铝合金在有色金属材料中用途最广,用量最多。但在某些环境条件下,材料性能有所改变。试验表明,在不同温度下,特别在高温下,铝合金复合材料的强度明显高于铝合金。
铝及铝合金的力学、热学、物理性能符号和含义 :
名称 符号 单位 含意 备注 。
比例极限 δp MPa 材料在拉伸过程中,应力与应变保持正比关系的最大应力。这个阶段的最大极限负荷Pp除以试棒的原始横截面积,即为比例极限 1 kgf/mm2 = 9.80665MPa。
1 MPa = 0.10197kgf/mm2。
英制:PSI :lb/in2
KPSI = 1000PSI
=6.896MPa 。
弹性极限 δe MPa 材料在受载过程中,未产生塑性变形的最大应力 。
拉 伸
弹 性 模 量 E GPa 金属承受拉伸载荷时,在弹性范围内,应力与应变成正比例关系时,这个比例系数为拉伸弹性模量 1 kgf/mm2 = 0.0098067GPa。
1GPa = 101.97162kgf/mm2 。
剪切
弹性模量 G GPa 金属在弹性范围内进行扭转试验时,外力和变形成比例地增长,即应力与应变成正比例关系时,这个比例系数称为剪切弹性模量 。
屈服强度 (条件屈服强度) δ0.2 MPa 在拉伸过程中,一般规定标距长度部分塑性变形量达到的原标距长度的规定数值时之负荷除以原始横截面积所得的应力,称为屈服强度或条件屈服强度。一般规定数值为拉伸试样原标距长度的0.2%,即用δ0.2表示 。
压缩屈服强度 (条件屈服强度) δ-0.2 MPa 试样在压缩过稆中,标距部分残余压缩达到原标距长度规定数值时的负荷除以原始横截面积所得的应力称为压缩屈服强度或条件压缩屈服强度。一般规定数值为压缩试样原标距长度的0.2%,由于受力方向与拉伸相反,故压缩屈服强度常用δ-0.2表示 。
抗剪强度 MPa 试样剪切时,在剪断面上所承受的最大负荷除以原始横截面积所得的应力,称为搞剪强度。表示材料在剪切力作用下抵抗破坏的最大能力。
抗拉强度 δb MPa 在单向均匀拉伸载荷作用下,断裂时材料的最大负荷除以原始横截面积所得的应力。
疲劳极限 δ-1 MPa 材料在重复交变应力作用下,承受过无限次循环而不产生断裂的最最大应力值 。
疲劳强度 δN
MPa 试样在交变应力作用下,在规定的循环次数内(如106、107、108次等),不至于产生断裂的最大应力值 。
伸长率
(延伸率) δ5
δ10 % 材料拉伸时,试样拉断后,其标距部分所增加的长度与原标距长度的百分比。
是标距为5倍直径时的伸长率,是标距为10倍直径时的伸长率 。
断面收缩率 ψ % 金属试样在拉断后,其缩颈处横截面积与原始横截面积的百分比 。
冲击韧度 αk J/cm2
或
kJ/m2 用一定尺寸和形状的U型缺口标准试样,在规定类型试验机上受冲击载荷折断时,试样刻槽处单位横截面积上所消耗的冲击功。它表示金属材料对冲击载荷的抵抗能力。 1 kgf•m/cm2 = 98.0665kJ/m2。
1kJ/m2 = 0.010197kgf/cm2 。
布氏硬度 HBS 用一定直径的淬硬钢球压入试样表面,并在规定载荷下保持一定时间,以其载荷除压痕面积所得的商表面材料的布氏硬度。其计算公式为。
HBS = 2P/лD[D – (D2-d2)1/2]。
P——载荷
D——压头直径,mm;
d——压痕直径,mm 通常由测得的压痕直径直接查表得硬度值 。
洛氏硬度 HRB
HRF 在洛氏硬度机上,用直径为1。58mm的淬硬钢球作压头,载荷为980N试验所得的硬度值。
用1.58mm淬硬钢球作压头,载荷为588N测得的洛氏硬度值 HRB常用作测量淬火时效后铝合金硬度值。
HRF用作测量铝合金煅件硬度 。
显微维氏硬度 HV 用夹角为136o的金刚石四棱锥压头以小于等于0.2kgf(常扩大至1kgf)的载荷压入试样,以单位面积上所受载荷表示材料的硬度值。仪器上装有金相显微镜,用于测量合金的显微组织和极薄表面层的硬度值 。
密度 ρ g/cm3或
kg/m3 金属材料单位体积的质量 。
熔点 ℃ 材料由固态转变为液态时的熔化温度 。
平均线膨系数 α
