物質(zhì)的用途在很大程度上取決于物質(zhì)的性質(zhì)。由于鋁有多種優(yōu)良性能,因而鋁有著極為廣泛的用途。
(1)鋁的密度很小,僅為2.7g/cm,雖然它比較軟,但可制成各種鋁合金,如硬鋁、超硬鋁、防銹鋁、鑄鋁等。這些鋁合金廣泛應(yīng)用于飛機、汽車、火車、船舶等制造工業(yè)。此外,宇宙火箭、航天飛機、人造衛(wèi)星也使用大量的鋁及其合金。例如,一架超音速飛機約由70%的鋁及其合金構(gòu)成。船舶建造中也大量使用鋁,一艘大型客船的用鋁量常達幾千噸。
(2)鋁的導(dǎo)電性僅次于銀、銅,雖然它的導(dǎo)電率只有銅的2/3,但密度只有銅的1/3,所以輸送同量的電,鋁線的質(zhì)量只有銅線的一半。鋁表面的氧化膜不僅有耐腐蝕的能力,而且有一定的絕緣性,所以鋁在電器制造工業(yè)、電線電纜工業(yè)和無線電工業(yè)中有廣泛的用途。
(3)鋁是熱的良導(dǎo)體,它的導(dǎo)熱能力比鐵大3倍,工業(yè)上可用鋁制造各種熱交換器、散熱材料和炊具等。
(4)鋁有較好的延展性(它的延展性僅次于金和銀),在100℃~150℃時可制成薄于0.01mm的鋁箔。這些鋁箔廣泛用于包裝香煙、糖果等,還可制成鋁絲、鋁條,并能軋制各種鋁制品。
(5)鋁的表面因有致密的氧化物保護膜,不易受到腐蝕,常被用來制造化學(xué)反應(yīng)器、醫(yī)療器械、冷凍裝置、石油精煉裝置、石油和天然氣管道等。
(6)鋁粉具有銀白色光澤(一般金屬在粉末狀時的顏色多為黑色),常用來做涂料,俗稱銀粉、銀漆,以保護鐵制品不被腐蝕,而且美觀。
(7)鋁在氧氣中燃燒能放出大量的熱和耀眼的光,常用于制造爆炸混合物,如銨鋁炸藥(由硝酸銨、木炭粉、鋁粉、煙黑及其他可燃性有機物混合而成)、燃燒混合物(如用鋁熱劑做的炸彈和炮彈可用來攻擊難以著火的目標(biāo)或坦克、大炮等)和照明混合物(如含硝酸鋇68%、鋁粉28%、蟲膠4%)。
(8)鋁熱劑常用來熔煉難熔金屬和焊接鋼軌等。鋁還用做煉鋼過程中的脫氧劑。鋁粉和石墨、二氧化鈦(或其他高熔點金屬的氧化物)按一定比率均勻混合后,涂在金屬上,經(jīng)高溫煅燒而制成耐高溫的金屬陶瓷,它在火箭及導(dǎo)彈技術(shù)上有重要應(yīng)用。
(9)鋁板對光的反射性能也很好,反射紫外線比銀強,鋁越純,其反射能力越好,因此常用來制造高質(zhì)量的反射鏡,如太陽灶反射鏡等。
(10)鋁具有吸音性能,音響效果也較好,所以廣播室、現(xiàn)代化大型建筑室內(nèi)的天花板等也采用鋁。
鋁的分類
(1)純鋁:純鋁按其純度分為高純鋁、工業(yè)高純鋁和工業(yè)純鋁三類。焊接主要是工業(yè)純鋁,工業(yè)純鋁的純度為99.7%^}98.8%,其牌號有L1、L2、L3、L4、L5、L6等六種。
<2)鋁合金:往純鋁中加入合金元素就得到了鋁合金。根據(jù)鋁合金的加工工藝特性,可將它們分作形變鋁合金和鑄造鋁合金兩類。形變鋁合金塑性好,適宜于壓力加工。
形變鋁合金按照其性能特點和用途可分為防銹鋁
主要鋁合金牌號有:1024、2011、6060、6063、6061、6082、7075
鋁的牌號:
1×××系列為:純鋁(鋁含量不小于99.00%)
2×××系列為:以銅為主要合金元素的鋁合金
3×××系列為:以錳為主要合金元素的鋁合金
4×××系列為:以硅為主要合金元素的鋁合金
5×××系列為:以鎂為主要合金元素的鋁合金
6×××系列為:以鎂為主要合金元素并以Mg2Si相為強化相的鋁合金
7×××系列為:以鋅為主要合金元素的鋁合金
8×××系列為:以其他元素為主要合金元素的鋁合金
9×××系列為:備用合金組
牌號的第二位字母表示原始純鋁或鋁合金的改型情況,最后兩位數(shù)表示,牌號的最后兩位數(shù)字以標(biāo)識同一組中不同的鋁合金或表示鋁的純度。
1×××系列牌號的最后兩位數(shù)表示為:最低鋁含量的百分點。牌號的第二位的字母表示原始純鋁的改型情況。
2×××~8×××系列牌號的最后兩位數(shù)沒有特殊意義,僅用來區(qū)分:同一組中不同的鋁合金。牌號的第二位字母表示原始純鋁的改型情況。
