Typer av aluminium og aluminiumslegeringer
Ren aluminium
Karakteristisk for rent aluminium er dens lave tetthet, som er 2,72 g/cm ³, Bare omtrent en tredjedel av tettheten av jern eller kobber. God konduktivitet og varmeledningsevne, andre bare til sølv og kobber. De kjemiske egenskapene til aluminium er veldig aktive.
I luften, overflaten av aluminium kan kombineres med oksygen for å danne en tett Al2O3-beskyttelsesfilm, som hindrer ytterligere oksidasjon av aluminium. Derfor, Aluminium har god korrosjonsbestandighet i luft og vann, men den kan ikke motstå syre, Alkali, og saltkorrosjon.
Aluminium har et ansiktssentrert kubisk gitter og god plastisitet (D = 50%, Ψ = 80%). Det kan bearbeides til profiler som ledninger, plater, strips, og rør gjennom kaldt eller varmt trykk, men dens styrke er ikke høy, σb＝80MPa， Etter kald behandling, σb＝(150～250)MPa。 Så rent aluminium brukes hovedsakelig til å lage ledninger, kabler, Varmevasker, og daglige nødvendigheter eller legeringer som krever rust- og korrosjonsbestandighet, men krav til lav styrke.
Kommersiell renhet aluminium er ikke så rent som kjemisk ren aluminium, siden den inneholder urenheter som Fe, Og, osv. i varierende grad. Jo flere urenheter er tilstede i aluminium, jo lavere ledningsevne, Termisk konduktivitet, motstand mot atmosfærisk korrosjon, og plastisitet.
Karakterene av industriell rent aluminium i vårt land er formulert basert på grensen for urenheter, slik som L1 L2、L3……。 L er det første kinesiske Pinyin-tegnet for “aluminium”, og jo høyere sekvensnummer vedlagt etter den, jo lavere renhet.
Aluminiumslegering
Rent aluminium har lav styrke og egner seg ikke som konstruksjonsmateriale. For å forbedre styrken, den mest effektive metoden er å legge til legeringselementer som Si, Cu, Mg, Mn, osv. å lage aluminiumslegering (Aerolite). Disse aluminiumslegeringene har høy styrke, men har fortsatt lav tetthet, Spesielt høy spesifikk styrke (dvs.. forholdet mellom styrkegrense og tetthet), samt god varmeledningsevne og korrosjonsbestandighet.
Klassifisering av aluminiumslegeringer
I henhold til sammensetningen og produksjonsprosessegenskapene til aluminiumslegeringer, de kan deles inn i to kategorier: Deformerte aluminiumslegeringer og støpte aluminiumslegeringer.
Når sammensetningen av legeringen er mindre enn D/punkt, den kan danne en enfaset fast løsningsstruktur når den varmes opp, med god plastisitet og egnet for trykkbehandling, derfor kalles det deformert aluminiumslegering.
Aluminiumslegeringer med en sammensetning mindre enn F-punktet i deformasjon, hvis sammensetning av fast løsning ikke endres med temperaturen og ikke kan styrkes ved varmebehandling, kalles varmebehandling uforsterkede aluminiumslegeringer; En legering med en sammensetning mellom F og D/, hvis sammensetning av fast løsning endres med temperaturen, kan forsterkes ved varmebehandling, derfor kalles den en aluminiumslegering som kan styrkes ved varmebehandling.
Legeringer med en sammensetning større enn D/punkt, eutektisk struktur med lavt smeltepunkt, god flytbarhet, egnet for støping, kalles støpte aluminiumslegeringer, men ikke egnet for trykkbehandling.
Deformerbare aluminiumslegeringer kan også klassifiseres i rustsikkert aluminium, hardt aluminium, ultra hardt aluminium, og smidd aluminium i henhold til deres viktigste ytelsesegenskaper.
Støping av aluminiumslegeringer kan også klassifiseres i henhold til de forskjellige hovedlegeringselementene: Til Ja, Al Cu, Al Mg, Al Zn, osv.
Varmebehandlingsegenskaper ved aluminiumslegering
Aluminiumslegeringer kan ikke bare forbedre sin styrke gjennom kalddeformasjonsarbeid herding, men forbedrer også deres styrke ytterligere gjennom varmebehandling – “Alder herding” metode.
Varmebehandlingsmekanismen for aluminiumslegering er forskjellig fra stål. Etter å ha slukket, hardheten og styrken til stål øker umiddelbart, Mens plastisiteten avtar. Aluminiumslegeringer med komponenter mellom F og D/kan varmes opp til alfafaseområdet, isolert, og bråkjøles ved vannkjøling for å oppnå overmettede alfa-faste løsninger ved romtemperatur. Deres styrke og hardhet kan ikke økes umiddelbart, men plastisiteten deres er betydelig forbedret. Denne prosessen kalles slukking eller løsningsbehandling.
