铝的热膨胀系数是多少
钢的种类很多,一般来说,钢的线热膨胀系数大约为1.2×10E-5/℃ ,所以体积膨胀系数大约为3.6×10E-5/℃,从0℃升温至660℃,体积膨胀也不过2.4%,因此用钢的室温体积增加2~3%就是660℃时的体积,误差不大,如果不是特别精确的要求,足够了.
钢的密度以7.9g/cm3计算,1kg大约127cm3(0℃),130cm3(660℃)
铝的线热膨胀系数为2.4×10E-5/℃
同样,从0℃升温至660℃,体积膨胀也不过5%.
铝的密度以2.7g/cm3计算,1kg大约370cm3(0℃),388cm3(660℃固体)
铝的熔点为660.37℃
进一步资料查询表明
铝的线热膨胀系数
20℃ 2.3×10E-5/℃
77℃ 2.41×10E-5/℃
127℃ 2.49×10E-5/℃
627℃ 3.73×10E-5/℃
铝的线热膨胀近似公式:(0~500℃)
L=L0[1+(22.34t十0.00997t*t)×10E-6],t为摄氏温度.
按该公式,660℃,铝的体积膨胀为5.45%
我也不是做金属冶炼的,因此对这个不在行.看来这问题对你很重要,因此找了一下:
99.996%的熔态铝密度
660℃铝的密度:2368kg/m3;
700℃铝的密度:2357kg/m3;
750℃铝的密度:2345kg/m3;
800℃铝的密度:2332kg/m3;
850℃铝的密度:2319kg/m3;
900℃铝的密度:2304kg/m3;
——《铝的性能及物理冶金》[美]John E.Hatch 科学技术文献出版社重庆分社 1990年9月第1版
铝合金的热膨胀系数在1.881×10^-5℃-1~2.360×10^-5℃-1之间。
【组成】
以6061位代表的6000系列铝合金中的主要合金元素为镁与硅,具有中等强度、良好的抗腐蚀性、可焊接性,氧化效果较好。广泛应用于要求有一定强度和抗蚀性高的各种工业结构件,如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、铁道车辆、家具等。
其主要化学成份为:
Cu0.15-0.4-,Si0.4-0.8,Fe0.7-,Mn0.15-,Mg0.8-1.2-,
Zn0.25-,Cr0.04-0.35-,Ti0.15-,
【合金铝简介】
属热处理可强化合金,具有良好的可成型性、可焊接性、可机加工性和,同时具有中等强度,在退火后仍能维持较好的操作性。
【典型用途】
航空固定装置,卡车,塔式建筑,船,管道及其他需要有强度、可焊性和抗腐蚀性能的建筑上的应用的领域。
【化学成分范围】
0.4-0.8Si, 0.70Femax, 0.15-0.40Cu, 0.15Mnmax,0.80-1.20Mg, 0.04-0.35C
r, 0.25Znmax, 0.15Timax,其他每种成分最高含量0.05,其他成分最大总含量0.15,余量为Al。
参考资料
百度知道:https://zhidao.baidu.com/question/259806107.html
1、根据查询相关资料:铝及铝合金在20℃的热膨胀系数为23.21E-6/K。物体由于温度改变而有胀缩现象。其变化能力以等压(p一定)下,单位温度变化所导致的长度量值的变化,即热膨胀系数表示。
2、不锈钢的线性热膨胀系数约为15x10(-6次方)/度(20度为基础)。大多数情况之下,热膨胀系数为正值,也就是说温度变化与长度变化成正比,温度升高体积扩大。
亦称线胀系数。固体物质的温度每升高1℃时,其单位长度的伸长量,叫做“线膨胀系数”。单位为1/℃或1/开。符号为αl。其定义式是
lt=l0(l+al△t)。
由于物质的不同,线膨胀系数亦不相同,其数值也与实际温度和确定长度1时所选定的参考温度有关,但由于固体的线膨胀系数变化不大,通常可以忽略,而将a当作与温度无关的常数。
