鋁的用途

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    一、鋁的特性與性能:
           鋁是于1825年由丹麥科學工作者厄爾斯泰德(H.C.Oersted)首先發現的,至今已有160余年的歷史。鋁及其合金得到極為廣泛地應用,工業、農業、化工、航空、航天、國防工業,乃至人們的日常生活,無不廣泛地應用鋁。鋁的產量在有色金屬中占首位,僅次于鋼鐵產量。鋁有著一系列的優良特性:1、密度小,重量輕。 2、易處理,可強化。 3、可塑性,易加工。 4、耐腐蝕。 5、無低溫脆性。 6、導電、導熱性好。 7、吸音性。 8、耐核輻射。 9、美觀,表面可再處理。
    二、鋁合金的牌號:

            1×××:純鋁(鋁含量不小于99.00%)。常用1050 1060 1070 1000系列,其中1系的含鋁量達到99.00%以上。后兩位阿拉伯數字能更精確的來確定含鋁量,如1050系列最后兩位阿拉伯數字為50,則含鋁量達到99.5%以上,1060系列的含鋁量達到99.6%以上。
            2×××:以銅為主要合金元素的鋁合金,含銅量大概在3-5%之間。常用2A16(LY16) 2A06(LY6)2000系列鋁卷的特點是硬度較高。大多使用航空鋁材,目前在常規工業中不常應用。我國目前生產2000系列鋁板的廠家較少。質量還無法與國外相比。主要是由韓國和德國生產企業提供。隨著我國航空航天事業的發展,2000系列的鋁板生產技術將進一步提高。 
            3×××:以錳為主要合金元素的鋁合金,含錳量大概在1.0-1.5%之間。常用3003 3004 3A21為主,又可以稱為防銹鋁卷。我國3000系列鋁卷生產工藝較為優秀。常規應用在空調,冰箱,車底等潮濕環境中,價格高于1000系列,是一款較為常用的合金系列。其中3004鋁鎂錳合金比3003更硬,拉伸性能更好,常用在金屬屋頂、金屬墻板、易拉罐等產品。
            4×××:以硅為主要合金元素的鋁合金,含硅量大概在4.5-6.0%之間。常用4A01 4000為主,具有耐熱、耐磨的特性。大多使用在建筑用材料,機械零件,鍛造用材,焊接材料;低熔點,耐蝕性好的產品。
            5×××:以鎂為主要合金元素的鋁合金,又稱為鋁鎂合金,含鎂量大概在3-5%之間。常用5052.5005.5083.5A05為主,具有密度低,抗拉強度高,延伸率高,硬度好的特性。常用在航空方面,比如飛機油箱。在常規工業中應用也較為廣泛。加工工藝為連鑄連軋,屬于熱軋鋁板系列故能做氧化深加工。在我國5000系列鋁板屬于較為成熟的鋁板系列之一。 
            6×××:以鎂為主要合金元素并以Mg2Si相為強化相的鋁合金,常用6061主要含有鎂和硅兩種元素,故集中了4000系列和5000系列的優點,是一種冷處理鋁鍛造產品,適用于對抗腐蝕性、氧化性要求高的應用。可使用性好,接口特點優良,容易涂層,加工性好,可以用于低壓武器和飛機接頭上。還具有優良的接口特征、容易涂層、強度高、可使用性好,抗腐蝕性強的特性,常用在飛機零件、照相機零件、耦合器、船舶配件和五金、電子配件和接頭、裝飾用或各種五金、鉸鏈頭、磁頭、剎車活塞、水利活塞、電器配件、閥門和閥門零件。
            7×××:以鋅為主要合金元素的鋁合金,常用7075也屬于航空系列,是鋁鎂鋅銅合金,是可熱處理合金,屬于超硬鋁合金,有良好的耐磨性.7075鋁卷是經消除應力的,加工后不會變形、翹曲.所有超大超厚的7075鋁板全部經超聲波探測,可以保證無砂眼、雜質.7075鋁板的熱導性高,可以縮短成型時間,提高工作效率。主要特點是硬度大7075是高硬度、高強度的鋁合金,常用于制造飛機結構及期貨。它要求強度高、抗腐蝕性能強的高應力結構件、模具制造。目前基本依靠進口,我國的生產工藝還有待提高。(該公司曾經有一家外企提出國產的7075鋁卷退火不均勻,出現鋁卷表面和內部硬度不一致的問題)
            8×××:以其他元素為主要合金元素的鋁合金,常用8011以做瓶蓋為主要功用的鋁卷,也應用在散熱器方面,大部分應用為鋁箔。不太常用。
            9×××:備用合金組;
    三、鋁及鋁合金的狀態代號:
    1、基礎狀態分為5種: 
            F代表自由加工狀態,適用于在成型過程中對溫度或材料的加工硬化程度無特殊控制的產品(對加工產品無力學性能要求); 
            O代表退火狀態,適用于經退火獲得最低強度的加工產品及經退火提高延展性和尺穩定性的鑄造產品,O后可綴有除零以外的一位阿拉伯數字; 
