铝合金怕硫磺熏吗?变色吗
不怕,应该会变色。
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。
首先硫和铝都难溶于水,所以不存在溶液这一说。
其次,硫与铝反应生成硫化铝,在水中会水解生成氢氧化铝沉淀。所以也不存在硫化铝溶液。所以这两者不可能存在溶液,更不可能出现在溶液中反应的情况。
硫化铝(又称三硫化二铝)化学式Al2S3,分子量150.16。纯品为白色针状晶体,通常见到的不纯物为黄灰色致密的物质。密度2.02g/cm3熔点1100℃,硫化铝在热水中完全水解生成氢氧化铝沉淀和硫化氢。在潮湿空气中也能水解,因而有硫化氢气味。本品不能用盐溶液法制备,把铝粉跟硫磺混合放入大坩埚中,用点燃的镁条把混和物点燃即可制得。
制法
2Al+3S=△=Al2S3(Al2S3在水溶液中不能存在)
或者在石英管中将铝屑置于硫化氢气流中于600--630度加热5小时,然后维持1000度高温12小时制得,此法制得的纯度甚高。
二氧化硫(化学式:SO2),又称亚硫酸酐,是最常见的硫氧化物,硫酸原料气的主要成分。二氧化硫是无色气体,有强烈刺激性气味,是大气主要污染物之一。火山爆发时会喷出该气体,在许多工业过程中也会产生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化合物,因此燃烧时会生成二氧化硫。当二氧化硫溶于水中,会形成亚硫酸(酸雨的主要成分)。若在催化剂(如二氧化氮)的存在下,SO2进一步氧化,便会生成硫酸(H2SO4)。
硫酸和铝反应得到硫酸铝:2Al + 3H2SO4=Al2(SO4)3 + 3H2↑
硫酸铝会逐步脱硫,形成Al2O3。
1、铝是活泼金属,在干燥空气中铝的表面立即形成厚约50埃的致密氧化膜,使铝不会进一步氧化并能耐水;但铝的粉末与空气混合则极易燃烧;熔融的铝能与水猛烈反应;高温下能将许多金属氧化物还原为相应的金属;铝是两性的,即易溶于强碱,也能溶于稀酸。
2Al +6HCl ==== 2AlCl3+ 3H₂↑
2Al + 3H2SO4(稀)==== Al2(SO4)3+ 3H₂↑
2Al + 2NaOH + 2H2O ==== 2NaAlO2+3H2↑
Al + 6HNO3(浓)==Δ==Al(NO3)3+ 3NO2↑+ 3H2O
Al + 4HNO3(稀)==== Al(NO3)3+ NO↑+ 2H2O
8Al + 30HNO3(再稀一点)====8Al(NO3)3+ 3N2O↑+ 15H2O
8Al + 30HNO3(极稀)====8Al(NO3)3+ 3NH4NO3↑+ 9H2O
2Al + Fe2O3==高温== Al2O3+2Fe(铝热反应)
2Al(OH)3==Δ== Al2O3+3 H2O
Al2(SO4)3+ 6NH3·H2O ==== 2Al(OH)3↓+ 3(NH4)2SO4
Al2O3+ 6HCl=2AlCl3+ 3H2O
Al2O3+2NaOH+6H2O==== 2Na[Al(OH)4]+3H2O
Al2O3+ 2NaOH + 3H2O ==== 2Na[Al(OH)4]
AlCl3+ 3NaOH ==== Al(OH)3↓+ 3NaCl
Al(OH)3+ NaOH ==== Na[Al(OH)4]
Al2(SO4)3+ 6 NaHCO3==== 2 Al(OH)3↓+ 3 Na2SO4+ 6 CO2↑
NaAlO2 + HCl(少量)+ H2O ==== Al(OH)3↓+ NaCl
Al(OH)3+ 3 HCl ==== AlCl3+ 3 H2O
NaAlO2+ 4 HCl(过量)==== AlCl3+ NaCl + 2 H2O
2NaAlO2+ CO2(少量)+ 3 H2O ==== 2 Al(OH)3↓+ Na2CO3 强酸制弱酸
NaAlO2+ CO2(过量)+ 2H2O ==== Al(OH)3↓+ NaHCO3
NaAlO2+NaHCO3+ H2O====Al(OH)3↓+Na2CO3
AlCl3+ 3 NaAlO2+ 6 H2O====4 Al(OH)3↓+3NaCl
4Al+3O2====2Al2O3(点燃)
2、硫是一种化学元素,在元素周期表中它的化学符号是S,原子序数是16。硫是一种非常常见的无味无嗅的非金属,纯的硫是黄色的晶体,又称做硫磺。硫有许多不同的化合价,常见的有-2, 0, +4, +6等。在自然界中它经常以硫化物或硫酸盐的形式出现,尤其在火山地区纯的硫也在自然界出现。
