铝和铝合金一样吗?
不一样, 从化学角度来讲 ,铝是单质 ,只有铝原子构成 ,而铝合金 ,顾名思义是合金 ,不是单一的物质组成, 由铝、 三氧化二铝 、铁等组组成 ,强度和硬度强于铝单质。
一、纯铝
密度:铝是一种很轻的金属,密度为2.71克/厘米3,约为纯铜的1/3。
导电导热性:铝的导热及导电性能好,当铝的截面和长度与铜相同时,铝的导电能力约为铜的61%,如果铝与铜的重量相同尔截面不同(长度相等),则铝的导电能力为铜的200%。
化学特性:抗大气腐朽性能好,因为其表面易形成致密的氧化铝膜,能阻止内部金属的进一步氧化,铝与浓硝酸、有机酸及食品基本不起反应。
铝呈面心立方结构,工业用纯铝塑性极高(ψ=80%),很容易承受各种成型工艺,但其强度过低,σb约为69Mpa,故纯铝只能通过冷变形强化或合金化来提高其强度后,才可以作为结构材料;
铝是非磁性,无火花材料,且反射性能好,既能反射可见光,也能反射紫外线;铝中的杂质为硅和铁,当杂质含量越高时,其导电性,抗腐蚀性及塑性越低;
二、铝合金
如果在铝中加入适量的某些合金元素,再经过冷加工或者热处理,可以大幅度的改善某些特性,铝中较常用的合金元素为铜、镁、硅、锰、锌,这些元素有时单独加入,有时配合加入,除了上述元素外,有时还加入微量的钛、硼、铬等。
根据铝合金的成分及生产工艺特点,可以分为铸造铝合金及形变铝合金两类。形变铝合金:这类铝合金通常通过热态或冷态的压力加工,即经过轧制,挤压等工序,制成板材、管材、棒材以及各种型材使用,这类合金要求具有相当高的塑性,故合金含量较少。
铸造铝合金则是将液态金属直接浇注在砂型中,制成各种形状复杂的零件,对这类合金要求具有良好的铸造性,即良好的流动性,合金含量少时,适宜做形变铝合金,合金含量多时,做铸造铝合金。
铝合金的弹性模量小,仅相当于钢材的1/3,即在相同的截面下,加以相同的载荷,铝合金的弹性变形是钢的3倍,承受力不强,但抗震性能好。铝合金的硬度范围(包括退火和时效硬化状态)为20~120HB。
扩展资料
铝合金由于重量轻、强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中,采用铝合金代替钢板材料焊接,结构重量可减轻50 %以上。
因此,铝及铝合金除广泛的应用于航空、航天和电工等领域外,同时还越来越多的应用于石油化学工业。濮阳中原大化新建空分装置就大量使用了铝镁合金(主要有:5083、5183、5A02相当于旧牌号中的LF2、LF4)。
但是铝及铝合金在焊接过程中,易出现氧化、气孔、热裂纹、烧穿和塌陷等问题。此类材质是被公认为焊接难度较大的被焊接材料,特别是小径薄壁管的焊接更难掌握。
参考资料来源:百度百科-铝
参考资料来源:百度百科-铝合金
铝及铝合金其它金属材料相比,具有以下一些特点:
1、密度小:铝的密度为2.7约为铜(8.9)或钢(7.8)的1/3。密度小对于航天航空器、船舶、车辆等交通工具及建筑物饿额轻量化非常有益,同时也可以节省搬动费和加工费,减轻成本,在工业、建筑业民用等各领域的应用越广泛
2、良好的耐腐蚀性、耐候性:铝及铝合金在大气中能够形成一层硬而且致密,具有良好抗腐蚀性能的氧化膜,通过阳极氧化、电泳涂漆、粉末喷涂等表面处理,可进一步提高铝材的抗腐蚀性
3.良好的装饰性:铝合金具有良好的可塑性,可加工各种规格、形成的产品,通过表面处理可生成不同性质,不同颜色的膜层,具有良好的装饰性;
4.良好的导热性:铝的导热率很高,在金属中仅次于银、金、铜,是铁的3倍,同等重量的铝是铁的12倍,因此,铝合金是制造散热器、取暖器的良好材料。
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展,对铝合金焊接结构件的需求日益增多,使铝合金的焊接性研究也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金。
铝材由铝和其它合金元素制造的制品。通常是先加工成铸造品、锻造品以及箔、板、带、管、棒、型材等后,再经冷弯、锯切、钻孔、拼装、上色等工序而制成。主要金属元素是铝,在加上一些合金元素,提高铝材的性能。
铝材的分类:
(1)按有无合金成分,铝材分为纯铝及铝合金。铝合金按合金系列又分为Al-Mn合金、Al-Cu合金、Al-Si合金和Al-Mg合金等。
(2)按压力加工能力,可分为变形铝和非变形铝(例如:铸铝)。
(3)按能否热处理强化,铝合金又分为非热处理强化铝和热处理强化铝。铝没有同素异构体,纯铝、铝锰合金、铝镁合金等不可能通过热处理相变来提高强度。但是,铝铜和铝镁硅等合金可通过固溶时效析出强化相提高强度,称为可热处理强化铝。不能通过固溶时效析出强化相提高强度的称为不可热处理强化铝。
铝合金的分类:
1系:特点:含铝99.00%以上,导电性有好,耐腐蚀性能好,焊接性能好,强度低,不可热处理强化. 应用范围:高纯铝(含铝量99.9%以上)主要用于科学试验,化学工业及特殊用途.
2系:特点::以铜为主要合元素的含铝合金.也会添加锰、镁、铅和铋为了切削性。如:2011合金,在熔练过程中要注意安全防护(会产生有害气体)。2014合金用天航空工业,强度高。2017合金比2014合金强度低一点,但比较容易加工。2014可热处理强化。缺点:晶间腐蚀倾向严重。应用范围:航空工业(2014合金),螺丝(2011合金)和使用温度较高的行业(2017合金)。
3系:特点:以锰为主要合金元素的铝合金,不可热处理强化,耐腐蚀性能好,焊接性能好。塑性好。(接近超铝合金)。缺点:强度低,但可以通过冷加工硬化来加强强度。退火时容易产生粗大晶粒。应用范围:飞机上使用的导油无缝管(3003合金),易拉罐(3004合金)。
4系:以硅为主,不常用。部分4系可热处理强化,但也有部分4系合金不可热处理化。hr
5系:特点:以镁为主。耐耐性能好,焊接性能好,疲劳强度好,不可热处理强化,只能冷加工提高强度。应用范围:割草机的手柄、飞机油箱导管、防弹衣。
6系:特点:以镁和硅为主。Mg2Si为主要强化相,目前应用最广泛的合金。 6063、6061用的最多、其它6082、6160、6125、6262、6060、6005、6463。 6063、6060、6463在6系中强度比较低。 6262、6005、6082、6061在6系中强度比较高。特性:中等强度,耐腐蚀性能好,焊接性能好,工艺性能好(易挤压出成形)氧化着色性能好。应用范围:交能工具(如:汽车行李架、门、窗、车身、散热片、间箱外壳)
7系:特点:以锌为主,但有时也要少量添加了镁、铜。其中超硬铝合金就是含有锌、铅、镁和铜合金接近钢材的硬度。挤压速度较6系合金慢,焊接性能好。7005和7075是7系中最高的档次,可热处理强化。应用范围:航空方面(飞机的承力构件、起落架)、火箭、螺旋桨、航空飞船。
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。
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。