钢芯铝绞线,开创高压远程输电先锋。
1915年美国铝业发明2017合金,1933年发明2024合金,使铝在航空器中的应用得以迅速扩大。 1933年美国铝业发明6061合金,随即创造了挤压机淬火工艺,显著扩大了挤压型材应用范围。
1943年美国铝业发明了6063合金及7075合金,开创了高强度铝合金的新纪元。
1965年美国铝业又发明了A356铸造铝合金,这是经典铸造铝合金。
随着对铝合金材料方面的研究深入,高强铝合金以其优异的综合性能在商用飞机上的使用量已经达到其结构质量的80%以上,因此得到全球航空工业界的普遍重视。铝合金开始逐渐应用于生活、科技方面。
一天,维尔姆在铝中添加少量的铜和镁。他像往常一样用锤子敲打新材料。“当”的一声,锤子反弹起来,可新材料上没有一点凹陷的痕迹。“会不会是我累得没力气了呢?”维尔姆再一次举起锤子,用尽吃奶的力气往新材料上敲,在听到巨大响声的同时,他觉到整个手臂被震得发麻。维尔姆精神为之一振,顾不得手臂疼痛,连忙拾起新材料。它,依然完好无损。
坚硬的铝终于诞生了!维尔姆对新材料——铝合金的强度做了估测,证实它的强度比铝高3-5倍。可是,用它制造武器还是不行。
“可不可以再提高它的强度呢?”维尔姆立即想到了淬火,因为淬火可以提高钢铁的硬度。维尔姆将铝合金放在炭火中烧。熊熊的火焰将铝合金烧得通红。他将铝合金夹出,很快地浸入水中。顿时,在“咝咝咝”的响声中,烟雾弥漫。维尔姆对淬火后的铝合金的强度进行估测,果然强度又提高了许多。
为了以后实验的开展,维尔姆暂时放下手头的淬火工作,又进行含铜和镁的铝合金的炼制工作。待炼得一定数量铝合金后,为慎重起见,维尔姆对原先淬火过的铝合金的强度又进行估测。他惊奇地发现,铝合金的强度又提高了1倍。两次测定的结果为什么相差甚远?难道是测量仪器坏了吗?维尔姆对测量仪器仔细地检查一遍,没有发现什么异常现象。维尔姆想:是不是时间老人在捣鬼呢?
经过试验,证实了他的推测:这种铝合金在放置一段时间后,它的强度会逐渐提高。由此,维尔姆也找到了一种最佳热处理方法。这种含少量铜和镁的铝合金,经过淬火,成了比钢铁轻但却与钢铁一样坚固的材料。
坚硬的铝终于诞生了!维尔姆对新材料——铝合金的强度做了估测,证实它的强度比铝高3-5倍。可是,用它制造武器还是不行。
“可不可以再提高它的强度呢?”维尔姆立即想到了淬火,因为淬火可以提高钢铁的硬度。维尔姆将铝合金放在炭火中烧。熊熊的火焰将铝合金烧得通红。他将铝合金夹出,很快地浸入水中。顿时,在“咝咝咝”的响声中,烟雾弥漫。维尔姆对淬火后的铝合金的强度进行估测,果然强度又提高了许多。
为了以后实验的开展,维尔姆暂时放下手头的淬火工作,又进行含铜和镁的铝合金的炼制工作。待炼得一定数量铝合金后,为慎重起见,维尔姆对原先淬火过的铝合金的强度又进行估测。他惊奇地发现,铝合金的强度又提高了1倍。两次测定的结果为什么相差甚远?难道是测量仪器坏了吗?维尔姆对测量仪器仔细地检查一遍,没有发现什么异常现象。维尔姆想:是不是时间老人在捣鬼呢?
经过试验,证实了他的推测:这种铝合金在放置一段时间后,它的强度会逐渐提高。由此,维尔姆也找到了一种最佳热处理方法。这种含少量铜和镁的铝合金,经过淬火,成了比钢铁轻但却与钢铁一样坚固的材料。
铝合金由铝和合金组成。
铝合金以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金,是轻金属材料之一。铝合金的密度为2.63~2.85g/cm,有较高的强度,比强度接近高合金钢,比刚度超过钢。
有良好的铸造性能和塑性加工性能,良好的导电、导热性能,良好的耐蚀性和可焊性,可作结构材料使用。
铝合金的应用:
铝合金是制造飞机用的主要材料。铝合金与制造汽车用的软钢比较起来,价格贵、密度小,相对密度为2.8,与软钢相对密度7.8比较,约轻三分之一,尽管强度相差不多,但对飞机来说,材料轻是最主要的,而且耐腐蚀性较强,加工也方便,故铝合金是制造飞机最理想的材料。
硬铝根据其合金元素含量不同可分别制造铆钉、飞机的螺旋桨及飞机上的高强度零件超硬铝是含有锌的硬铝,其硬度、强度均比硬铝高,不同品种的超硬铝用于制造各种结构零件、高载荷零件,是航空工业的重要材料之一。
铝本身的比重小,导电性仅次于铜,有良好的延展性而且成本很低。但由于本身质软容易变形,所以很难使用单纯的铝来制造成品部件,随着合金技术的不断提高,向铝添加如,锰,锌,钛等元素可以使其变硬,强度提高达到工业制造的标准。高铁的车厢,航空器材等都是使用高强度的铝合金。
添加的元素不同,比例不同得到的合金机械性能也不同。另外合金制造的过程中铝的纯度也左右了合金的机械性能。
20世纪初,德国科学家维尔姆接受了一项任务,部队要他寻找一种比钢铁轻但和钢铁一样坚固的材料,来制造飞艇、飞机。
维尔姆认为密度比钢铁小的铝最合适。“怎么能让铝硬起来呢?”维尔姆想,“合金钢那么硬,能不能像炼合金钢那样炼出一种铝合金呢?”
他按照这个思路进行实验起来。他把不同的金属掺入铝中,可是都失败了,但他毫不气馁。
一天,他把少量的铜和镁加入铝中,用锤子一敲打,“哎,怎么这次敲打不碎昵?是力不够吗?”他又用力一敲,“嗬!还真的敲不碎呢!”
实验证明它的硬度是铝的3倍!“怎么来提高它的强度呢?”
他又把烧红的铝放在水中进行淬火,经过反复实验,维尔姆终于找到了最佳的热处理方法。
这样,这种含有少量的铜和镁的铝合金,经过淬火,就成了比钢铁轻却与钢铁一样坚固的材料。