            H代表加工硬化狀態,適用于通過加工硬化提高強度的產品(這種產品可通過熱處理降低一些強度),H后總是綴有兩位以上的阿拉伯數字; 
            W代表固溶熱處理狀態(一種不穩定狀態),僅適用于固溶熱處理后在室溫自然時效的合金,并只有具體指出自然時效的時間才使用這種特殊代號,如W1/2小時; 
            T代表熱處理后產生的穩定狀態(不同于F、O和H狀態),適用于經熱處理產生穩定狀態的產品(這種產品也可進行加工硬化),T字母總是綴有一位以上的阿拉伯數字;
    2、H的細分狀態:
            在字母H后面添加兩位阿拉伯數字(稱為H××狀態),或三位阿拉伯數字(稱為H×××狀態)表示H的更細分狀態。
            H后面的第一位數字表示獲得該狀態的基本處理程序,如下所示:
            H1——單純加工硬化狀態。適用于未經附加熱處理,只經加工硬化即獲得所需強度的產品。
            H2——加工硬化及不完全退火狀態。適用于加工硬化程度超過成品規定要求后,經不完全退火,使強度降低到規定指標的產品。對于室溫下自然時效軟化的合金,H2與對應的H3具有相同的最小極限抗拉強度值;對于其他合金,H2與對應的H1具有相同的最小極限抗拉強度值,但伸長率比H1稍高。
            H3——加工硬化及穩定化處理狀態。適用于加工硬化后經低溫熱處理或由于加工過程中的受熱作用致使其力學性能達到穩定的產品。H3狀態僅適用于在室溫下逐漸時效軟化(除非經穩定化處理)的合金。
            H4——加工硬化及涂層處理狀態。適用于加工硬化后,經涂層處理導致不完全退火的產品。
            H后面的第二位數字,表示產品的加工硬化程度,數字越大越硬。
    第二位數字1~9所表示的加工硬化程度如下:
            H×1——抗拉強度極限為0與H×2狀態的中間值(約1/8硬化)。
            H×2——抗拉強度極限為0與H×4狀態的中間值(約1/4硬化)。
            H×3——抗拉強度極限為H×2與H×4狀態的中間值。
            H×4——抗拉強度極限為0與H×8狀態的中間值(約1/2硬化)。
            H×5——抗拉強度極限為H×4與H×6狀態的中間值。
            H×6——抗拉強度極限為H×4與H×8狀態的中間值(約3/4硬化)。
            H×7——抗拉強度極限為H×6與H ×8狀態的中間值。
            H×8——全硬化狀態。
            H×9——超硬化狀態。最小抗拉強度極限值超過H×8狀態至少10Mpa。
    H×××狀態表示更加的細分狀態,其代號表達如下:
            H111——適用于最終退火后又進行了適量的加工硬化,但加工硬化程度不及H11狀態的產品。
            H112——適用于熱加工成形的產品。該狀態產品的力學性能有規定要求。
            H116——適用于鎂含量≥4.0%的5×××系合金制成的產。這些產品具有規定的力學性能和抗剝落腐蝕性能要求。
            花紋板的狀態代號——花紋板和其壓花前的板材狀態代號對照見下表:

    花紋板的
    狀態代號
    壓花前的板材
    狀態代號
    花紋板的
    狀態代號
    壓花前的板材
    狀態代號
    Hll4
    0
    Hl64
    H264
    H364
    Hl5
    H25
    H35
    H124
    H224
    H324
    H11
    H21
    H31
    Hl74
    H274
    H374
    Hl6
    H26
    H36
    Hl34
    H234
    H334
    Hl2
    H22
    H32
    H184
    H284
    H384
    Hl7
    H27
    H37
    Hl44
    H244
    H344
    Hl3
    H23
    H33
    Hl94
    H294
    H394
    Hl8
    H28
    H38
    Hl54
    H254
    H354
    Hl4
    H24
    H34
    Hl95
    H295
    H395
    Hl9
    H29
    H39

