铝的物理性质 具体都是什么?
1、铝是银白色的轻金属,较软,密度低,熔点高,沸点高,铝和铝的合金具有许多优良的物理性质,得到了非常广泛的应用。
2、铝对光的反射性能良好,反射紫外线比银还强,铝越纯,它的反射能力越好,常用真空镀铝膜的方法来制得高质量的反射镜。真空镀铝膜和多晶硅薄膜结合,就成为便宜轻巧的太阳能电池材料。铝粉能保持银白色的光泽,常用来制作涂料,俗称银粉。
3、纯铝的导电性很好,仅次于银、铜,在电力工业上它可以代替部分铜作导线和电缆。铝是热的良导体,在工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和民用炊具等。
4、铝有良好的延展性,能够抽成细丝,轧制成各种铝制品,还可制成薄于0.01mm的铝箔,广泛地用于包装香烟、糖果等。
5、铝合金具有某些比纯铝更优良的性能,从而大大拓宽了铝的应用范围。例如,纯铝较软,当铝中加入一定量的铜、镁、锰等金属,强度可以大大提高,几乎相当于钢材,且密度较小,不易锈蚀,广泛用于飞机、汽车、火车、船舶、人造卫星、火箭的制造。当温度降到-196℃时,有的钢脆如玻璃,而有些铝合金的强度和韧性反而有所提高,所以是便宜而轻巧的低温材料,可用来贮存火箭燃料液氧和液氢。
铝是一种金属元素,符号是Al,是一种银白色的轻金属。它具有可塑性。物理性质在潮湿的空气中可以形成氧化膜,以防止金属腐蚀。用酸处理过的铝粉在空气中加热会剧烈燃烧,并发出耀眼的白色火焰。溶于稀硫酸、稀硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液,不溶于水,但能与热水缓慢反应生成氢氧化铝,相对密度2.70,弹性模量70Gpa,泊松比0.33。熔点为660℃。沸点是2327℃。它因其重量轻、良好的导电性和导热性、高反射率和抗氧化性而被广泛使用。用于日常器皿的铝通常被称为“精炼钢”或“钢级”。铝在(室温)25℃时的热膨胀系数为0.0000236毫米/℃,即23.6ppm*k-1。1.铝对钢的显微组织和热处理的影响①铝对氧和氮有很强的亲和力,是炼钢的脱氧固氮剂。②铝强烈减少钢中的奥氏体相区。③铝与碳的亲和力小,碳化铝一般不会出现在钢中。铝强烈促进碳的石墨化,添加铬、钛、钒、铌等强磁化元素可以抑制铝的石墨化。④铝细化了钢的基本晶粒,提高了钢晶粒的粗化温度。但是,当钢中固溶金属铝的含量超过一定值时,奥氏体晶粒有长大和粗化的趋势。⑤铝提高了钢的马氏体转变温度,降低了淬火后的残余奥氏体含量,这与除钴以外的其他合金元素相反。二、铝对钢的机械性能的影响①铝降低了钢对缺口的敏感性,减少或消除了钢的时效现象,特别是降低了钢的韧脆转变温度,提高了钢的低温韧性。②铝具有很大的固溶强化作用,高铝钢具有比强度更高的优势。铁素体型铁铝合金比Cr13钢具有更高的高温强度和持久强度,但其室温塑性和韧性较低,冷变形加工困难。③奥氏体铁铝锰钢具有较好的综合性能。第三,铝对钢的物理、化学和工艺性能的影响①铁铬合金中加入铝可降低其电阻温度系数,可用作电热合金材料。电热合金线②铝和硅对降低变压器钢的铁损有相似的作用。③当铝含量达到一定值时,钢的表面会被钝化,使钢在氧化酸中具有耐腐蚀性,提高其抗硫化氢腐蚀的能力。这对铝钢在氯和氯化物气氛中的耐蚀性是不利的。④含铝钢渗氮后表面形成氮化铝层,可提高硬度、疲劳强度和耐磨性。⑤铝作为合金元素,能显著提高钢的抗氧化性。钢铁表面镀铝或渗铝可提高其抗氧化性和耐腐蚀性,可用于制造太阳能热水器。⑥铝对热加工性、焊接性和机械加工性有不利影响。四。铝在钢中的应用①铝在一般钢中主要起脱氧和控制晶粒度的作用。②铝作为主要合金元素之一,广泛应用于特种合金,包括氮化钢、不锈耐酸钢、耐热钢和无皮钢、电热合金、硬软磁合金等。
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。 铝合金的典型机械性能(Typical Mechanical Properties) 铝合金牌号
