铝,铁及铁合金的性质及应用
铁与一种或几种元素组成的中间合金,主要用于钢铁冶炼。在钢铁工业中一般还把所有炼钢用的中间合金,不论含铁与否(如硅钙合金),都称为“铁合金”。习惯上还把某些纯金属添加剂及氧化物添加剂也包括在内。
铁合金一般用作:①脱氧剂。在炼钢过程中脱除钢水中的氧,某些铁合金还可脱除钢中的其他杂质如硫、氮等。②合金添加剂。按钢种成分要求,添加合金元素到钢内以改善钢的性能。③孕育剂。在铸铁浇铸前加进铁水中,改善铸件的结晶组织。此外,还用作以金属热还原法生产其他铁合金和有色金属的还原剂;有色合金的合金添加剂;还少量用于
化学
工业和其他工业。
铝合金
以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰,次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。
铝合金密度低,但比强度高,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。
【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
1060铝板带,含铝量达到99.6%以上又被称为纯铝板,在铝板带家族中属于一款常用的系列。此系列铝板的上风:最为常用的系列,出产过程比较单一,技术相对于比较成熟,价格相对于其它高档合金铝板有巨大上风。有良好的延伸率以及抗拉强度,完全能够知足常规的加工要求(冲压,拉伸)成型性高。为产业纯铝,具有高的可塑性、耐蚀性、导电性和导热性,但强度低,热处理不能强化可切削性不好;可气焊、氢原子焊和接触焊,不易钎焊;易承受各种压力加工和引伸、弯曲。
1060铝合金合用范围:1060广泛应用于对强度要求不高的产品.。产品常用于招牌、广告牌、建筑物外观装饰、公车车身、高楼与工厂墙身装饰、厨房洗涤槽、灯座、风扇叶、电子用件,化工仪器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零件、热交换器、钟表面及盘面、铭牌、厨具、装饰品、反光用具等。
导语:在我们的生活中,随处可见的有各种材料,金属、塑料甚至还有一些高分子材料。金属材料就有很多种,包括铁、铜、铝等。尤其是铝材和铝合金的应用随处可见,比如建筑中常常用到的铝合金和铝板等等,这些都相当于铝材的制品。那么,铝材到底有哪些种类呢。
铝材
铝材到底是什么,它和铝这种材料本身有什么联系呢。铝材,属于一种在制品,它是由铝和其他元素通过加工而制作成型的。铝材的加工一般都要经过很多道工序,包括热加工、冷处理等先制作成一些板、管、棒或者是带等各种形状,然后再通过冷却处理,或者是通过剪切然后钻孔组装以及调色等等一些工序的完成而制成的。总之,就是铝然后添加一些合金来增加铝材的性能。
铝材分类
铝材的分类有很多种,分类依据不同,分类的结果当然是不同。首先,铝材的制品可以分为几种,分别是轧延材、铸造材和合金。合金又可以根据它的金属组合分为很多类型,包括纯铝合金、铝铜合金、铝镁合金以及铝镁硅合金等等,总之就是各种金属元素之间的组合而形成的合金。
铝材也可以根据它的加工工艺来分类,具体分为热处理合金和非热处理合金以及铸造材三类。铝材的加工制品也可以分为很多种,包括其中的轧延制品,挤压型制品和铸造制品。轧延制品又可以细分为片型材、板型材和卷皮材以及带型材,而挤压型制品也可以分为管材和实心棒材以及型材三种。最后的铸造制品就是铸件了。还有一个分类依据是根据铝的表面处理状况来区分的,主要可以分为5种,分别是经过氧化处理、电泳处理或者是刨光处理等,可以分为阳极氧化铝材、电泳涂装铝材和粉末喷漆铝材以及木纹转印铝材和刨光铝材五种,其中刨光铝材又可以分为机械刨光和化学刨光两种类型,但是化学刨光的成本可能会高一点,所以相应的价格也会高一些。
铝材用途