线膨胀系数随温度变化的规律类似于热容的变化。a值在很低温度时很小,随温度升高而很快增加,在德拜特征温度以上时趋向于常数。线膨胀系数的绝对值与晶体结构和键强度密切相关。键强度高的材料具有低的线膨胀系数。相对金属材料,耐火材料的键强大,线膨胀系数小。一般氧化物的α值在(8~15)×10K范围,二元硅酸盐物质的α值一般在(5.2~10)×10K碳化物的a值为(5~7)×10K金刚石为1×1010K石英玻璃则由于其结构松弛,结构中四面体的线膨胀能为结构中的空隙所容纳,而具有极小的a值(0.5×1010K非等轴晶体沿不同晶轴的a值不同,尤其是石墨这类层状结构的物质。石墨的层内结合力强,层向a值很小(1×1010K),层间结合力很弱,层间方向a值高达27×10K对于具有很强的非等轴性的晶体,某一方向上的n值可能为负数。由各向异性多晶体组成的耐火材料和由各相a值不同的多相多晶体组成的耐火材料,在烧成冷却过程中材料内会产生内应力。当晶界处于高的应力状态时,材料强度降低,甚至产生微裂纹。气孔率对耐火材料的热膨胀特性也有影响。当气孔使材料内颗粒间的结合变弱时,a值变小。而连续固相中的封闭小气孔几乎不影响a值。多相多晶和复合材料的线膨胀系数是可以根据物相组成进行计算的。所有计算公式都以各相之间在内应力作用下不产生微裂纹为前提,所以实际上是一种近似的估算,多微裂纹的耐火材料,a的实测值和计算值的偏差可以用作衡量显微结构中缺陷数量的一种尺度。
铝合金材料,强度高和质量轻量。主要焊接工艺为手工MIG焊和自动MIG焊,其母材、焊丝、保护气体、焊接设备。
铝合金是以铝为基体元素和加入一种或多种合金元素组成的合金。由于钨极氩弧焊焊枪热能比较集中,电弧燃烧稳定,焊缝金属致密,焊接接头的强度和塑性较高,接头质量较优,所以是焊接铝合金最常用的方法。另外我们在焊接铝合金时,还需要注意以下六个要点:
(一)热导率高
铝合金的热导率和比热容均为碳素钢和低合金钢的2倍多。铝的热导率是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊枪焊接过程中,大量的热量被迅速传导到基体金属内部,熔池形成困难。因此应当采用能量集中、功率大的能源,根据结构尺寸、环境温度等条件,也可预热;
(二)无色泽变化
铝合金焊接熔池金属由固态变成液态时,没有明显的色泽变化,这和钢在临熔化前呈现红色不一样,会给焊枪操作带来不便。不能准确判断坡口母材在什么时候开始熔化,熔融的铝表面张力小、强度低、流动性好,从而易造成焊缝金属的塌陷或烧穿。因此,要求铝焊接操作者有更熟练的操作技能,善于利用熔池表面的微小变化来判断铝的加热温度;
(三)氧化能力强
铝和氧的亲和力很强,铝在空气中极易与氧化合而生成致密结实的薄膜,其熔点高达2050℃远远超过铝和铝合金的熔点。并且氧化铝薄膜的相对密度较大,约为铝的1.4倍。在使用焊枪进行焊接过程中,氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合,易造成夹渣。氧化铝薄膜还会吸附水分,焊接时会促使焊缝生成气孔。因此,焊前必须严格清理焊件表面的氧化物,并防止在焊接过程中再次氧化;
(四)热裂倾向大
铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的2倍。铝凝固时的体积收缩率较大,达6.5%,而铁为3.5%。熔融铝合金高温时强度低,如果工艺措施不当,焊缝及近缝区在冷却过程中还会产生很大的焊接应力、拘束应力及热应力。因而,铝焊接熔池凝固时容易产生缩孑L、缩松、热裂纹及较高的内应力;
(五)易蒸发烧损
铝合金中含有低沸点的元素,如镁、锌、锰等,在高温电弧作用下,极易蒸发烧损,从而改变焊缝金属的化学成分,使焊缝性能下降;
(六)气孔敏感性高
铝合金液体熔池很容易吸收氢等气体,高温下溶入的大量气体在焊枪焊后冷却凝固过程中来不及析出,聚集在焊缝中会形成气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分,都是焊缝中氢气的重要来源。因此,焊接前对母材坡口与焊丝进行清理是很有必要的。
铝合金的焊接方法:
1、铝在空气中及焊接时极易氧化,生成的氧化铝(Al2O3)熔点高、非常稳定,不易去除。阻碍母材的熔化和熔合,氧化膜的比重大,不易浮出表面,易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分,易使焊缝产生气孔。焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理,清除其表面氧化膜。在焊接过程加强保护,防止其氧化。钨极氩弧焊时,选用交流电源,通过“阴极清理”作用,去除氧化膜。气焊时,采用去除氧化膜的焊剂。在厚板焊接时,可加大焊接热量,例如,氦弧热量大,利用氦气或氩氦混合气体保护,或者采用大规范的熔化极气体保护焊,在直流正接情况下,可不需要“阴极清理”。