硫可与变价金属反应生成低价态金属硫化物,例如硫粉与铁粉:Fe+S=△=FeS
硫粉与铜粉:2Cu+S=△=Cu2S
硫可与强氧化性酸反应:S+2H2SO4(浓)=△=3SO2+2H2O
2al+3s=al2s3(条件加热)
1、铝是活泼金属,在干燥空气中铝的表面立即形成厚约50埃的致密氧化膜,使铝不会进一步氧化并能耐水;但铝的粉末与空气混合则极易燃烧;熔融的铝能与水猛烈反应;高温下能将许多金属氧化物还原为相应的金属;铝是两性的,即易溶于强碱,也能溶于稀酸。
2al
+6hcl
====
2alcl3+
3h₂↑
2al
+
3h2so4(稀)====
al2(so4)3+
3h₂↑
2al
+
2naoh
+
2h2o
====
2naalo2+3h2↑
al
+
6hno3(浓)==δ==al(no3)3+
3no2↑+
3h2o
al
+
4hno3(稀)====
al(no3)3+
no↑+
2h2o
8al
+
30hno3(再稀一点)====8al(no3)3+
3n2o↑+
15h2o
8al
+
30hno3(极稀)====8al(no3)3+
3nh4no3↑+
9h2o
2al
+
fe2o3==高温==
al2o3+2fe(铝热反应)
2al(oh)3==δ==
al2o3+3
h2o
al2(so4)3+
6nh3·h2o
====
2al(oh)3↓+
3(nh4)2so4
al2o3+
6hcl=2alcl3+
3h2o
al2o3+2naoh+6h2o====
2na[al(oh)4]+3h2o
al2o3+
2naoh
+
3h2o
====
2na[al(oh)4]
alcl3+
3naoh
====
al(oh)3↓+
3nacl
al(oh)3+
naoh
====
na[al(oh)4]
al2(so4)3+
6
nahco3====
2
al(oh)3↓+
3
na2so4+
6
co2↑
naalo2
+
hcl(少量)+
h2o
====
al(oh)3↓+
nacl
al(oh)3+
3
hcl
====
alcl3+
3
h2o
naalo2+
4
hcl(过量)====
alcl3+
nacl
+
2
h2o
2naalo2+
co2(少量)+
3
h2o
====
2
al(oh)3↓+
na2co3
强酸制弱酸
naalo2+
co2(过量)+
2h2o
====
al(oh)3↓+
nahco3
naalo2+nahco3+
h2o====al(oh)3↓+na2co3
alcl3+
3
naalo2+
6
h2o====4
al(oh)3↓+3nacl
4al+3o2====2al2o3(点燃)
2、硫是一种化学元素,在元素周期表中它的化学符号是s,原子序数是16。硫是一种非常常见的无味无嗅的非金属,纯的硫是黄色的晶体,又称做硫磺。硫有许多不同的化合价,常见的有-2,
0,
+4,
+6等。在自然界中它经常以硫化物或硫酸盐的形式出现,尤其在火山地区纯的硫也在自然界出现。
硫可与变价金属反应生成低价态金属硫化物,例如硫粉与铁粉:fe+s=△=fes
硫粉与铜粉:2cu+s=△=cu2s
硫可与强氧化性酸反应:s+2h2so4(浓)=△=3so2+2h2o
硫化铝化学式Al2S3,分子量150.16。纯品为白色针状晶体,通常见到的不纯物为黄灰色致密的物质。密度2.02g/cm3熔点1100℃,硫化铝在热水中完全水解生成氢氧化铝沉淀和硫化氢。在潮湿空气中也能水解,因而有硫化氢气味。本品不能用盐溶液法制备,把铝粉跟硫磺混合放入大坩埚中,用点燃的镁条把混和物点燃即可制得。
如果要制取硫化铝,应该是把铝粉和硫粉混合,然后加热即可得到,但是不能有水的存在。
原因是这样的,因为第一个发生双水解的话,反应产物(氢氧化铝和硫化氢)比复分解产物(硫化铝)的电离程度更小,所以发生双水解.
第二个交换成分后,生成的硫化铜的溶解度比电离后的产物溶解度(氢氧化铜和硫化氢)更小,更难容.说以选择发生普通复分解.
这种问题不必深究,如果要进一步考虑的话涉及反应竞争和溶解平衡,不是大纲要求.
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
或
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)
或
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]