【铝合金的优缺点 铝合金密度】每天早晨当我们从睡梦中醒来 , 开启一天的生活及工作 , 总有一种东西像老朋友整天相伴 , 那就是铝 , 它已经融入我们的生活中 , 到处都有它的身影 。
铝是地壳中含量最丰富的金属元素 , 以铝为主要材料加入其它金属制造成的铝合金 , 它具有轻盈 , 环保 , 耐腐蚀等诸多优良的性能 , 为我们提供了各种便利 , 有绿色金属之称的铝有着良好的循环利用特性 , 一百年前生产的铝直到今天还有70%左右还在为人类服务
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在新能源的开发及利用中 , 铝更是不可或缺 , 由铝及铝合金通过铸造 , 锻造 , 挤压和压延等工艺制造而成的产品广泛使用 , 铝的比重只有钢的三分之一 , 工业铝挤压材和铝压延材 , 正在逐渐替代钢铁成为交通运输 , 建领域的基础材料 。
从高铁车厢到船舶 , 从军用到民用 , 铝合金的使用在不断增加 , 进入空间轨道的航天器重量每减轻1公斤 , 其发射费用就会节约十多万 元 。
节能减重在航天领域都是以克计算 , 航空航天领域已成为铝合金材料的重要应用市场 , 汽车发动机 , 轮毂 , 车身 , 高铁车身 , 机械设备及电力设备 , 以及日常用品 , 都是用铝合金以达到轻量化的要求 。
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在远古时期人类就开始用含铝的粘土制成陶器 , 但由于铝的氧化性能很弱 , 很难把它提炼出来 , 所以它在地球上的储量比别的金属多 , 但使用明显比铜 , 铁等金属晚得多 。
1825年德国化学家提炼出纯度不高的灰色金属铝 。
1854年法国化学家利用钠作为还原剂 , 成功的制成了金属铝锭块 , 在这之后的一段时间里 , 铝成为昂贵的材料 , 由铝做成的产品只有帝王贵族才能享用 。
1884年在铝中加入了其它金属制成铝合金材料 , 第一应用在建筑中 。
1908年美国公司发明了电工铝合金 , 它的特点是硬度高 , 含铜量高 , 应用在高压输电线上 。
后来又相继发明了铸造铝合金 , 高强度铝合金 , 它的应用范围也在不断的扩大 。
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铝合金是以铝为主要材料的合金总称 , 主要的合金元素有铜 , 硅 , 镁 , 锌等 , 铝合金具有抗腐蚀 , 易于加工 , 强度高 , 密度小等优点 。
铝合金具有耐腐蚀性 , 这是很多金属都做不到的 , 由于铝合金表面有一层坚硬的膜 , 这层膜覆盖在铝合金表面 , 使铝合金与氧气隔绝 , 随着时间的延长 , 这层膜还会不断的增厚 , 如果这层膜遭到破坏还会重新生长出保护膜 , 使其铝制品有良好的耐腐蚀性 。当然还需要后期的表面处理配合才能让铝合金更加耐腐蚀 。
很多人就认为铝不会氧化 , 其实世界上没有绝对不氧化的金属 , 只不过条件与程度不同而已 , 铝合金如果表面保护膜遭到破坏 , 也会氧化 。
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铝合金的缺点也很明显 , 那就是太脆了 , 现在科学家研究出了新型铝合金材料 , 铝合金这个缺点正在被改变 , 通过在金属的晶体结构中引入“断层” , 就可以极大的提升材料强度 , 除了让新型铝合金材料的强度与不锈钢差不多 , 这个特性还可以用于耐腐蚀涂层 。
从微观层来讲金属就是由一层层重复堆叠起来的晶体原子组成 , 当某一层缺失时 , 就会遭致堆垛倒塌断裂 , 有趣的是这些堆叠起来的断层竟然能让材料强度变得更高 , 这个特性引入到新型铝材中 , 在增加材料强度和延展性的同时 , 还改善了它的热稳定性 , 新产品有望在电子设备和车辆的耐腐蚀涂层上得到应用 。
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铝合金这么多优点 , 是怎么加工成各种铝合金产品的 , 现在使用比较多的是挤压工艺和压铸工艺 。
挤压工艺是将铝合金棒加热到400℃左右 , 在挤压机内通过给加热的铝合金棒一端施加压力 , 另一端是相应形状的模具 , 铝合金从模具出来冷却后就会变成铝合金产品 , 这个过程就好像挤牙膏 , 不同的开口决定了挤出牙膏的形状 , 挤压出来的铝合金产品主要作为建筑型材 。
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压铸工艺是将铝合金溶液 , 压入到模具型腔内制成铸件 , 先将铝合金溶液放入压室内 , 然后压射冲头前进 , 将铝合金熔液压入型腔 。
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铝合金熔液凝固后 , 压铸模具打开 , 取出铸件 , 压铸的铝合金产品精度高 , 质量好 , 主要用于汽车 , 飞机 , 船舶上的零件 。
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铝合金虽然有很好的抗氧化性能 , 但是为了更好的体现产品品质 , 增强使用和视觉效果 , 铝合金也会做各种表面处理 , 主要有抛光 , 拉丝 , 电镀 , 喷砂等进一步提高铝合金的装饰性和保护性 。
在人们对低碳环保要求越来越高的今天 , 铝合金已经成为很多金属的替代品 , 它的低密度 , 高强度 , 易加工等优点 , 在汽车 , 高铁 , 航空 , 船舶等领域应用越来越广 , 铝合金必将为人类的发展做出更大的贡献 。
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