*鋁和鋁合金的狀態(tài):
代號F××為:自由加工狀態(tài)
O××為:退火狀態(tài)
H××為:加工硬化狀態(tài)
W××為:固熔熱處理狀態(tài)
T××為:熱處理狀態(tài)(不同于F、O、H狀態(tài))
*H××的細分狀態(tài):
H后面的第一位數(shù)字表示:獲得該狀態(tài)的基本處理程序,如下所示。
H1:單純加工硬化狀態(tài)
H2:加工硬化及不完全退火的狀態(tài)
H3:加工硬化及穩(wěn)定化處理的狀態(tài)
H4:加工硬化及涂漆處理的狀態(tài)
H后面的第二位數(shù)字:表示產(chǎn)品的加工硬化程度。如:0~9代表加工硬化程度越來越硬。
*鋁合金板帶材的軋制:
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(xù)軋制和連續(xù)軋制。
*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
*鋁卷長度的計算方式:
重量1000kg÷鋁密度(2.71)÷寬度÷厚度=鋁卷的每噸長度
*鋁卷異形規(guī)格的起訂量:
每爐鋁為6~8噸,鋁卷起訂量為6~8噸之間
*彩涂鋁卷板質(zhì)量好壞的鑒別:
表面壓痕、印痕、凹凸等殘跡:不明顯
漏涂、穿透涂層的損傷等:不允許
波紋:不允許鼓泡(≤10mm):不允許
疵點(≤3mm):≤3mm個/m2
劃傷:不允許
擦傷:不允許
色差:不明顯
鋁及其合金
純的鋁很軟,強度不大,有著良好的延展性,可拉成細絲和軋成箔片,大量用于制造電線、電纜、無線電工業(yè)以及包裝業(yè)。它的導(dǎo)電能力約為銅的三分之二,但由于其密度僅為銅的三分之一,因而,將等質(zhì)量和等長度的鋁線和銅線相比,鋁的導(dǎo)電能力約為銅的二倍,且價格較銅低,所以,野外高壓線多由鋁做成,節(jié)約了大量成本,緩解了銅材的緊張。
鋁的導(dǎo)熱能力比鐵大三倍,工業(yè)上常用鋁制造各種熱交換器、散熱材料等,家庭使用的許多炊具也由鋁制成。與鐵相比,它還不易銹蝕,延長了使用壽命。鋁粉具有銀白色的光澤,常和其它物質(zhì)混合用作涂料,刷在鐵制品的表面,保護鐵制品免遭腐蝕,而且美觀。由于鋁在氧氣中燃燒時能發(fā)出耀眼的白光并放出大量的熱,又常被用來制造一些爆炸混合物,如銨鋁炸藥等。
冶金工業(yè)中,常用鋁熱劑來熔煉難熔金屬。如鋁粉和氧化鐵粉混合,引發(fā)后即發(fā)生劇烈反應(yīng),交通上常用此來焊接鋼軌;煉鋼工業(yè)中鋁常用作脫氧劑;光潔的鋁板具有良好的光反射性能,可用來制造高質(zhì)量的反射鏡、聚光碗等。鋁還具有良好的吸音性能,根據(jù)這一特點,-些廣播室,現(xiàn)代化大建筑內(nèi)的天花板等有的采用了鋁。純的鋁較軟,1906年,德國冶金學(xué)家維爾姆在鋁中加入少量鎂、銅,制得了堅韌的鋁合金,后來,這一專利為德國杜拉公司收買,所以鋁又有“杜拉鋁”之稱,在以后幾十年的發(fā)展過程中,人們根據(jù)不同的需要,研制出了許多鋁合金,在許多領(lǐng)域起著非常重要的作用。
在某些金屬中加入少量鋁,便可大大改善其性能。如青銅鋁(含鋁4%~15%),該合金具有高強度的耐蝕性,硬度與低碳鋼接近,且有著不易變暗的金屬光澤,常用于珠寶飾物和建筑工業(yè)中,制造機器的零件和工具,用于酸洗設(shè)備和其它與稀硫酸、鹽酸和氫氟酸接觸的設(shè)備;制作電焊機電刷和夾柄;重型齒輪和蝸輪,金屬成型模、機床導(dǎo)軌、不發(fā)生火花的工具、無磁性鏈條、壓力容器、熱交換器、壓縮機葉片、船舶螺旋槳和錨等。在鋁中加入鎂,便制得鋁鎂合金,其硬度比純的鎂和鋁都大許多,而且保留了其質(zhì)輕的特點,常用于制造飛機的機身,火箭的箭體;制造門窗、美化居室環(huán)境;制造船舶。
滲鋁,是鋼鐵化學(xué)熱處理方法的一種,使普通碳鋼或鑄鐵表面上形成耐高溫的氧化鋁膜以保護內(nèi)部的鐵。鋁是一種十分重要的金屬,然而,許多含鋁化會物對人類的作用也是非常重大的。