På grunn av ustabiliteten til den overmettede faste løsningen oppnådd etter bråkjøling, det er en tendens til å utfelle en andre fase (Styrking av fase). Etter å ha stått i romtemperatur i en periode eller oppvarmet til lave temperaturer, atomer har evnen til å bevege seg innenfor gitteret og gradvis gå over til en stabil tilstand, resulterer i en betydelig økning i styrke og hardhet, mens plastisiteten avtar. Fenomenet med ytterligere styrking av legeringen etter behandling av fast løsning over tid kalles “Alder herding” eller “Alder herding”. Aldringsprosessen som utføres ved romtemperatur kalles naturlig aldring, mens aldringsprosessen som utføres under oppvarmingsforhold kalles kunstig aldring.
Deformerbar aluminiumslegering
1. Antirust aluminiumslegering
De viktigste legeringselementene er MN og MG. Denne typen legering er en enfaset fast løsning etter smiing og gløding, så den har god korrosjonsbestandighet og plastisitet. Den rustsikre aluminiumskvaliteten er representert av det kinesiske Pinyin-prefikset “LF” etterfulgt av et løpende nummer. For eksempel LF5, LF11, LF21, osv. Denne typen legering brukes hovedsakelig til å rulle, sveising, eller korrosjonsbestandige strukturelle komponenter med lav belastning, som oljetanker, rør, ledninger, lett belastning skjeletter, og diverse husholdningsapparater. Alle typer rustbeskyttende aluminiumslegeringer er aluminiumslegeringer som ikke kan styrkes ved varmebehandling. For å forbedre styrken til legeringen, kaldtrykksbehandling kan brukes, som kan produsere arbeidsherding.
2. Hard aluminiumslegering
Duraluminium er i utgangspunktet en Al Cu Mg-legering med en liten mengde Mn. Ulike typer duraluminer kan forsterkes ved aldring, Men korrosjonsmotstanden deres er dårlig, Spesielt i sjøvann. Derfor, harde aluminiumskomponenter som krever beskyttelse er pakket inn med høyrent aluminium på utsiden for å lage aluminiumsbelagte harde aluminiumsmaterialer. Hard aluminiumskvaliteter bruker det kinesiske Pinyin-prefikset “Ly” etterfulgt av et løpende nummer, som LY1 (Rivet hardt aluminium), Ly11 (Standard hard aluminium), og ly12 (Høy styrke hard aluminium).
Hardt aluminium er et strukturelt materiale med høy spesifikk styrke, som har vært mye brukt i luftfartsindustrien og instrumentproduksjon.
3. Super hard aluminiumslegering (SD -legering)
Det er en Al Cu Mg Zn-legering, som er laget ved å tilsette Zn til hardt aluminium. Denne typen legeringer er for tiden den sterkeste aluminiumslegeringen, med høyere spesifikk styrke, derfor kalles det superhard aluminium. Ulempen er også dårlig korrosjonsbestandighet, som kan øke den kunstige aldringstemperaturen eller aluminiumsbelegget.
Graden av ultrahard aluminiumslegering er representert av det kinesiske Pinyin-prefikset “LC” etterfulgt av et løpende nummer. LC4, LC6, osv. brukes ofte til å produsere viktige komponenter med høy belastning, som flybjelker.
4. Smidd aluminiumslegering
Det er en Al Cu Mg Si-legering med en rekke legeringselementer, men innholdet av hvert element er relativt lavt, dermed har den god termoplast og korrosjonsbestandighet, og styrken er sammenlignbar med hard aluminium. Etter quenching og aldring, styrken kan forbedres.
Graden av smidd aluminiumslegering er representert av det kinesiske Pinyin-prefikset “Ld” etterfulgt av et løpende nummer, for eksempel LD5, LD7, osv. På grunn av sin utmerkede smiytelse, den brukes hovedsakelig til å smi eller smi deler som bærer tung belastning på fly eller diesellokomotiv.
Støpt aluminiumslegering
Det er mange typer støpte aluminiumslegeringer, blant disse har silisiumlegeringer av aluminium god støpeevne, tilstrekkelig styrke, og lav tetthet, og er mye brukt, regnskap for mer enn 50% av den totale produksjonen av støpte aluminiumslegeringer. Al legeringer kontakt Si (10-13)% er de mest typiske silisiumlegeringene av aluminium, som tilhører eutektisk sammensetning, vanligvis kjent som “silisium aluminiumslegeringer”.
Graden av støpt aluminiumslegering er representert av det kinesiske Pinyin-prefikset “Z”+Alle+andre hovedelementsymboler og prosentinnhold i ordet “rollebesetning”. For eksempel, ZAlSi12 representerer støpt Al Si-legering som inneholder 12% Og.
Koden for legeringen er representert av det kinesiske Pinyin-prefikset “Zl” av “støpt aluminium” etterfulgt av tre sifre. Det første sifferet representerer legeringskategorien, mens andre og tredje siffer indikerer sekvensnummeret til legeringen.
Eksempel ZL102 representerer den støpte aluminiumslegeringen av Al Si serie nr. 2.
Støping av aluminiumslegering brukes vanligvis til å produsere deler som er lette, Korrosjonsbestandig, har komplekse former, og har visse mekaniske egenskaper. Som for eksempel aluminiumsstempler, instrumenthus, vannkjølte motorsylinderkomponenter, veivhus, osv.