µm/(m•k) 物体的长度随温度变化而改变,在指定的温度范围内,每当温度升降1,其单位长度胀缩的长度称平均线膨胀系数 膨胀及收缩率计算式见表1-5 。
热导率
(导热系数) λ W/(m•℃) 表示物体导热的能力。以物体内维持单位温度梯度(ΔL/ΔT)时,在单位时间(t)内流经垂直于热流方向的单位面积(A)上的热量(Q)表示 1 cal/(s•cm•℃) = 418.68W/(m•℃)。
λ=1/A•Q/t•ΔL/ΔT 。
比热容 С
J/(kg•K)
或
J/(kg•℃) 将单位质量的物质在等压过程(或等容过程)中温度升高1K度时吸收的热量或温度降低1K度放出的热量 1 kcal/(kg•K) = 4186.8J(kg•K)。
1 kcalth/(kg•K) = 4186.8J(kg•K)。
电阻率
(比电阻电阻系数) ρ Ω•m。
чΩ•m
nΩ•m 表征物质导电能力的一个物理常数,它等于长1m、横截面为1mm2 的导线两端间的电阻,也可用一个单位立方体的两平等端面间的电阻表示 1µΩ•cm = 10-8Ω•m。
1nΩ•cm = 10-9Ω•m。
电导率 λ S/m 电阻率的倒数叫电导率。在数值上它等于导体维持单位电位梯度时,流过单位面积的电流 。
电阻温度
系数 αp ℃-1 温度每升1℃,材料电阻率的改变量与原电阻率之比 。
表1—2为铝及铝合金的膨胀与收缩率计算式。表中L0为0℃时的长度;Lt 为在给定定温度范围内,t ℃时的长度;C为合金常数,其数值在表达1—3中列出。
表1—2 铝及铝合金的膨胀率与收缩率计算式。
温度范围,℃ t ℃时的长度 。
-196 ~ 0
0 ~500
-60 ~ 10 Lt = L0[1+C(20.83t – 0.01177t2 - 0.0001446t3) x 10-6]。
Lt = L0[1+C(22.29t + 0.01009t2 ) x 10-6]。
Lt = L0[1+C(22.16t + 0.01219t2 ) x 10-6]。
铝矾土的相关内容
1、概述:
铝矾土是用来生产氧化铝(alumina)和铝(aluminium)的一种自然界存在的不均匀的物质。铝矾土的主要成份包括三水铝矿(gibbsite)、薄水铝矿(boehmite)和水铝石(diaspore)。
2、用途:
全球开采出来得铝矾土,超过85%是用来生产氧化铝,继而生产金属铝。10%用于生产非金属使用的氧化铝,剩余的用于非冶练铝矾土应用。
3、分布:
澳大利亚是世界上拥有铝矾土资源最多的国家,其次是几内亚,巴西,牙买加,中国,印度。我国山西省铝矾土资源最多,其储量占全国储量的41%,贵州、广西、河南次之;生产铝矾土熟料主要在山西、河南和贵州,次为湖南、广西等地区。
4、铝矾土熟料:
耐火材料行业所称的铝矾土通常是指煅烧后Al2O3>=48%、而含Fe2O3较低的铝土矿,高铝矾土熟料是经过煅烧的铝矾土矿。熟料为灰白浅黄及深灰色,它主要用于高铝质耐火材料,也可用来制作电熔棕刚玉。 高铝矾土熟料是按AL2O3含量及Fe2O3、TiO2、CaO+MgO、K2O+Na2O等杂质含量和熟料体积密度与吸水等项指标来分级的。
5、铝土矿及铝矾土熟料标准:
铝土矿石 YB/T5057-93。
本标准适用于供生产氧化铝、刚玉型研磨材料和高铝水泥等用的由。
含水氧化铝、氧化镁与氧化硅等所组成的铝土矿石。
1)、产品按其化学成分分为七个品级,各级应符合表1的规定:
表1。
品级
化学成分
用途举例
Al2O3:SiO2
(铝硅比)
不小于
Al2O3
%
不小于
一级品
12
73
69
66
60
刚玉型研磨材料
高铝水泥、氧化铝
氧化铝
氧化铝
氧化铝
二级品
9
71
67
64
50
高铝水泥、氧化铝
氧化铝
氧化铝
氧化铝
三级品
7
69
66
62
氧化铝
氧化铝
氧化铝
四级品
五级品
六级品
七级品
5
4
3
6
62
58
54
48
氧化铝
氧化铝
氧化铝
氧化铝
注:一~六级品适用于一水硬铝石型矿石;七级口适用于三水铝石型矿石。
2)、根据铝土矿其他质量指标,分为不同类型,列于表2。
。
表2。
