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铝合金与铝的优良性能

怡然的黑猫
专注的世界
2023-01-13 11:02:08

铝合金与铝的优良性能

最佳答案
冷艳的导师
小巧的八宝粥
2026-05-16 00:50:03

铝合金在有色金属材料中用途最广,用量最多。但在某些环境条件下,材料性能有所改变。试验表明,在不同温度下,特别在高温下,铝合金复合材料的强度明显高于铝合金。

铝及铝合金的力学、热学、物理性能符号和含义 :

名称 符号 单位 含意 备注

比例极限 δp MPa 材料在拉伸过程中,应力与应变保持正比关系的最大应力。这个阶段的最大极限负荷Pp除以试棒的原始横截面积,即为比例极限 1 kgf/mm2 = 9.80665MPa

1 MPa = 0.10197kgf/mm2

英制:PSI :lb/in2

KPSI = 1000PSI

=6.896MPa

弹性极限 δe MPa 材料在受载过程中,未产生塑性变形的最大应力

拉 伸

弹 性 模 量 E GPa 金属承受拉伸载荷时,在弹性范围内,应力与应变成正比例关系时,这个比例系数为拉伸弹性模量 1 kgf/mm2 = 0.0098067GPa

1GPa = 101.97162kgf/mm2

剪切

弹性模量 G GPa 金属在弹性范围内进行扭转试验时,外力和变形成比例地增长,即应力与应变成正比例关系时,这个比例系数称为剪切弹性模量

屈服强度 (条件屈服强度) δ0.2 MPa 在拉伸过程中,一般规定标距长度部分塑性变形量达到的原标距长度的规定数值时之负荷除以原始横截面积所得的应力,称为屈服强度或条件屈服强度。一般规定数值为拉伸试样原标距长度的0.2%,即用δ0.2表示

压缩屈服强度 (条件屈服强度) δ-0.2 MPa 试样在压缩过稆中,标距部分残余压缩达到原标距长度规定数值时的负荷除以原始横截面积所得的应力称为压缩屈服强度或条件压缩屈服强度。一般规定数值为压缩试样原标距长度的0.2%,由于受力方向与拉伸相反,故压缩屈服强度常用δ-0.2表示

抗剪强度 MPa 试样剪切时,在剪断面上所承受的最大负荷除以原始横截面积所得的应力,称为搞剪强度。表示材料在剪切力作用下抵抗破坏的最大能力。

抗拉强度 δb MPa 在单向均匀拉伸载荷作用下,断裂时材料的最大负荷除以原始横截面积所得的应力。

疲劳极限 δ-1 MPa 材料在重复交变应力作用下,承受过无限次循环而不产生断裂的最最大应力值

疲劳强度 δN

MPa 试样在交变应力作用下,在规定的循环次数内(如106、107、108次等),不至于产生断裂的最大应力值

伸长率

(延伸率) δ5

δ10 % 材料拉伸时,试样拉断后,其标距部分所增加的长度与原标距长度的百分比。

是标距为5倍直径时的伸长率,是标距为10倍直径时的伸长率

断面收缩率 ψ % 金属试样在拉断后,其缩颈处横截面积与原始横截面积的百分比

冲击韧度 αk J/cm2

kJ/m2 用一定尺寸和形状的U型缺口标准试样,在规定类型试验机上受冲击载荷折断时,试样刻槽处单位横截面积上所消耗的冲击功。它表示金属材料对冲击载荷的抵抗能力。 1 kgf•m/cm2 = 98.0665kJ/m2

1kJ/m2 = 0.010197kgf/cm2

布氏硬度 HBS 用一定直径的淬硬钢球压入试样表面,并在规定载荷下保持一定时间,以其载荷除压痕面积所得的商表面材料的布氏硬度。其计算公式为

HBS = 2P/лD[D – (D2-d2)1/2]

P——载荷

D——压头直径,mm;

d——压痕直径,mm 通常由测得的压痕直径直接查表得硬度值

洛氏硬度 HRB

HRF 在洛氏硬度机上,用直径为1。58mm的淬硬钢球作压头,载荷为980N试验所得的硬度值。

用1.58mm淬硬钢球作压头,载荷为588N测得的洛氏硬度值 HRB常用作测量淬火时效后铝合金硬度值。

HRF用作测量铝合金煅件硬度

显微维氏硬度 HV 用夹角为136o的金刚石四棱锥压头以小于等于0.2kgf(常扩大至1kgf)的载荷压入试样,以单位面积上所受载荷表示材料的硬度值。仪器上装有金相显微镜,用于测量合金的显微组织和极薄表面层的硬度值

