铝的一般特性
铝及其合金的优良特点是外观好、质轻、可机加工、物理和力学性能好、抗腐蚀,在很多应用领域中被认为最经济实用。
铝的密度只有2.7×103㎏/m3,约为钢、铜或黄铜密度的1/3左右。由于铝的材质轻,因此常用于制造汽车、火车、地铁、船舶、飞机、火箭、飞船等陆海空交通工具,以减轻自重增加装载量。铝在军工中也有广泛应用。
多数环境条件下,包括在空气、水(或盐水)、石油化学和很多化学体系中,铝能显示优良的抗腐蚀性。
铝的表面具有高度的反射性,辐射能、可见光、辐射热和电波都能有效地被铝反射,而经阳极氧化和深色阳极氧化的表面可以是反射性的,也可以是吸收性的,抛光后的铝在很宽波长范围内反射优良,因而具有多种装饰用途及反射功能性用途。
铝通常显示出优良的电导率,它的导电能率约为铜的三分之二,但由于其密度仅为铜的三分之一,因而,将等质量和等长度的铝线和铜线相比,铝的导电能力约为铜的二倍,且价格较铜低,应用成本低,所以常被电力工业和电子工业选用。目前,具有高电阻率的一些特定铝合金也已经研制成功,这些合金可用于如高转榘的电动机中。 铝的热导率很高,仅次于铜,铝的导热能力比铁大3倍,大约是铜的50%~60%。铜的导热性虽然最佳,可是制造同样大小的工件重量要比铝大很多,价格也比铝贵很多。因此,制造散热器铝仍是首选。铝的性价比对制造热交换器、蒸发器、加热电器、炊事用具,以及汽车的缸盖与散热器都很有利。
铝是非铁磁性的,这对电气工业和电子工业而言是一个极其重要的特性。
铝是不能自燃的,这对涉及装卸或接触易燃易爆材料的行业来说十分重要。铝的毒性非常微小,通常用于制造盛食品和饮料的容器。近年来,铝箔在、药品、食品的包装方面应用越来越广泛,已成为包装业的重要材料。
铝的自然表面状态具有宜人的外观。它柔软、有光泽,而且为了美观,还可着色或染上纹理图案。在现代生活中,铝已经广泛地应用在建筑行业和日用百货中。铝还具有良好的吸音性能,根据这一特点,-些广播室、现代化大建筑内的天花板等有的采用了铝。
铝的可塑性非常好。纯的铝很软,强度不大,有着良好的延展性,可拉成细丝和轧成箔片,具有良好的可机加工性,大量用于电线、电缆制造业和无线电工业以及包装业。在某些金属中加入少量铝,便可大大改善其性能。如在铝中加入少量镁、铜,可制得坚韧的铝合金;又如青铜铝(含铝4%~15%)合金,具有高强度的耐蚀性,硬度与低碳钢接近,且有不易变暗的金属光泽,常用于珠宝饰物和建筑业中,用于机器的零件和工具制造,用于酸洗设备和其它与稀硫酸、盐酸和氢氟酸接触的设备,可制作电焊机电刷和夹柄、重型齿轮和蜗轮、金属成型模、机床导轨、不发生火花的工具、无磁性链条、压力容器、热交换器、压缩机叶片、船舶螺旋浆和锚等。在铝中加入镁,便制得铝镁合金,其硬度比纯的镁和铝都大许多,而且保留了其质轻的特点,常用于制造飞机的机身、火箭的箭体、门窗,美化居室环境,制造船舶;在铝里添加其它金属成份,可以变成各种各样的铝合金,一些铝合金在强度上甚至超过结构钢材。
铝的连接也很容易,可用各式各样的方法,包括熔焊、电阻焊、硬焊、软焊、粘结以及诸如铆接和栓接之类的机械方法。
与铁相比,铝不易锈蚀,延长了使用寿命。因此,铝具有极高的回收性,再生铝的特性与原生铝几乎没有区别,这点使铝成为环保人士的宠。
国际上已经注册的铝合金牌号有1000多个,每个牌号又有多种状态,在硬度,强度,耐蚀性,加工性,焊接性,装饰性等方面都存在着明显的差异。选择铝合金的牌号与状态时,以上各方面很难同时满足,也没有必要,应根据产品的性能要求,使用环境,加工过程等因素,设定各种性能的优先次序,方可做到合理选材,在保证性能的前是下合理控制成本。硬度:很多客户在购买铝时非常关心,硬度首选跟合金化学成份有直接的关系。其次,不同的状态也影响较大,从所能达到的最高硬度来看,7系,2系,4系,6系,5系,3系,1系,依次降低。硬度:强度是产品设计时必须考虑的重要因素,成其是铝合金组件作为组件时,应根据所承受的压力,选择适当的合金。纯铝强度最低,而2系及7系热处理型合金度最高,硬度和强度有一定的下相关系。耐蚀性:耐蚀性包括化学腐蚀,耐应力腐蚀等性能。一般而言,1系纯铝的耐蚀性最佳,5系表现良好,其次是3系和6系,2系及7系较差。耐蚀性选用原则应根据其使用场合而定。高强度合金腐蚀环境下使用,必须使用各种防蚀用复合材料。加工性:加工性能包插成形性能与切削性能。因为成形性与状态有关,在选择铝合金牌号后,还需考虑各种状态的强度范围,通常强度高的材不易成形。台果要对铝材进行折弯,拉伸,深冲等成形加工,完退火状态材料的成形性最佳,反之,热处理状态材料的成形性最差。铝合金的切削性较差,对于模具,机械零件等需要切削性较佳,反之,低强度者切削性较差,对模具,机械零件等需要切削加工的产品,铝合金的切削性是重要的考虑因素。焊接性:多数铝合金的焊接性均无问题,尤其是部分5系列的铝合金,是专为焊接考虑而设计的,相对面言,部分2系和7系的铝合金较难焊接。装饰性能:铝材应用于装饰或某些特定的场合时,需要对其表面进行阳极氧化,涂装等加工,以获得相应的颜色和表面组织,这时其装饰性应该重点考虑的,一般而言,耐蚀性较好的材料,其阳极处理性能,表面处理性能,涂装性能都非常出色。其他特性:除上述特性以外,还有导电性,耐磨性,耐热性等。在选材时也可以加以考虑。