    3、T細分狀態:
            在字母T后面添加一位數字或多位數字表示T的細分狀態的說明與應用見下表:

    狀態代號
    說明與應用
    T0
    固溶處理后,經自然時效再通過冷加工的狀態
    適用于經冷加工提高強度的產品
    T1
    由高溫成形過程冷卻,然后自然時效至基本穩定的狀態
    適用于由高溫成形過程冷卻后,不再進行冷加工的產品
    T2
    由高溫成形過程冷卻,經冷加工后自然時效至基本穩定的狀態
    適用于由高溫成形過程冷卻后,進行冷加工,或矯直、矯平以提高強度的產品
    T3
    固溶處理后進行冷加工,再經自然時效至基本穩定的狀態
    適用于在固溶處理后,進行冷加工,或矯直、矯平以提高強度的產品
    T4
    固溶處理后自然時效至基本穩定的狀態
    適用于在固溶處理后,不再進行冷加工(可進行矯直、矯平,但不影響力學性能極限)的產品
    T5
    由高溫成形過程冷卻,然后進行人工時效的狀態
    適用于由高溫成形過程冷卻后,不經過冷加工(可進行矯直、矯平,但不影響力學性能極限)予以人工時效的產品
    T6
    固溶處理后進行人工時效的狀態
    適用于在固溶處理后,不再進行冷加工(可進行矯直、矯平,但不影響力學性能極限)的產品
    T7
    固溶處理后進行過時效的狀態
    適用于在固溶處理后,為獲取某些重要特性,在人工時效時,強度在時效曲線上越過了最高峰點的產品
    T8
    固溶處理后經冷加工,然后進行人工時效的狀態
    適用于經冷加工,或矯直、矯平以提高強度的產品
    T9
    固溶處理后進行人工時效,然后進行冷加工的狀態
    適用于經冷加工提高強度的產品
    T10
    由高溫成形過程冷卻,進行冷加工,然后進行人工時效的狀態
    適用于經冷加工,或矯直、矯平以提高強度的產品

            T××和T×××細分狀態代號的說明與應用見下表:

    狀態代號
    說明與應用
    T42
    適用于自0狀態或F狀態固溶處理后,經自然時效到充分穩定狀態的產品;也適用于需方對任何狀態的加工產品熱處理后,力學性能達到T42狀態的產品
    T62
    適用于自0狀態或F狀態固溶處理后,進行人工時效的產品;也適用于需方對任何狀態的加工產品熱處理后,力學性能達到T62狀態的產品
    T73
    適用于固溶處理后,經過時效以達到規定的力學性能和抗應力腐蝕性能指標的產品
    T74
    與T73狀態的定義相同。但T74狀態的抗拉強度大于T73狀態,而小于T76狀態
    T76
    與T73狀態的定義相同。T76狀態的抗拉強度高于T73和T74狀態,而抗應力腐蝕性能卻低于T73和T74狀態,但其抗剝落腐蝕性能仍較好
    T7×2
    適用于自0狀態或F狀態固溶處理后,進行人工過時效處理,力學性能和抗腐蝕性能達到了T7×狀態的產品
    T81
    適用于固溶處理后,經1%左右的冷加工變形提高強度,然后進行人工時效的產品
    T87
    適用于固溶處理后,經7%左右的冷加工變形提高強度,然后進行人工時效的產品

            消除應力狀態其代號是在上述T×狀態T× ×狀態或T× × ×狀態代號后面添加"51"、"510"、"511”、“52”,或“54”等數字,表示經過了消除應力處理的產品狀態說明與應用見下表:

