02铝及铝合金基础知识

铝及铝合金基础知识品管培训课程一铝及铝合金应用铝及铝合金基础知识二铝板带生产流程三铝板带产品介绍四第一章铝和铝合金的应用现如今铝合金在我们生活的各个方面都得到了广泛地应用为什么用户会选择铝合金产品？密度低导电性好强度高表面光亮隔绝气体表面可喷漆或阳极氧化处理成型性好热传导率高可焊接抗腐蚀抗冲击性好可回收再利用材料与竞争铝罐塑料、玻璃、钢瓶盖塑料、钢建筑材料木材、塑料包装箔纸、塑料汽车钢、塑料功能上的优势密度轻、抗腐蚀耐火尺寸均匀性好隔绝水、气、光表面与外观成型性好循环再利用环保加工成本低大规模生产成本低可连续铸造铝的性能优势密度低(是钢的1/3)用铝替代钢，通过合理的结构设计，构件重量可减轻50%力学性能较好有较好的强度、塑性配比导电率高(是铜的65%)与铜相比，相通重量的铝可以承载两倍的电流良好的耐腐蚀性(不易生锈)在特殊环境中选用铝合金无磁性隔绝氧、光热传导率高(是钢的5倍)对于包装和热交换器等应用很重要铝产品的多样性优势•通过不同的合金和热处理工艺可制备出多种-高强度结构件-具有良好柔韧性的包装用材料•产品种类多种多样-铸件-锻件-铝箔-挤压件/管-板带-粉末•按照用户需求进行表面加工-轧态-机加工-叠片-阳极氧化-焊接-抛光-喷漆/涂层-粘结•回收利用无污染第二章铝和铝合金的基础知识不同应用场合对性能的要求各不相同加工工艺性能的各不相同提高产品在某方面性能可能会牺牲其它方面的性能强度表面质量耐腐蚀性成本疲劳成型性连接屈服强度表面精饰箔密封印刷光亮板铝塑复合管汽车建筑型材罐身/盖2.1变形铝合金的分类按化学成分和加工方式分铸造铝合金和变形铝合金按热处理方式分1.热处理可强化的铝合金2.热处理不可强化的铝合金按合金性能及用途分1.纯铝----1xxx系2.防锈铝----3xxx系、5xxx系3.硬铝----2xxx系4.超硬铝----7xxx系5.锻铝----6xxx系6.焊铝----4xxx系7.其他铝----8xxx系、9xxx系2.1.1按成分、加工方式分类2.1.2按化学元素及热处理方式分类：不可热处理强化合金1xxx系、3xxx系、4xxx系、5xxx系主要依靠冷作硬化改变其力学性能。可热处理强化合金2xxx系、6xxx系、7xxx系主要依靠热处理工艺改变其力学性能。2.2铝合金的牌号1xxx纯度为99.00%以上的纯铝2xxx以铜为主要合金元素的铝合金3xxx以锰为主要合金元素的铝合金4xxx以硅为主要合金元素的铝合金5xxx以镁为主要合金元素的铝合金6xxx以镁和硅为主要合金元素的铝合金7xxx以锌（和镁）为主要合金元素的铝合金8xxx以其它合金元素为主要合金元素的铝合金合金系从原始合金中发生了改变或或杂质控制标准区分号或纯度5xxx5x52合金牌号演化方式5052(1954年重名命)52S(1933)SiFeCuMnMgCr0.250.400.100.102.2-2.80.15-0.355152(1963)非常用铝合金5252(1961)低Fe;不含Cr5352(1971)不含Cr刚性包装用铝板5552(1986)铁硅含量极低；不含Cr汽车精饰镶边5652(1954年以前)低Cu,Mn汽车精饰镶边纯铝：1XXX系列为纯铝中添加少量铜元素形成，具有极佳的成形加工特性、高耐腐蚀性、良好的焊接性和导电性。1XXX系列铝合金广泛应用于对强度要求不高的产品，如化工仪器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零件、热交换器、钟表面及盘面、铭牌、厨具、装饰品、反光器具等。1A991A971A951A931A901A851A801A80A10701070A1370A106010501050A1A501350114513501A301160120012351050食品、化学和酿造工业用挤压盘管，各种软管，烟花粉1060要求抗蚀性与成形性均高的场合，但对强度要求不高，化工设备是其典型用途1100用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部件，例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具1235广泛用于食品、饮料、香烟、药品、照相底板、家庭日用品等，通常用作其包装材电解电容器材料；建筑、车辆、船舶、房屋等的绝热材料；还可以作为装饰的金银线、壁纸以及各类文具印刷品和轻工产品的装潢商标等。