铝矾土类型
质量指标名称
质量指标值,%
低铁型
含铁型
中铁型
高铁型
Fe2O3
<3
3~6
6~15
>15
低硫型
中硫型
高硫型
S
<0.30
0.30~0.80
>0.80
3)、用作高铝水泥的铝土矿石,其中含Fe2O3<2.5%,TiO2<3.5%,R2O<1.0%,MgO<1.0%。
4)、用作刚玉型研磨材料的铝土矿石,其中含 FeO3<5.0%,Al2O3/SiO2>=15,TiO2<5.0%,CaO+MgO<=1.0%。
5)、铝土矿石块度不得大于400mm。用作刚玉型研磨材料时,其块度为20~300mm。
6)、铝土矿石中不得混入粘土、石灰岩等外来杂物。
优质高铝矾土熟料 YB/T5179-93。
本标准适用于耐火材料用的高铝矾土熟料产品。
1)、产品按理化指标分为下列牌号。
牌号
化学组成%
体积密度 g/cm
吸水率 %
Al2O3
Fe2O3
Ti2O
CaO+MgO
K2O+Na2O
GA1-88
>=88
<=1.5
<=4.0
<=0.4
<=0.4
>=3.15
<=4
GA1-85
>=85
<=1.8
<=4.0
<=0.4
<=0.4
>=3.10
<=4
GA1-80
>=80
<=2.0
<=4.0 &, lt;, /SPAN>。
<=0.5
<=0.5
>=2.90
<=5
GA1-70
>70--80
<=2.0
-
<=0.6
<=0.6
>=2.75
<=5
GA1-60
>60--70
<=2.0
-
<=0.6
<=0.6
>=2.65
<=6
GA1-50
>50--60
<=2.5
-
<=0.6
<=0.6
>=2.45
<=6
2)、回转窑煅烧的产品通过5mm标准筛的筛下料不超8%,其他窑。
煅烧的矾土产品通过10mm标准筛筛下料不超过10%。200-100mm的块料不超过10%。
3)、产品中杂质的含量不超过10%。
4)、同一牌号产品中混入其他牌号的量不超过10%。
5)、产品不得混入石灰石、黄土及其他高钙、高铁等外来夹杂物。
对应的是:6060铝合金,美国变形铝及铝合金。6000系铝合金特点:以镁和硅为主。Mg2Si为主要强化相,目前应用最广泛的合金。
6063、6061用的最多、其它6082、6160、6125、6262、6060、6005、6463。 6063、6060、6463在6系中强度比较低。
6262、6005、6082、6061在6系中强度比较高。特性:中等强度,耐腐蚀性能好,焊接性能好,工艺性能好(易挤压出成形)氧化着色性能好。
扩展资料
铝合金通常使用铜、锌、锰、硅、镁等合金元素,20世纪初由德国人Alfred Wilm发明,对飞机发展帮助极大,一次大战后德国铝合金成分被列为国家机密。跟普通的碳钢相比有更轻及耐腐蚀的性能,但抗腐蚀性不如纯铝。在干净、干燥的环境下铝合金的表面会形成保护的氧化层。
造成电偶腐蚀(Galvanic corrosion)加速的情况有:铝合金与不銹钢接触的情况、其他金属的腐蚀电位比铝合金低或是在潮湿的环境下。如果铝和不銹钢要一同使用必须在有water-containing systems或是户外安装两金属间电子或电解隔离。
铝合金的成分需要向美国铝业协会(Aluminium Association,AA)注册。许多组织公布更具体制造铝合金的标准。
包括美国汽车工程协会(Society of Automotive Engineers,SAE)特别是航空标准,还有美国材料试验协会(American Society for Testing and Materials,ASTM)。
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶 铝合金及化学工业中已大量应用。
随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展,对铝合金焊接结构件的需求日益增多,使铝合金的焊接性研究也随之深入。
铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展,同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域,因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。
纯铝的密度小(ρ=2.7g/cm3),大约是铁的 1/3,熔点低(660℃),铝是面心立方结构,故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%)。
易于加工,可制成各种型材、板材。抗腐蚀性能好;但是纯铝的强度很低,退火状态 σb 值约为8kgf/mm2,故不宜作结构材料。
通过长期的生产实践和科学实验,人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝,这就得到了一系列的铝合金。
添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度,σb 值分别可达 24~60kgf/mm2。
这样使得其“比强度”(强度与比重的比值 σb/ρ)胜过很多合金钢,成为理想的结构材料,广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面,飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造,以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的焊接,结构重量可减轻50%以上。
参考资料来源:百度百科-6060铝合金。
1、“6063”代表了主要的添加合金元素、含量或杂质成分含量经修改的合金、原合金或个别合金的代号。
2、“T5”代表了采用了热处理工艺技术。
铝合金牌号命名时,四位字符体系牌号的第一、三、四位为阿拉伯数字,第二位为英文大写字母(C、I、L、N、O、P、Q、Z字母除外)。牌号的第一位数字表示铝及铝合金的组别。除改型合金外,铝合金组别按主要合金元素来确定。
扩展资料
“铝型材”材料的特性:
1、抗腐蚀性
铝型材的密度只有2.7g/cm3,约为钢、铜或黄铜的密度(分别为7.83g/ cm3,8.93g/ cm3),的1/3。在大多数环境条件下,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。
2、热导量率
铝合金的热导量率大约是铜的50-60%,这对制造热交换器、蒸发器、加热电器、炊事用具,以及汽车的缸盖与散热器皆为有利。
3、非铁磁性
铝型材是非铁磁性的,这对电气工业和电子工业而言是一重要特性。铝型材是不能自燃的,这对涉及装卸或接触易燃易爆材料的应用来说是重要的。
参考资料来源:百度百科--铝合金牌号。
参考资料来源:北京科技大学--美国金属材料牌号表示方法简介。
化学式:Al。
铝(Aluminium)是一种金属元素,元素符号为Al,是一种银白色轻金属。有延展性。商品常制成棒状,片状,箔状,粉状,带状和丝状。
在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝粉在空气中加热能猛烈燃烧,并发出眩目的白色火焰。
含量分布:
地壳中含量最丰富的金属元素,含量8.3%。主要以铝硅酸盐矿石存在,还有铝土矿和冰晶石。氧化铝为一种白色无定形粉末,它有多种变体,其中最为人们所熟悉的是α-AlO和β-AlO。
自然界存在的刚玉即属于α-AlO,它的硬度仅次于金刚石,熔点高、耐酸碱,常用来制作一些轴承,制造磨料、耐火材料。如刚玉坩埚,可耐1800℃的高温。AlO由于含有不同的杂质而有多种颜色。例如含微量Cr(III)的呈红色,称为红宝石;含有Fe(II),Fe(III)或Ti(IV)的称为蓝宝石。
铝是一种轻金属,化学符号为Al,原子序数:13。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅,居第三位,是地壳中含量最丰富的金属元素,其蕴藏量在金属中居第2位。在金属品种中,仅次于钢铁,为第二大类金属。