密度 ρ g/cm3或

kg/m3 金属材料单位体积的质量

熔点 ℃ 材料由固态转变为液态时的熔化温度

平均线膨系数 α

µm/(m•k) 物体的长度随温度变化而改变,在指定的温度范围内,每当温度升降1,其单位长度胀缩的长度称平均线膨胀系数 膨胀及收缩率计算式见表1-5

热导率

(导热系数) λ W/(m•℃) 表示物体导热的能力。以物体内维持单位温度梯度(ΔL/ΔT)时,在单位时间(t)内流经垂直于热流方向的单位面积(A)上的热量(Q)表示 1 cal/(s•cm•℃) = 418.68W/(m•℃)

λ=1/A•Q/t•ΔL/ΔT

比热容 С

J/(kg•K)

J/(kg•℃) 将单位质量的物质在等压过程(或等容过程)中温度升高1K度时吸收的热量或温度降低1K度放出的热量 1 kcal/(kg•K) = 4186.8J(kg•K)

1 kcalth/(kg•K) = 4186.8J(kg•K)

电阻率

(比电阻电阻系数) ρ Ω•m

чΩ•m

nΩ•m 表征物质导电能力的一个物理常数,它等于长1m、横截面为1mm2 的导线两端间的电阻,也可用一个单位立方体的两平等端面间的电阻表示 1µΩ•cm = 10-8Ω•m

1nΩ•cm = 10-9Ω•m

电导率 λ S/m 电阻率的倒数叫电导率。在数值上它等于导体维持单位电位梯度时,流过单位面积的电流

电阻温度

系数 αp ℃-1 温度每升1℃,材料电阻率的改变量与原电阻率之比

表1—2为铝及铝合金的膨胀与收缩率计算式。表中L0为0℃时的长度;Lt 为在给定定温度范围内,t ℃时的长度;C为合金常数,其数值在表达1—3中列出。

表1—2 铝及铝合金的膨胀率与收缩率计算式

温度范围,℃ t ℃时的长度

-196 ~ 0

0 ~500

-60 ~ 10 Lt = L0[1+C(20.83t – 0.01177t2 - 0.0001446t3) x 10-6]

Lt = L0[1+C(22.29t + 0.01009t2 ) x 10-6]

Lt = L0[1+C(22.16t + 0.01219t2 ) x 10-6]

最新回答
瘦瘦的火
完美的帽子
2026-05-16 00:50:03

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。硬铝合金属AI—Cu—Mg系,一般含有少量的Mn,可热处理强化.其特点是硬度大,但塑性较差。超硬铝属Al一Cu—Mg—Zn系,可热处理强化,是室温下强度最高的铝合金.但耐腐蚀性差,高温软化快。锻铝合金主要是Al—Zn—Mg—Si系合金,虽然加入元素种类多,但是含量少,因而具有优良的热塑性,适宜锻造,故又称锻造铝合金。

【不同牌号铝合金的典型用途】

合金典型用途

1050 食品、化学和酿造工业用挤压盘管,各种软管,烟花粉

1060 要求抗蚀性与成形性均高的场合,但对强度要求不高,化工设备是其典

型用途

1100 用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部

件,例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、

焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具

1145 包装及绝热铝箔,热交换器

1199 电解电容器箔,光学反光沉积膜

1350 电线、导电绞线、汇流排、变压器带材

2011 螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品

2014 应用于要求高强度与硬度(包括高温)的场合。飞机重型、锻件、厚板

和挤压材料,车轮与结构元件,多级火箭第一级燃料槽与航天器零件,卡车构架与

悬挂系统零件

2017 是第一个获得工业应用的2XXX 系合金,目前的应用范围较窄,主要为

铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件,螺旋桨与配件

2024 飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件

2036 汽车车身钣金件

2048 航空航天器结构件与兵器结构零件

2124 航空航天器结构件

2218 飞机发动机和柴油发动机活塞,飞机发动机汽缸头,喷气发动机叶轮和

压缩机环

2219 航天火箭焊接氧化剂槽,超音速飞机蒙皮与结构零件,工作温度为-

270~300 摄氏度。焊接性好,断裂韧性高,T8 状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力