典型牌号变形铝合金的用途3系列：3XXX系列为AL-Mn系合金，是应用最广的一种防锈铝，这种合金的强度不高（稍高于工业纯铝），不能热处理强化，故采用冷加工方法来提高它的力学性能：在退火状态有很高的塑性，在半冷作硬化时塑性尚好，冷作硬化时塑性低，耐腐蚀好，焊接性良好，可切削性能不良。用途主要用于要求高的可塑性和良好的焊接性，在液体或气体介质中工作的低载荷零件，如邮箱，汽油或润滑油导管，各种液体容器和其他用深拉制作的小负荷零件：线材用来做铆钉3XXX系列铝板成形性、溶接性、耐蚀性均良好。用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件，或既要求有这些性能又需要有比1XXX系合金强度高的工作，如厨具、食物和化工产品处理与贮存装置，运输液体产品的槽、罐，以薄板加工的各种压力容器与管道一般器物、散热片、化妆板、影印机滚筒、船舶用材。3A21300331033004300531053003用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件，或既要求有这些性能又需要有比1XXX系合金强度高的工作，如厨具、食物和化工产品处理与贮存装置，运输液体产品的槽、罐，以薄板加工的各种压力容器与管道3004/3104全铝易拉罐罐身，要求有比3003合金更高强度的零部件，化工产品生产与贮存装置，薄板加工件，建筑加工件，建筑工具，各种灯具零部件3105房间隔断、档板、活动房板、檐槽和落水管，薄板成形加工件，瓶盖、瓶塞等建筑装饰件。阳极氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮，并与6063合金的色调协调一致典型牌号变形铝合金的用途5系列：①5XXX系列是高镁合金（5A06（LF6)5A05（LF5）,在不可热处理合金中强度良好，耐蚀性、可切削性良好。阳极化处理后表面美观。电弧焊性能良好。5XXX系列合金中的主要合金元素为镁，具有良好的抗蚀性与可焊接性能，以及中等强度。优良的抗腐蚀性能使5XXX系列合金广泛用于海事用途如船舶，以及汽车、飞机焊接件、地铁轻轨，需严格防火的压力容器（如液体罐车、冷藏车、冷藏集装箱）、制冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹零件、装甲等。②5XXX系列属于Al-Mg-Si系合金（5083《LF4》、5754、5052）,使用范围广泛,特别是建筑业离不开此合金，是最有前途的合金。耐蚀性好，焊接性优良，冷加工性较好，并具有中等强度。5XXX系列的主要合金元素为镁，具有良好的成形加工性能、抗蚀性、焊接性，中等强度，用于制造飞机油箱、油管、以及交通车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉、五金制品、电器外壳等。③AL-Mn系合金，是应用最广的一种防锈铝，这种合金的强度高，特别是具有抗疲劳强度：塑性与耐腐蚀性高，不能热处理强化，，在半冷作硬化时塑性尚好，冷作硬化时塑性低，耐腐蚀好，焊接性良好，可切削性能不良，可抛光。用途主要用于要求高的可塑性和良好的焊接性，在液体或气体介质中工作的低载荷零件，如油箱，汽油或润滑油导管，各种液体容器和其他用深拉制作的小负荷零件：线材用来做铆钉.50055A015A025A035A055A065B065A125A305A335A415A425A665005501950505251505251545154A54545154A57545056535654565082518250865754典型牌号变形铝合金的用途5005与3003合金相似，具有中等强度与良好的抗蚀性。用作导体、炊具、仪表板、壳与建筑装饰件。