Typerne af aluminium og aluminiumslegeringer

Rent aluminium

Det karakteristiske ved rent aluminium er dets lave densitet, hvilket er 2,72g/cm³, kun omkring en tredjedel af densiteten af ​​jern eller kobber. God ledningsevne og termisk ledningsevne, næst efter sølv og kobber. Aluminiums kemiske egenskaber er meget aktive.

I luften, overfladen af ​​aluminium kan kombineres med oxygen for at danne en tæt Al2O3 beskyttende film, som forhindrer yderligere oxidation af aluminium. Derfor, aluminium har god korrosionsbestandighed i luft og vand, men den kan ikke modstå syre, alkali, og saltkorrosion.

Aluminium har et ansigtscentreret kubisk gitter og god plasticitet (d=50 %, ψ=80 %). Det kan bearbejdes til profiler såsom ledninger, plader, strimler, og rør gennem koldt eller varmt tryk, men dens styrke er ikke høj, σb＝80MPa， Efter kold behandling, σb＝(150～250)MPa。 Så rent aluminium bruges hovedsageligt til at lave ledninger, kabler, køleplader, og daglige fornødenheder eller legeringer, der kræver rust- og korrosionsbestandighed, men lav styrkekrav.

Kommercielt ren aluminium er ikke så rent som kemisk ren aluminium, da det indeholder urenheder såsom Fe, Og, osv. i varierende grad. Jo flere urenheder er til stede i aluminium, jo lavere dens ledningsevne, termisk ledningsevne, modstand mod atmosfærisk korrosion, og plasticitet.

Kvaliteterne af industrielt rent aluminium i vores land er formuleret baseret på grænsen for urenheder, såsom L1 L2、L3……。 L er det første kinesiske Pinyin-tegn for “aluminium”, og jo højere sekvensnummeret er vedhæftet efter det, jo lavere dens renhed.

Aluminiumslegering

Ren aluminium har lav styrke og er ikke egnet som konstruktionsmateriale. For at forbedre dens styrke, den mest effektive metode er at tilføje legeringselementer såsom Si, Cu, Mg, Mn, osv. at lave aluminiumslegering (aerolit). Disse aluminiumslegeringer har høj styrke, men har stadig lav tæthed, især høj specifik styrke (dvs. forholdet mellem styrkegrænse og tæthed), samt god varmeledningsevne og korrosionsbestandighed.

Klassificering af aluminiumslegeringer

Ifølge sammensætningen og produktionsprocessens egenskaber af aluminiumslegeringer, de kan opdeles i to kategorier: deformerede aluminiumslegeringer og støbte aluminiumslegeringer.
Når sammensætningen af ​​legeringen er mindre end D/punkt, den kan danne en enfaset fast opløsningsstruktur, når den opvarmes, med god plasticitet og velegnet til trykbearbejdning, derfor kaldes det deformeret aluminiumslegering.

Aluminiumslegeringer med en sammensætning mindre end F-punktet i deformation, hvis faste opløsningssammensætning ikke ændres med temperaturen og ikke kan styrkes ved varmebehandling, kaldes varmebehandling uforstærkede aluminiumslegeringer; En legering med en sammensætning mellem F og D/, hvis sammensætning af fast opløsning ændres med temperaturen, kan forstærkes ved varmebehandling, derfor kaldes det en aluminiumslegering, der kan styrkes ved varmebehandling.

Legeringer med en sammensætning større end D/punkt, eutektisk struktur med lavt smeltepunkt, god flydeevne, velegnet til støbning, kaldes støbte aluminiumslegeringer, men ikke egnet til trykbehandling.

Deformerbare aluminiumslegeringer kan også klassificeres i rustfrit aluminium, hårdt aluminium, ultra hårdt aluminium, og smedet aluminium i henhold til deres vigtigste ydelsesegenskaber.
Støbning af aluminiumslegeringer kan også klassificeres efter de forskellige hovedlegeringselementer: Til Ja, Al Cu, Al Mg, Al Zn, osv.

Varmebehandlingsegenskaber af aluminiumslegering

Aluminiumslegeringer kan ikke kun forbedre deres styrke gennem kolddeformationshærdning, men også yderligere styrke deres styrke gennem varmebehandling – “alder hærdning” metode.
Varmebehandlingsmekanismen af ​​aluminiumslegering er forskellig fra stålets. Efter bratkøling, stålets hårdhed og styrke øges straks, mens plasticiteten falder. Aluminiumslegeringer med komponenter mellem F og D/kan opvarmes til alfafaseområdet, isoleret, og bratkøles ved vandkøling for at opnå overmættede alfa-faste opløsninger ved stuetemperatur. Deres styrke og hårdhed kan ikke umiddelbart øges, men deres plasticitet er væsentligt forbedret. Denne proces kaldes quenching eller opløsningsbehandling.

