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鋁及鋁合金的性能與用途


 鋁及鋁合金的性能與用途

鋁及鋁合金的性能優良,用途十分廣泛。世界鋁產量從1956年開始超過銅產量一直居有色金屬之首位。當前鋁的產量和用量(按噸計算)僅次于鋼鐵,成為人類應用的**大金屬;而且鋁的資源十分豐富,據初步計算,鋁的礦藏儲量約占地殼構成物質的8%以上。
鋁的重量輕和耐腐蝕,是其性能的兩大突出特點。純鋁的密度約為2.7g/cm3,僅為鐵、銅密度的三分之一。一般來說,鋁的密度與其純度和溫度有關,即隨著鋁純度的提高而密度降低;純度相同的熔融鋁,其密度則隨溫度的提高而降低。鋁對自然界的水(含海水)、大氣中的各種元素,以及油料與各種化學物品,都有良好的耐蝕性。這是由于鋁的化學性質極其活潑,具有同氧(特別是空氣中的氧)強烈結合的傾向,鋁在空氣中被其表面生成一層厚度約為2*10-4/mm的致密氧化膜所覆蓋,防止了鋁的繼續氧化,從而使鋁具有良好的耐蝕性。

鋁氧化的程度,取決于溫度、鋁的粉碎程度及存在于其中的其他金屬雜質。當溫度高于鋁的熔點時,其氧化速度*快;而粉碎得很細的鋁粉,當在空氣中加熱時即劇烈燃燒。鋁中若存在鎂、鈣、鈉、銅、硅時,可增加氧化程度。鋁中有雜質存在的區域,氧化膜與鋁的連接力大大減弱。(鋁及鋁合金的性能與用途)

鋁在工業用酸中的溶解度和氣體在鋁中的溶解度,因介質的不同而不同。工業鋁易溶于鹽酸,隨著純度的提高其溶解度急劇下降。硫酸對鋁溶解的作用緩慢。各種濃度的冷硝酸均不能溶解鋁,若將硝酸加熱郎 可加速溶解。鋁在乙酸等有機酸中基本呈穩定狀態。氣體在鋁中的溶解度隨溫度的升高而增加。氫、氮、一氧化碳等氣體均能溶解于鋁液中,其中部分氣體溶解后與鋁形成化合物。

鋁在拋光以后,對可見光、輻射熱和電磁波都有良好的反射率,例如可用來制作高質量的反射鏡、加熱板的反射器等,也常見作屋頂,可反射大部分太陽熱能。鋁具有良好的導電性能,鋁的純度越高其導電性能越好。鋁單位重量的電導率約為銅的兩倍。電器和無線電工業廣泛用鋁制造電線、電纜、電容器、整流器、電器配件和無線電器材等。在電力工程中,常用于遠距離的高壓輸電電纜。鋁的導熱性好,其熱導率約為熟鐵的2.5倍,約為銅的60%。由于鋁的導熱性好,是制作制冷設備、散熱器、熱交換器的常用材料。例如,在電冰箱、電熨斗底板和一些食品加工器具中大多采用鋁材。

鋁還具有引人賞目的外觀,以過天然潤飾,即可獲得明亮而柔和的色澤;經過處理后還可以獲得所需要的色彩和花紋。鋁具有吸聲性能,廣播室和現代大型建筑物目前多采用它作室內天花板。鋁是無毒的材料,可以**用于食品和飲料的加工與包裝。鋁屬于非鐵磁性材料,廣泛用作要求無磁性的電氣工業和電子工業的元件材料。鋁碰撞時不會產生火花,在接近易燃易爆物品時是**可靠的。(鋁及鋁合金的性能與用途)

除鋁材外,鋁粉的用途也很廣,粗鋁粉可用于鋼的脫氧;鋁粉還作為鋁熱法還原生產某些金屬的主要原料;細鋁粉主要用于顏料、焰火、泡沫劑等。

鋁的熔點低,鑄造性能好。鋁的力學性能與其純度有很大關系,純鋁軟,強度低,但鋁和某些合金元素組成的鋁合金,不僅在某種程度上仍保持著鋁固有的特點,同時又顯著提高了它的硬度和強度。某些鋁合金用作結構材料時,其強度可超過一般結構鋼;別一些鋁合金用作模具材料時,其使用壽命可超過一般模具鋼。鋁和多種鋁合金均有優良的延展性,可以進行各種塑性加工。任何一種鋁合金的機械加工性能都優于鋼和純鋁,但各種變形鋁合金與鑄造合金的機械加工性能能有很大的差別。鋁及鋁合金是屬于*容易成形的金屬材料之一,但是鋁合金所容許的形變量受其化學成份、品級及其熱處理的影響。由于鋁合金的機械強度和加工硬化率均較低,因此與其他金屬的成形性能有所不同。

機械制造業廣泛用鋁合金制造車輪、滑輪、離心機、通風機、起重機及泵的零部件、活塞和發動機氣缸,以及鋁板沖壓件等。這是由于鋁及鋁合金的特點不僅密度小,而且能具有所要求的強度和硬度,從而能降低機械運轉中的能量消耗,或者在使用相同能量的條件下大大地提高運轉速度,也相對一延長了機件的使用壽命。同時,整個機器的重量減輕、尺寸減小后,更能適應生產、運輸、安裝和操作。

鋁及鋁合金已成為制造飛機、汽車、船舶、拖拉機、機動車輛等不可缺少的材料。由于鋁的熱中子俘獲面小,僅次于鈹和鋯,但鋁既經濟又易加工,所以原子能常用它做包覆材料。

歸納起來,鋁及鋁合金的用途主要為以下幾個行業:建筑工業、容器包裝、交通運輸、電力工業、食品工業、機械設備、耐用消費品行業以用其他類等。近20年來,建筑、汽車、包裝用鋁已成為工業發達國家的鋁材三大用途。

  鋁及鋁合金的性能與用途



編   輯:日加金屬制品(上海)有限公司技術部
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