阳极氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮，并与6063合金的色调协调一致5050薄板可作为致冷机与冰箱的内衬板，汽车气管、油管与农业灌溉管；也可加工厚板、管材、棒材、异形材和线材等5052此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度与中等的静态强度，用于电子产品外壳、机柜，制造飞机油箱、油管，以及交通车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉、五金制品等5056镁合金与电缆护套铆钉、拉链、钉子等；包铝的线材广泛用于加工农业捕虫器罩，以及需要有高抗蚀性的其他场合5083用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，诸如舰艇、汽车和飞机板焊接件；需严格防火的压力容器、致冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹元件、装甲5086用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，例如舰艇、汽车、飞机、低温设备、电视塔、钻井装置、运输设备、导弹零部件与甲板等5182薄板用于加工易拉罐盖，汽车车身板、操纵盘、加强件、托架等零部件5252用于制造有较高强度的装饰件，如汽车等的装饰性零部件。在阳极氧化后具有光亮透明的氧化膜5754铝合金具有中等强度、良好的耐蚀性、焊接性及易于加工成形等特点，是Al－Mg系合金中的典型合金。在国外，不同热处理状态的5754铝合金板材是汽车制造业（轿车车门、模具、密封件）、制罐工业所用的主要材料。5754铝板广泛应用于焊接结构、贮槽、压力容器、船舶结构与海上设施、运输槽罐以及用于要求有优良加工性能、优良耐蚀性、高疲劳强度、高可焊性和中等静态强度的场合。典型牌号变形铝合金的用途8系列：较为常用的为8011属于其他系列。以做瓶盖为主要功用的铝板，也应用在散热器方面，大部分应用为铝箔。8A0680118090典型牌号变形铝合金的用途典型牌号变形铝合金的用途1100–幕墙板1050–IT板3003–厨房用具3004–LCD背板3104–罐身料4343–钎焊料5052–阳极外观件5754–机车料5182–罐盖料5083–船运板5182–热屏蔽5205–照明板5252–卡车护栅6111–汽车车身板6063–挤压型材7075–飞机蒙皮8011–啤酒标2.2铝合金的状态代号基础代号F：自由加工状态原加工状态。适用于在加工过程中对加工硬化和热处理条件无特殊要求的产品，该状态对产品的力学性能不作规定。O：退火状态适用于经完全退火获得最低强度的产品H：加工硬化状态适用于通过加工硬化提高强度的产品。Ｈ１ｎ－－只冷作硬化状态Ｈ２ｎ－－冷作硬化＋部分退火状态Ｈ３ｎ－－冷作硬化＋稳定化处理Ｈ4ｎ－－冷作硬化＋涂漆处理如：Ｈ１8－－相当于全硬态Ｈ１６（２６）－－相当于３／４硬Ｈ１４（２４）－－相当于１／２硬Ｈ１２（２２）－－相当于１／４硬Ｈ３２－－抗拉强度相当于Ｈ１２态，但屈服强度降低，延伸率提高。T：热处理状态适用热处理后，经过（或不经过）加工硬化达到稳定状态的产品。不同状态产品工艺流程H1X：热轧冷轧中间退火冷轧精整H2X：热轧冷轧退火精整H3X：热轧冷轧中间退火冷轧稳定化退火精整XFractureUltimateTensileStressYieldStress1ESlope=ElasticModulus--0.2%--Strain(elongation)Stress(force)L=gagelength*英制-ksi公制-MPa*斜度＝弹性模量屈服强度抗拉强度断裂应力/MPa应变（延伸率）/%标距长度铝及铝合金的力学性能几种典型铝合金的力学性能：抗拉屈服延伸率1050-O703025%3104-H18270240＞2%5052-H22210-260130＞10%7075-T66305407%冷加工硬化与退火软化曲线0123456789100204060801001201401601802002030405060708090延伸率/%抗拉强度/MPa冷变形/%010203040506002040608010012014016018020022024026028030032034