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純鋁的密度小(ρ=2.7g/cm3),大約是鐵的 1/3,熔點低(660℃),鋁是面心立方結構,故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%),易于加工,可制成各種型材、板材,抗腐蝕性能好。但是純鋁的強度很低,退火狀態 σb 值約為8kgf/mm2,故不宜作結構材料。通過長期的生產實踐和科學實驗,人們逐漸以加入合金元素及運用熱處理等方法來強化鋁,這就得到了一系列的鋁合金。 添加一定元素形成的合金在保持純鋁質輕等優點的同時還能具有較高的強度,σb 值分別可達 24~60kgf/mm2。這樣使得其“比強度”(強度與比重的比值 σb/ρ)勝過很多合金鋼,成為理想的結構材料,廣泛用于機械制造、運輸機械、動力機械及航空工業等方面,飛機的機身、蒙皮、壓氣機等常以鋁合金制造,以減輕自重。采用鋁合金代替鋼板材料的焊接,結構重量可減輕50%以上。
以下是各種型號的應用領域:
5154 焊接結構、貯槽、壓力容器、船舶結構與海上設施、運輸槽罐。
5182 薄板用于加工易拉罐蓋,汽車車身板、操縱盤、加強件、托架等零部件。
5252 用于制造有較高強度的裝飾件,如汽車等的裝飾性零部件。在陽極氧化后具有光亮透明的氧化膜。
5254 過氧化及其他化工產品容器。
5356 焊接鎂含量大于3%的鋁-鎂合金焊條及焊絲。
5454 焊接結構,壓力容器,海洋設施管道。
5456 裝甲板、高強度焊接結構、貯槽、壓力容器、船舶材料。
5457 經拋光與陽極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件。
5652 過氧化及其他化工產品貯存容器。
5657 經拋光與陽極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件,但在任何情況下必須確保材料具有細的晶粒組織。
5A02 飛機油箱與導管,焊絲,鉚釘,船舶結構件。
5A03 中等強度焊接結構,冷沖壓零件,焊接容器,焊絲,可用來代替5A02合金。
5A05 焊接結構件,飛機蒙皮骨架。
5A06 焊接結構,冷模鍛零件,焊拉容器受力零件,飛機蒙皮骨部件。
5A12 焊接結構件,防彈甲板。
鑄件的氧化膜則形成了極易失效的脆弱面,鑄鋁合金力學性能的不均勻性恰恰就是由于這些氧化膜的存在而引起的,如果沒有這些氧化膜,不均勻性就會減少,鑄件性能的重復性就會優于鍛件,用X射線檢查時,這些氧化膜通常是不可見的,但必須做到事前而不要等事后發現時再去修補。
在熔融狀態下,可以利用熔劑的覆蓋來控制氧化物。這些熔劑一般為氯化鎂鹽。它們漂浮在熔液的表而上。但仍要定期從熔液表面氧化物,可以采用熔液通過過濾床的辦法從大熔爐中這些懸浮的氧化物雜質。較小規模生產時,可以在澆注系統中設置過濾器來氧化物。
為了防止在鑄件中形成氧化膜,則需要讓金屬以毫尤紊流的狀態進入到鑄型的型腔.對大多數鑄件來說,利用重力澆注的方法就不可能做到這一點,因為直澆道的水頭高度會加快流動速度從而發生紊流,所以一定要采用反重力法或液位模具澆注技術。這樣過濾器減緩金屬流動的速度,使其慢到足以防止氧化物產生。另外必須從底部注入模具的型腔,注入鑄件各個液位的次序電要精心設計好,以免發生“瀑布”——模具中液態金屬從較高液位掉落到較低的液位,從而在新生金屬表面形成氧化物。利用從底部注入模具的方法,液態金屬頂上的氧化層將升入到上砂箱層面的頂部并流入冒口的頂,這樣則不會損害鑄件。
很多鑄鋁合金都含有像鎂這樣的會慢慢與氧氣發生反應的元素,熔化的金屬保存時間過長,這些元素就會被逐漸氧化,導致鑄件的化學成分不達標,而其他一些合金元素,例如具有低氣化壓的鋅,還會從浴槽的表而蒸發。
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