及状态 拉伸强度(25°C MPa) 屈服强度(25°C MPa) 硬度500kg力10mm球 延伸率1.6mm(1/16in)厚度 5052-H112 175 195 60 12 5083-H112 180 211 65 14 6061-T651 310 276 95 12 7050-T7451 510 455 135 10 7075-T651 572 503 150 11 2024-T351 470 325 120 20 铝合金的典型物理性能(Typical Physical Properties) 铝合金牌号及状态 热膨胀系数
(20-100℃)
μm/m·k 熔点范围
(℃) 电导率20℃(68℉)
(%IACS) 电阻率20℃(68℉)
Ωmm2/m 密度(20℃)(g/cm3) 2024-T351 23.2 500-635 30 0.058 2.82 5052-H112 23.8 607-650 35 0.050 2.72 5083-H112 23.4 570-640 29 0.059 2.72 6061-T651 23.6 580-650 43 0.040 2.73 7050-T7451 23.5 490-630 41 0.0415 2.82 7075-T651 23.6 475-635 33 0.0515 2.82 铝合金的化学成份(Chemical Composition Limit Of Aluminum ) 合金
牌号 硅Si 铁Fe 铜Cu 锰Mn 镁Mg 铬Cr 锌Zn 钛Ti 其它 铝 每个 合计 最小值 2024 0.232 0.5 3.8-4.9 0.3-0.9 1.2-1.8 0.1 0.25 0.15 0.05 0.15 余量 5052 0.25 0.4 0.1 0.1 2.2-2.8 0.15-0.35 0.1 -- 0.05 0.15 余量 5083 0.238 0.4 0.1 0.3-1.0 4.0-4.9 0.05-0.25 0.25 0.15 0.05 0.15 余量 6061 0.236 0.7 0.15-0.4 0.15 0.8-1.2 0.04-0.35 0.25 0.15 0.05 0.15 余量 7050 0.235 0.15 2.0-2.6 0.1 1.9-2.6 0.04 5.7-6.7 0.06 0.05 0.15 余量 7075 0.236 0.5 1.2-2.0 0.3 2.1-2.9 0.18-0.28 5.1-6.1 0.2 0.05 0.15 余量
(1)铝是活泼金属,极易氧化。在空气中,铝容易同氧化合,生成致密的三氧化二铝薄膜(厚度约0.1-0.2μm),熔点高(约2050℃),远远超过铝及铝合金的熔点(约600℃左右)。氧化铝的密度3.95-4.10g/cm3,约为铝的1.4倍,氧化铝薄膜的表面易吸附水分,焊接时,它阻碍基本金属的熔合,极易形成气孔、夹渣、未熔合等缺陷,引起焊缝性能下降。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。
(2)铝的导热系数大(纯铝0.538卡/Cm.s.℃)。约为钢的4倍,因此,焊接铝和铝合金时,比焊钢要消耗更多的热量。
(3)在常温下,铝在浓硝酸和浓硫酸中被钝化,不与它们反应,所以浓硝酸是用铝罐(可维持约180小时)运输的。 纯铝较软,在300℃左右失去抗张强度。
(4)铝合金:
经处理过的铝合金[ 有色商机:铝合金轮毂 ],质轻而较坚韧。铝的抗腐蚀性(特别是氧化,因为其氧化物氧化铝反而增加了铝的抗腐抗热性)优异。易产生气孔。铝和铝合金焊接时产生气孔的主要原因是氢,由于液态铝可溶解大量的氢,而固态铝几乎不溶解氢,因此当熔池温度快速冷却与凝固时,氢来不及逸出,容易在焊缝中聚集形成气孔。氢气孔目前难于完全避免,氢的来源很多,有电弧焊气氛中的氢,铝板、焊丝表面吸附空气中的水分等。实践证明,即使氩气按GB/T4842标准要求,纯度达到99.99% 以上,但当水分含量达到20ppm时,也会出现大量的致密气孔,当空气相对湿度超过80%时,焊缝就会明显出现气孔。焊缝变形和形成裂纹倾向大。铝的线膨胀系数和结晶收缩率约比钢大两倍,易产生较大的焊接变形的内应力,对刚性较大的结构将促使热裂纹的产生。
(5)合金元素的蒸发的烧损。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。