    狀態代號
    說明與應用
    T×51
    T××5l
    T×××5l
    適用于固溶處理或自高溫成形過程冷卻后,按規定量進行拉伸的厚板、軋制或冷精整的棒材以及模鍛件、鍛坯或軋制環。這些產品拉伸后不再進行矯直厚板的永久變形量為1.5%~3%;軋制或冷精整的棒材的永久變形量為1%~3%;模鍛件、鍛坯或軋制環的永久變形量為1%~5%
    T×5lO
    T××510
    T×××510
    適用于固溶處理或自高溫成形過程冷卻后,按規定量進行拉伸的擠壓棒材、型材和管材,以及拉制管材。這些產品拉伸后不再進行矯直擠壓棒材、型材和管材的永久變形量為l%~3%;拉制管材的永久變形量為1.5%~3%
    T×511
    T××5ll
    T×××5ll
    適用于固溶處理或自高溫成形過程冷卻后,按規定量進行拉伸的擠壓棒材、型材和管材,以及拉制管材。這些產品拉伸后可略微矯直以符合標準公差擠壓棒材、型材和管材的永久變形量為l%~3%;拉制管材的永久變形量為1.5%~3%
    T×52
    T××52
    T×××52
    適用于固溶處理或自高溫成形過程冷卻后,通過壓縮來消除應力,以產生1%~5%的永久變形的產品
    T×54
    T××54
    T×××54
    適用于在終鍛模內通過冷整形來消除應力的模鍛件

    W的消除應力狀態:
            和T的消除應力狀態代號表示方法一樣,W的消除應力狀態代號也可在W狀態代號后面添加同樣的數字,如“51”、“52”、“54”等,以表示不穩定的固溶處理及消除應力狀態。
    四、鋁和鋁合金板帶的軋制及厚度:
            按軋制溫度可分為熱軋、溫軋(中溫軋制)和冷軋;按軋機排列方式可分為單機架軋制、半連續軋制和連續軋制,再按不同的鋁卷、板、帶、箔最終使用產品的不同,再經過重卷、退火、拉彎矯、橫剪、豎剪、分條、彩涂、壓花、沖壓、剪切、折邊、焊接、復合、粘貼、錨固等不同的工藝來制作不同的最終產品。
    鋁卷的厚度分類:
            厚度大于80mm稱為特厚板;厚度為4~80mm稱為厚板;厚度為0.2~4.0mm稱為薄板;厚度為小于0.2mm的稱為鋁箔。
    五、常用鋁卷、鋁板的材質和用途: 

    常用鋁卷、鋁板材質用途
    牌號狀態
    基材厚度(mm)
    抗拉強度Mpa
    延伸率%
    產品用途
    1060 O
    0.2~0.5
    60~100
    15~35
    要求耐蝕性于成形性比較高的場合,但對強度不高的零部件。如化工設備,船舶設備,鐵道油罐車,導電體材料,儀器儀表材料及印刷用PS版等。
    1060H18
    80~140
    1~6
    1060H12
    1100H16
    0.024~0.5
    130~165
    1~6
    用于加工需要有良好的成形性和高的抗蝕性。如鋁塑板面鋁、彩涂鋁等。還可以用于化工產品、食品工業裝置與貯存容器,深拉或旋壓凹形器皿,鋁箔餐盒容器,焊接零部件、熱交換器等。
    1100H18
    150
    3004H24
    0.5~1.0
    220~265
    12
    工業廠房屋面板用材、T彎達到90度折彎不開裂。要求比3003合金更高的的零部件:化工產品生產與儲存裝置、薄板加工件、建筑檔板、各種燈具零件等。
    3003H24
    0.024~0.5
    145~195
    16
    鋁塑板面、底鋁用材、運輸液體的槽與罐、壓力罐、儲存裝置、熱交換器、化工設備、飛機油箱、油路導管、反光板、廚房設備、航空鋁箔餐盒、洗衣機缸體等。
    3104H24
    0.28~0.5
    220~265
    2~6
    分條后窗簾成型料,表面一般用耐抗刮涂料。其他用途與3004類似。
    5052H18
    0.2~0.5
    270
    7~12
    用于有良好的成型加工性能,抗腐蝕性,可焊性,疲勞強度與中等的靜態強度。用于窗料用鋁(不需要折彎),還常制造飛機油箱,油管,以及交通車輛,船舶的鈑金件,儀表,街燈支架等。
    5052H32
    0.8~2.0
    310~380
    用于有良好的成型加工性能,抗腐蝕性,可焊性,疲勞強度與中等的靜態強度。主要用于般用于超強度用材,熱軋料可用于陽極氧化材料。用于飛機油箱、車輛及船舶鈑金件、儀表及集裝箱等。

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