铝材的应用范围是非常广的,包括建筑方面、一些电气的器件上面以及水产包装等方面都有所涉猎。一般在建筑里面的屋顶、地板和扶手以及窗户上面都有应用。而在电器的维护板和轴承和灯泡中都有应用。
铝材的存在改变了我们的生活,也为我们的生活提供了很多方便,铝材的分类也是多种多样的,所以在很大程度上影响了我们的生活。
1、1060作为导电材料IACS保证61%,需要强度时使用6061 电线
2、1085 1080 1070 1050 1N30 1085 1080 1070 1050 — 成形性、表面处理性良好,在铝合金中其耐蚀性最佳。因为是纯铝、其强度较低,纯度愈高其强度愈低。日用品、铝板、照明器具、反射板、装饰品、化学工业容器、散热片、溶接线、导电材
3、1100 1200 AL纯度99.0%以上之一般用途铝材,阳极氧化处理后之外观略呈白色外与上记相同。一般器物、散热片、瓶盖、印刷板、建材、热交换器组件 1N00 -强度比1100略高,成形性良好,其化特性与1100相同。
二 日用品 2000 系列-- AL x Cu 系
1、 2011快削合金,切削性好强度也高。但耐蚀性不佳。要求耐蚀性时,使用6062系合金音量轴、光学组件、螺丝头。
2、2014 2017 2024 含有多量的Cu,耐蚀性不佳,但强度高,可作为构造用材使用,锻造品亦可适用,航空器、齿轮、油、压组件、轮轴。
3、 2117固溶化热处理后,作为铰钉用材,为延迟常温时效速度之合金。
4、2018 2218 锻造用合金。锻造性良好且高温强度较高,因此使用于需要耐热性之锻造品,耐蚀性不佳,汽缸头、活塞、VTR汽缸。
5、 2618锻造用合金。高温强度优越但耐蚀性不佳。活塞、橡胶成形用模具、一般耐热用途组件。
6、2219强度高,低温及高温特性良好,溶接性也优越,但耐蚀性不佳。低温用容器、航太机器。
7、2025 锻造用合金。锻造性良好且强度高,但耐蚀性不佳。 螺旋桨、磁气桶。2N01-锻造用合金。具耐热性,强度也高,但耐蚀性不佳。航空器引擎、油压组件。
三 3000 系列--AL x Mn 系
1、3003 3203 强度比1100约高10%,成形性、溶接性、耐蚀性均良好。一般器物、散热片、化妆板、影印机滚筒、船舶用材
2、3004 3104 强度比3003高,成形性优越,耐蚀性也良好。铝罐、灯炮盖头、屋顶板、彩色铝板
3、3005 3005 强度比3003高约20%,耐蚀也比较好。 建材、彩色铝板
4、 3105 3105 强度比3003略高,其他之特性与3003类似。 建材、彩色铝板、瓶盖
四 4000 系列--AL x Si 系
1、4032耐热性、耐摩秏性良好,热膨胀系数小。活塞、汽缸头
2、4043凝固收缩少,用硫酸阳极氧化处理呈灰色之自然发色。溶接线、建筑嵌板
五 5000 系列--AL x Mg系
1、 5005强度与3003相同,加工性、溶接性、耐蚀性良好,阳极氧化后之修饰加工良好,与6063形材颜色相称。建筑用内外装、车辆之内装、船舶之内装
2、5052为中程度强度之最具代表性合金,耐蚀性、溶接性及成形性良好,特别是疲劳强度高,耐海水性佳。一般钣金、船舶、车辆、建筑、瓶盖、蜂巢板
3、5652限制5052之不纯物元素,并抑制过氧化氢分离之合金,其他特性与5052同过氧化氢容器
4、5154强度比5052约高20%,其他特性与5052相同 与5052同样、压力容器
5、5254限制5154之不纯物元素,并抑制过氧化氢分解之合金,其他特性与5154相同。过氧化氢容器
6、5454强度比5052约高20%,其特性与5154大致相同,但在恶烈环境下之耐蚀性比5154良好。汽车用车轮
7、5056耐蚀性优越以切削加工作表面修饰,阳极氧化处理性及其染色性良好。相机本体、通信机器组件、拉鍊
8、5082强度与5083相近,成形性、耐蚀性良好。 罐盖
9、5182强度比5082约高5%,其他之特性与5082相同。 罐盖