På grund af ustabiliteten af ​​den overmættede faste opløsning opnået efter bratkøling, der er en tendens til at udfælde en anden fase (styrkende fase). Efter at have stået ved stuetemperatur i en periode eller opvarmet ved lave temperaturer, atomer har evnen til at bevæge sig inden for gitteret og gradvist overgå til en stabil tilstand, hvilket resulterer i en betydelig stigning i styrke og hårdhed, mens plasticiteten falder. Fænomenet med yderligere styrkelse af legeringen efter behandling af fast opløsning over tid kaldes “alder hærdning” eller “alder hærdning”. Ældningsprocessen, der udføres ved stuetemperatur, kaldes naturlig ældning, mens ældningsprocessen, der udføres under opvarmningsbetingelser, kaldes kunstig ældning.

Deformerbar aluminiumslegering

1. Antirust aluminiumslegering

De vigtigste legeringselementer er Mn og Mg. Denne type legering er en enfaset fast opløsning efter smedning og udglødning, så det har god korrosionsbestandighed og plasticitet. Den rustsikre aluminiumskvalitet er repræsenteret af det kinesiske Pinyin-præfiks “LF” efterfulgt af et fortløbende nummer. Såsom LF5, LF11, LF21, osv. Denne type legering bruges hovedsageligt til valsning, svejsning, eller korrosionsbestandige strukturelle komponenter med lav belastning, såsom olietanke, rør, ledninger, let belastning skeletter, og diverse husholdningsapparater. Alle former for rustbeskyttende aluminiumslegeringer er aluminiumslegeringer, der ikke kan styrkes ved varmebehandling. For at forbedre legeringens styrke, koldtryksbehandling kan anvendes, som kan give arbejdshærdning.

2. Hård aluminiumslegering

Duraluminium er dybest set en Al Cu Mg legering med en lille mængde Mn. Forskellige typer duralumins kan forstærkes ved ældning, men deres korrosionsbestandighed er dårlig, især i havvand. Derfor, hårde aluminiumskomponenter, der kræver beskyttelse, er pakket med højrent aluminium på ydersiden for at fremstille aluminiumbelagte hårde aluminiumsmaterialer. Hårde aluminiumskvaliteter bruger det kinesiske Pinyin-præfiks “LY” efterfulgt af et fortløbende nummer, såsom LY1 (nitte hårdt aluminium), LY11 (standard hård aluminium), og LY12 (højstyrke hårdt aluminium).
Hårdt aluminium er et strukturelt materiale med høj specifik styrke, som har været meget brugt i luftfartsindustrien og instrumentfremstilling.

3. Super hård aluminiumslegering (SD legering)

Det er en Al Cu Mg Zn-legering, som er lavet ved at tilsætte Zn til hårdt aluminium. Denne type legering er i øjeblikket den stærkeste aluminiumslegering, med højere specifik styrke, derfor kaldes det superhårdt aluminium. Ulempen er også dårlig korrosionsbestandighed, som kan øge den kunstige ældningstemperatur eller aluminiumsbelægning.
Kvaliteten af ​​ultrahård aluminiumslegering er repræsenteret af det kinesiske Pinyin-præfiks “LC” efterfulgt af et fortløbende nummer. LC4, LC6, osv. bruges almindeligvis til at fremstille vigtige komponenter med høj belastning, såsom flybjælker.

4. Smedet aluminiumslegering

Det er en Al Cu Mg Si-legering med en række forskellige legeringselementer, men indholdet af hvert element er relativt lavt, dermed har den god termoplast og korrosionsbestandighed, og dens styrke er sammenlignelig med hård aluminiums. Efter slukning og ældning, styrken kan forbedres.
Kvaliteten af ​​smedet aluminiumslegering er repræsenteret af det kinesiske Pinyin-præfiks “LD” efterfulgt af et fortløbende nummer, såsom LD5, LD7, osv. På grund af dens fremragende smedeydelse, det bruges hovedsageligt til smedning eller smedning af dele, der bærer tunge belastninger på fly eller diesellokomotiver.

Støbt aluminiumslegering

Der findes mange typer af støbte aluminiumslegeringer, blandt hvilke aluminium silicium legeringer har god støbeevne, tilstrækkelig styrke, og lav tæthed, og er meget brugt, står for mere end 50% af den samlede produktion af støbte aluminiumslegeringer. Al Si-legeringer indeholdende Si (10-13)% er de mest typiske aluminium silicium legeringer, tilhørende eutektisk sammensætning, almindeligvis kendt som “silicium aluminium legeringer”.

Kvaliteten af ​​støbt aluminiumslegering er repræsenteret af det kinesiske Pinyin-præfiks “Z”+Alle+andre hovedelementsymboler og procentindhold af ordet “støbt”. F.eks, ZAlSi12 repræsenterer støbt Al Si-legering indeholdende 12% Og.

Koden for legeringen er repræsenteret af det kinesiske Pinyin-præfiks “ZL” af “støbt aluminium” efterfulgt af tre cifre. Det første ciffer repræsenterer legeringskategorien, mens andet og tredje ciffer angiver sekvensnummeret på legeringen.

Eksempel ZL102 repræsenterer den støbte aluminiumslegering af Al Si serie nr. 2.
Støbning af aluminiumslegering bruges generelt til at fremstille dele, der er lette, korrosionsbestandig, har komplekse former, og har visse mekaniske egenskaber. Såsom aluminium stempler, instrumenthuse, vandkølede motorcylinderkomponenter, krumtaphuse, osv.