2319 焊拉2219 合金的焊条和填充焊料

2618 模锻件与自由锻件。活塞和航空发动机零件

2A01 工作温度小于等于100 摄氏度的结构铆钉

2A02 工作温度200~300 摄氏度的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片

2A06 工作温度150~250 摄氏度的飞机结构及工作温度125~250 摄氏度的航空

器结构铆钉

2A10 强度比2A01 合金的高,用于制造工作温度小于等于100 摄氏度的航空

器结构铆钉

2A11 飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件。

航空器的中等强度的螺栓与铆钉

2A12 航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等,建筑与交通运输工具结构件

2A14 形状复杂的自由锻件与模锻件

2A16 工作温度250~300 摄氏度的航天航空器零件,在室温及高温下工作的焊

接容器与气密座舱

2A17 工作温度225~250 摄氏底的航空器零件

2A50 形状复杂的中等强度零件

2A60 航空器发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等

2A70 飞机蒙皮,航空器发动机活塞、导风轮、轮盘等

2A80 航空发动机压气机叶片、叶轮、活塞、涨圈及其他工作温度高的零件

2A90 航空发动机活塞

3003 用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件,或

既要求有这些性能又需要有比1XXX 系合金强度高的工作,如厨具、食物和化工

产品处理与贮存装置,运输液体产品的槽、罐,以薄板加工的各种压力容器与管道

3004 全铝易拉罐罐身,要求有比3003 合金更高强度的零部件,化工产品生产

与贮存装置,薄板加工件,建筑加工件,建筑工具,各种灯具零部件

3105 房间隔断、档板、活动房板、檐槽和落水管,薄板成形加工件,瓶盖、

瓶塞等

3A21 飞机油箱、油路导管、铆钉线材等;建筑材料与食品等工业装备等

5005 与3003 合金相似,具有中等强度与良好的抗蚀性。用作导体、炊具、仪

表板、壳与建筑装饰件。阳极氧化膜比3003 合金上的氧化膜更加明亮,并与6063

合金的色调协调一致

5050 薄板可作为致冷机与冰箱的内衬板,汽车气管、油管与农业灌溉管;也

可加工厚板、管材、棒材、异形材和线材等

5052 此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度与中等的静

态强度,用于制造飞机油箱、油管,以及交通车辆、船舶的钣金件,仪表、街灯支

架与铆钉、五金制品等

5056 镁合金与电缆护套铆钉、拉链、钉子等;包铝的线材广泛用于加工农业

捕虫器罩,以及需要有高抗蚀性的其他场合

5083 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合,诸如舰艇、

汽车和飞机板焊接件;需严格防火的压力容器、致冷装置、电视塔、钻探设备、交

通运输设备、导弹元件、装甲等

5086 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合,例如舰艇、

汽车、飞机、低温设备、电视塔、钻井装置、运输设备、导弹零部件与甲板等

5154 焊接结构、贮槽、压力容器、船舶结构与海上设施、运输槽罐

5182 薄板用于加工易拉罐盖,汽车车身板、操纵盘、加强件、托架等零部件

5252 用于制造有较高强度的装饰件,如汽车等的装饰性零部件。在阳极氧化

后具有光亮透明的氧化膜

5254 过氧化氢及其他化工产品容器

5356 焊接镁含量大于3%的铝-镁合金焊条及焊丝

5454 焊接结构,压力容器,海洋设施管道

5456 装甲板、高强度焊接结构、贮槽、压力容器、船舶材料

5457 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件

5652 过氧化氢及其他化工产品贮存容器

5657 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件,但在任何情况下必

须确保材料具有细的晶粒组织

5A02 飞机油箱与导管,焊丝,铆钉,船舶结构件

5A03 中等强度焊接结构,冷冲压零件,焊接容器,焊丝,可用来代替5A02

合金

5A05 焊接结构件,飞机蒙皮骨架

5A06 焊接结构,冷模锻零件,焊拉容器受力零件,飞机蒙皮骨部件

5A12 焊接结构件,防弹甲板

6005 挤压型材与管材,用于要求强高大于6063 合金的结构件,如梯子、电视

天线等

6009 汽车车身板

6010 薄板:汽车车身

