铝合金基础教材第一编

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1、1．概述1．1铝的历史1782年，法国化学家A.L.拉博瓦着发现了矾土（即今天的氧化铝）具有金属氧化物的性能，并将这种金属命名为铝（Alumine）1807年英国电化学家，得彼用电化学方法将矾土分离，确认了金属铝的存在，将其命名为Alumium,之后，又叫Aluminum,又称为Aluminium。1854年，法国戴维用纳作还原剂炼铝，在拿破仑三世支持下建立了炼铝厂。1886年，美国霍尔，法国郝鲁特发明熔盐电解炼铝法，用冰晶石作溶剂，将氧化铝溶解，然后电解。1887年，澳大利亚拜尔用湿式碱法发明了氧化铝提取方法，结合熔盐

2、电解，确立了从矾土到金属铝的现代铝生产方法。-21-1．2世界各国的原铝生产及消费-21-主要国铝产业及日本各领域铝材用量-21--21-1．3我国铝锭，铝材，铝型材产量（表1）单位：万吨年份19961997199819992000200120022003铝锭190．1217．8233．6281．0289．9342．5435．8556．3铝材162．0176．1147．1176．6217．7230．5298．8铝型材82．888．638．346．257．8106．7176．01．4我国铝型材发展的三个阶段（表2）阶段特征

3、标志1952年~1979年为奠基阶段因国家军事发展需要，建立了以生产军品为主的铝加工厂。东北轻合金加工厂1956年投产，西南铝加工厂60年末投产，西北铝加工70年代初产。1980年~1992年为调整发展阶段随着民用建筑材料市场发展需要，（用铝窗代替木窗，钢窗）涌现一批国营、民营铝型材厂，铝加工从军品转向民品为主。广东铝材厂的大量建成。1992年~至今为高速发展阶段民用建筑材与交通运输材相结合的格局。国内几大铝加工厂如：兴发，亚洲，金桥，忠旺，丛林，等大型企业形成。1．5我国铝型材行业资料1）目前有铝型材企业约650家2）

4、挤压机为2500台，其中2000吨以上57台，5000吨以上8台，8000吨以上4台。3）拥有表面处理生产线约600余条。4）产品结构：建筑铝型材：工业铝型材=7：32．有关铝产业在公元前5000～3000年就开始使用铁、铜，但直到100年前才运用到铝，所以铝被称之为年轻的金属。铝因其性质优良而广泛用到高层建筑建材，车辆，船舶，电气通信器材，金属材料，在其越来越广泛应用的同时，其产量也仅次于铁而成为居第二位的金属。铝为什么如此引起注目呢，是因为其比重轻﹑易加工。如：以挤压制造出的窗框，不经过焊接，弯曲等工艺，就能通过简单

5、的组立、-21-较低的成本制作成形状复杂且精密的物品。又如，用锻造法制作出的具有高品质的铝部品，作汽车配件有利于汽车的轻量化。铝是可回收的金属，废铝再生简单，不必消耗像电解铝那么多能源，价值也高，使用铝对资源环境都有十分重要的意义。如上所述铝在降低输送机构的能耗及提升效率，使其科技水平提高，提高人民生活水平，扩大耐用消费领域，废物的再生利用，节约资源等方面都将是十分看好的金属材料。下图为和胜铝制品厂型材断面图例-21-3．铝的特征铝（99.996％）的物理性质如下表所示。但含有不纯物或添加不同元素时，其性质会发生变化。像

6、这种铝及铝合金的特征将在后文进行介绍。《在室温下纯铝（99.996％）的性质》项目数值CGS制SI单位制原子量26.98原子序号13晶体结构面心立方晶格常数4.096×10－8cm☆密度2.70(g/cm3)☆线膨胀系数23.7×10－6/deg23.7×10－6/K☆融点660.4℃融解热94.6cal/g10.7KJ/mol沸点2470℃蒸发热2576cal/g291KJ/mol比热0.215cal/(g·deg)24.3J/(K·mol)☆热传导率0.566cal/(cm·s·deg)237W/(m·K)☆电传导率

7、37.66/(Ω·mm2)37.66Sm/mm2比电阻0.02655Ω·mm2/m电阻温度系数4.2×10－3电化学当量0.3354g/(A·h)磁化率0.61×10－6cm3/g☆杨氏率6.97×103kgf/mm268.3×109N/m2刚性率2.60×103kgf/mm225.5×109N/m2☆泊松比0.34-21--21-3．1轻量铝的比重约2.70，在实用合金材料中仅次于镁（1.74），大约是铁（7.87），铜(8.96)的1/3，作为在一般所使用的金属中最轻的金属，在航空机，船舶，车辆等的交通机械，建筑，土

8、木等领域起着轻量化的作用。3．2硬度高在铝中添加各种元素后，进行加工或者热处理，能控制强度。除此外，依合金的种类，性质区别，抗拉强度可变范围为7～60Kgf/mm2可依照用途选用比强度的材质。比强度＝抗拉强度/比重3．3良好的加工性因延展性好，能够简单制作出板，金属薄片，棒，管，形材等各种形状的制品。除此外切削，锻造