2、铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接过程中,大量的热量能被迅速传导到基体金属内部,因而焊接铝及铝合金时,能量除消耗于熔化金属熔池外,还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位,这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著,为了获得高质量的焊接接头,应当尽量采用能量集中、功率大的能源,有时也可采用预热等工艺措施。
3、铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。铝凝固时的体积收缩率较大,焊件的变形和应力较大,因此,需采取预防焊接变形的措施。铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。在耐蚀性允许的情况下,可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。在铝硅合金中含硅0.5%时热裂倾向较大,随着硅含量增加,合金结晶温度范围变小,流动性显著提高,收缩率下降,热裂倾向也相应减小。根据生产经验,当含硅5%~6%时可不产生热裂,因而采用SAlSi条(硅含量4.5%~6%)焊丝会有更好的抗裂性。
4、铝对光、热的反射能力较强,固、液转态时,没有明显的色泽变化,焊接操作时判断难。高温铝强度很低,支撑熔池困难,容易焊穿。
5、铝及铝合金在液态能溶解大量的氢,固态几乎不溶解氢。在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中,氢来不及溢出,极易形成氢气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分,都是焊缝中氢气的重要来源。因此,对氢的来源要严格控制,以防止气孔的形成。
6、合金元素易蒸发、烧损,使焊缝性能下降。
7、母材基体金属如为变形强化或固溶时效强化时,焊接热会使热影响区的强度下降。
8、 铝为面心立方晶格,没有同素异构体,加热与冷却过程中没有相变,焊缝晶粒易粗大,不能通过相变来细化晶粒。 焊接方法 几乎各种焊接方法都可以用于焊接铝及铝合金,但是铝及铝合金对各种焊接方法的适应性不同,各种焊接方法有其各自的应用场合。气焊和焊条电弧焊方法,设备简单、操作方便。气焊可用于对焊接质量要求不高的铝薄板及铸件的补焊。焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊。惰性气体保护焊(TIG或MIG)方法是应用最广泛的铝及铝合金焊接方法。铝及铝合金薄板可采用钨极交流氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊。铝及铝合金厚板可采用钨极氦弧焊、氩氦混合钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊。熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊应用越来越广泛(氩气或氩/氦混合气)
常用来制造活塞的铝合金质量小,导热性好,但热膨胀系数大,温度升高时,强度和硬度下降较快。
铝合金的热膨胀系数在1.881×10^-5℃-1~2.360×10^-5℃-1之间,一般是1米长每加热1摄氏度长度增加0.02mm。物体由于温度改变而有胀缩现象。其变化能力以等压(p一定)下,单位温度变化所导致的长度量值的变化,即热膨胀系数表示。大多数情况之下,此系数为正值。也就是说温度变化与长度变化成正比,温度升高体积扩大。但是也有例外,如水在0到4摄氏度之间,会出现负膨胀。而一些陶瓷材料在温度升高情况下,几乎不发生几何特性变化,其热膨胀系数接近0。