6061 要求有一定强度、可焊性与抗蚀性高的各种工业结构性,如制造卡车、

塔式建筑、船舶、电车、家具、机械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材

6063 建筑型材,灌溉管材以及供车辆、台架、家具、栏栅等用的挤压材料

6066 锻件及焊接结构挤压材料

6070 重载焊接结构与汽车工业用的挤压材料与管材

6101 公共汽车用高强度棒材、电导体与散热器材等

6151 用于模锻曲轴零件、机器零件与生产轧制环,供既要求有良好的可锻性

能、高的强度,又要有良好抗蚀性之用

6201 高强度导电棒材与线材

6205 厚板、踏板与耐高冲击的挤压件

6262 要求抗蚀性优于2011 和2017 合金的有螺纹的高应力零件

6351 车辆的挤压结构件,水、石油等的输送管道

6463 建筑与各种器具型材,以及经阳极氧化处理后有明亮表面的汽车装饰件

6A02 飞机发动机零件,形状复杂的锻件与模锻件

7005 挤压材料,用于制造既要有高的强度又要有高的断裂韧性的焊接结构,

如交通运输车辆的桁架、杆件、容器;大型热交换器,以及焊接后不能进行固熔处

理的部件;还可用于制造体育器材如网球拍与垒球棒

7039 冷冻容器、低温器械与贮存箱,消防压力器材,军用器材、装甲板、导

弹装置

7049 用于锻造静态强度与7079-T6 合金的相同而又要求有高的抗应力腐蚀开

裂勇力的零件,如飞机与导弹零件——起落架液压缸和挤压件。零件的疲劳性能大

致与7075-T6 合金的相等,而韧性稍高

7050 飞机结构件用中厚板、挤压件、自由锻件与模锻件。制造这类零件对合

金的要求是:抗剥落腐蚀、应力腐蚀开裂能力、断裂韧性与抗疲劳性能都高

7072 空调器铝箔与特薄带材;2219、3003、3004、5050、5052、5154、6061、

7075、7475、7178 合金板材与管材的包覆层

7075 用于制造飞机结构及期货他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、

模具制造

7175 用于锻造航空器用的高强度结构性。T736 材料有良好的综合性能,即强

度、抗剥落腐蚀与抗应力腐蚀开裂性能、断裂韧性、疲劳强度都高

7178 供制造航空航天器的要求抗压屈服强度高的零部件

7475 机身用的包铝的与未包铝的板材,机翼骨架、桁条等。其他既要有高的

强度又要有高的断裂韧性的零部件

7A04 飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落架等

望采纳,O(∩_∩)O谢谢~

快乐的白羊
轻松的诺言
2026-05-16 00:50:03
@=C(2Nf)^m

两边取对数有

lg@=lgC+m*lg(2Nf)

也就是说lg@和lg(2Nf)线性相关

在双对数坐标系中用直线拟合试验数据

就能得到线性公式中

lg@=B+A*lg(2Nf)

的系数A和B

那么就有m=A,C=10^B

花痴的盼望
感性的猫咪
2026-05-16 00:50:03

铝合金通常使用铜、锌、锰、硅、镁等合金元素,20世纪初由德国人Alfred Wilm发明,对飞机发展帮助极大,一次大战后德国铝合金成分被列为国家机密。跟普通的碳钢相比有更轻及耐腐蚀的性能,但抗腐蚀性不如纯铝。在干净、干燥的环境下铝合金的表面会形成保护的氧化层。造成电偶腐蚀(Galvanic corrosion)加速的情况有:铝合金与不銹钢接触的情况、其他金属的腐蚀电位比铝合金低或是在潮湿的环境下。如果铝和不銹钢要一同使用必须在有water-containing systems或是户外安装两金属间电子或电解隔离。

铝合金的成分需要向美国铝业协会(Aluminium Association,AA)注册。许多组织公布更具体制造铝合金的标准,包括美国汽车工程协会(Society of Automotive Engineers,SAE)特别是航空标准,还有美国材料试验协会(American Society for Testing and Materials,ASTM)。

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  铝合金

及化学工业中已大量应用。

随着近年来科学技术以及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。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展,同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域,因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。

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。