制造飞机的材料中为什么大量使用铝合金而不是用纯铝
因为铝合的硬度、强度和性能均优于纯铝。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。
注:航空材料是制造飞机(包括飞行器)、航空发动机及其附件、仪表及随机设备等所用材料的总称,通常包括金属材料(结构钢、不锈钢、高温合金、有色金属及合金等)、有机高分子材料(橡胶、塑料、透明材料、涂料等)和复合材料。
扩展资料:
铝合金的特性:
1、有填充狭槽窄缝部分的良好流动性;
2、有比一般金属低的熔点,但能满足极大部分情况的要求;
3、导热性能好,熔融铝的热量能快速向铸模传递,铸造周期较短;
4、熔体中的氢气和其他有害气体可通过处理得到有效的控制;
5、铝合金铸造时,没有热脆开裂和撕裂的倾向;
6、化学稳定性好,抗蚀性能强;
7、不易产生表面缺陷,铸件表面有良好的表面光洁度和光泽,而且易于进行表面处理;
8、铸造铝合金的加工性能好,可用压模、硬模、生砂和干砂模、熔模石膏型铸造模进行铸造生产,也可用真空铸造、低压和高压铸造、挤压铸造、半固态铸造、离心铸造等方法成形,生产不同用途、不同品种规格、不同性能的各种铸件。
参考资料来源:百度百科-铝合金(有色金属结构材料)
参考资料来源:百度百科-航空材料
在普通铝中加入少量Cu和Mg后,形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒,其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小,形成所谓“坚铝”,是制造飞机的主要材料。
(2019·新课标)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中氮、碳的杂化类型分别是sp3、sp3。乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其原因是乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键,其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是Cu2+。
(2019·新课标)熔点:MgO>Li2O>P4O6>SO2,解释氧化物之间熔点差异的原因:Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO>Li2O。分子间力(分子量)P4O6>SO2。
变形铝合金的强度比铸造铝合金的强度一般要大,冷加工性能要好。
航空用变形铝合金,主要是铝铜系硬铝合金,铝锌镁铜系超硬铝合金。
航空用铸造铝主要是铝硅合金和铝镁合金。
航空用铝的强度,耐蚀性,加工型都比民用铝合金高很多,即使是相同的牌号,由于加工方法和工艺的差别,产品的质量也差很远。
得到广泛应用的超高强度变形铝合金。其特点是,固溶处理后塑性好,热处理强化效果特别好,在150℃以下有高的
强度,并且有特别好的低温强度;焊接性能差;有应力腐蚀开裂倾向;需经包铝或其他保护处理使用。双级时效可
提高合金抗应力腐蚀开裂的能力。在退火和刚淬火状态下的塑性稍低于同样状态的2A12.稍优于7A04,板材的静疲劳
缺口敏感,应力腐蚀性能优于7A04,其中以7075T651尤为上品,被誉为铝合金中最优良的产品,强度高,远胜于软钢。此合金具有良好的机械性能及阳极反应,是典型的航空用铝。
7075铝板力学性能
抗拉强度Mpa 屈服强度Mpa 伸长率% 体膨胀系数m3(.m3.k)ˉ1 20℃体积电导率IACS 20℃电阻率NΩM 弹性模量E/Gpa 硬度HB 密度kg.mˉ1524 462 11 68*10ˉ6 33 52.2 71 150 2810
二、7075的品种状态与主要典型用途
7075品种分为板材、厚板、拉伸管、挤压管、棒、型、排、线材、轧制或冷加工棒材、冷加工线材。状态有O状态、T6状态、T651状态、T6511状态、T73状态、T7351状态、T7651状态、T76511状态、H13状态。
7075典型用途航天航空工业、吹塑(瓶)模、超声波塑焊模具、高儿夫球头、鞋模、纸塑模、发泡成型模、脱腊模、范本、夹具、机械设备、模具加工等其他抗蚀的高应力结构件。
三、7075铝板特点
1、高强度可热处理合金。
2、良好机械性能。
3、可使用性好。
4、易于加工,耐磨性好。
5、抗腐蚀性能、抗氧化性好。
6、良好的阳极氧化效果。
四、7075铝板抗拉强度及热处理
锌是7075中主要合金元素,向含3%-7.5%锌的合金中添加镁,可形成强化效果显著的MgZn2,使该合金的热处理效果远远胜过于铝-锌二元合金。
提高合金中的锌、镁含量,抗拉强度会得到进一步的提高,但其抗应力腐蚀和抗剥落腐蚀的能力会随之下降。
经受热处理,能到达非常高的强度特性。7075材料一般都加入少量铜、铬等合金,该系当中以A7075-铝合金尤为上品,被誉为铝合金中最优良的产品,强度高、远胜任何软钢。
五、7075铝板化学成分
硅Si:0.40 铁Fe: 0.50 铜Cu:1.2-2.0 锰Mn:0.30 镁Mg:2.1-2.9 铬Cr:0.18-0.28 锌Zn:5.1-6.1 钛Ti:0.20 铝Al:余量 其他: 单个:0.05 合计:0.15
六、7075铝板牌号的意义
在铝合金中牌号是有代表意义的,下面就依7075T651铝板牌号为例说明。 第一个7表示铝与铝合金组别-铝锌镁系合金。铝与铝合金组别分为九大类。
第一类:1系:工业纯铝
第二类:2系:铝铜系合金
第三类:3系:铝猛系合金
第四类:4系:铝硅系合金
第五类:5系:铝镁系合金
第六类:6系:铝镁硅系合金
第七类:7系:铝锌镁铜系合金
第八类:8系:其他合金
第九类:9系:备用合金
0表示合金元素或杂质极限含量的控制情况:0表示原始合金,表示其杂质极限含量无特殊控制,1-9改型合金,表示对一项或一项以上的单个杂质或合金元素极限含量有特殊控制。
24表示不同的合金:表示最低铝合金含量中小数点后面的两位,如1050铝含量为99.50%,两位数没有特殊意义,仅用来识别同一组中的不同合金。
T651表示进行热处理。T后面一般带有一位或一位以上数字,比如T6,表示进行了T6热处理。不同数字就代表进行不同的热处理。 51表示消除内应力状态。
铝板材应用的概述:
铝板材常应用在:1.照明灯饰;2、太阳能反射片;3、建筑外观;4、室内装潢:天花板,墙面等;5、家具、橱柜;6、电梯;7、标牌、铭牌、箱包;8、汽车内外装饰;9、家用电器:冰箱、微波炉、音响设备等;10.航空航天以及军事方面,比如中国目前的大飞机制造,神舟飞船系列,卫星等方面。