10、 5083溶接构造用合金。在实用非热处理合金中是最高强度之耐蚀合金,适用于溶接构造。耐海水性、低温特性良好船舶、车辆、低温用容器、压力容器
11、5086强度比5154高,为耐海水性良好的非热处理系溶接构造用合金。船舶、压力容器、磁气圆盘5N01-强度与3003相同,光辉处理后之阳极氧化处理可有很高的光辉性。成形性、耐蚀性良好。厨房用品、相机、装饰品、铝板 5N02 铰钉用合金,耐海水性良好铰钉
六 6000 系列 --AL x Mg x Si 系
1、6061热处理型之耐蚀性合金。用T6处理能有非常高的耐力值,但溶接接口之强度低,因此使用于螺钉、铰钉船舶、车辆、陆上构造物 6N01 中强度之挤型用合金,有6061与6063之中间的强度,挤出性冲压淬火性均良好,可作复杂形状之大型薄肉形材,耐蚀性、溶接性均佳。车辆、陆上构造物、船舶
2、6063代表性的挤出用合金,强度比6061低,挤出性良好,可作复杂的断面形状之形材,耐蚀性及表面处理性均佳建筑、公路护栏、高栏、车辆、家具、家电制品、装饰品
3、6101高强度导电用材。55% IACS保证电线
4、6151锻造加工性特别好,耐蚀性及表面处理性亦佳,适用于复杂的锻造品。机械、汽车组件
5、6262 耐蚀性快削合金,耐蚀性及表面处理性比2011更佳,其强度与6061相同。相机本体、氧化器组件、制动器组件、瓦斯器具组件
七 7000 系列--AL x Zn x Mg 系
1、7072电极电位低,主要用于防蚀性覆盖皮材,亦适用于热交换器之散热片。铝合金合板材之皮材,散热片
2、7075铝合金中具有最高强度的合金之一,但耐蚀性不佳,与7072之覆盖皮材可改善其耐蚀性,但成本提高。航空器、滑雪杖 7050 7050 改善7075淬火性之合金,耐应力腐蚀裂痕性良好,适用于厚板、锻造品航空器、高速回转体 7N01 溶接构造用合金,强度高而且溶接部之强度于常温放置,可回后到接近母材的强度。耐蚀性也非常良好。车辆、其他陆上构造物、航空器
3、7003溶接构造用挤出合金,强度比7N01略低,但挤出性良好,可作薄肉之大型形材,其他之特性大致与7N01相同。车辆、机车车轮外圈
铝合金应用:高强度铝合金广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等,可增加它们的载重量以及提高运行速度,并具有抗海水侵蚀,避磁性等特点。
锌合金应用:锌合金的主要添加元素有铝、铜和镁等。锌合金按加工工艺可分为形变与铸造锌合金两类。铸造锌合金流动性和耐腐蚀性较好,适用于压铸仪表,汽车零件外壳等。
铝合金仍然保持了质轻的特点,但机械性能明显提高。铝合金材料的应用有以下三个方面:一是作为受力构件;二是作为门、窗、管、盖、壳等材料;三是作为装饰和绝热材料。利用铝合金阳极氧化处理后可以进行着色的特点,制成各种装饰品。铝合金板材、型材表面可以进行防腐、轧花、涂装、印刷等二次加工,制成各种装饰板材、型材,作为装饰材料。
成本低,而且使用一种加工工艺可以大量生产同样的零部件,这也是他的特点之一。
它的材料特性是轻、容易加工、以及在可耐强度方面不象碳素纤维有一个最大受力范围。这是什么意思呢?也就是说,碳素纤维因为有纤维的特性所以在一定的纤维方向上受力能力很强,但是在在别的方向上的受力就会很差。在制造一个比较大的零部件时可能会使用好几层碳素纤维,在超过受力能力时该零部件就会象酥饼一样变得一层一层的。而铝合金在承受了一定的力量后,会慢慢变形再损坏。
还有就是铝合金容易加工和具有高度的散热性。特别是车辆引擎部分特别适合使用铝合金材料。这里几乎完全是铝合金的一家天下。
此外,铝合金的加工工艺多种多样。通用性较强。
根据铝合金的成分和生产工艺特点,通常分为形变与铸造铝合金两大类.工业上应用的主要有铝-锰,铝-镁,铝-镁-铜,铝-镁-硅-铜,铝-锌-镁-铜等合金.变形铝合金也叫熟铝合金,据其成分和性能特点又分为防锈铝,硬铝,超硬铝,锻铝和特殊铝等五种.