金属铝及其合金
铝及其合金的焊接
铝及其合金的焊接第一节铝及其合金的类型和特性一、铝及其合金的类型根据铝合金的化学成分和制造工艺可分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。
在变形铝合金中又可分为非热处理强化铝合金和可热处理强化铝合金。
非热处理强化铝台金通过加工硬化、固溶强化来提高力学性能。
二、铝及其合金特性特点：与低碳钢相比较，具有密度小，电阻率小，线膨胀系数大(约为低碳钢线膨胀系数的2倍)，导热系数大(铝及其合金熔合区的冷却速度为高强钢熔合区冷却速度的(4～7)倍)、良好的耐蚀性、较高的比强度，优异的低温韧性，但强度低。
抗拉强度一般不超过100MPa，热处理后能达到400 MPa。
1. 纯铝：高耐蚀性、较好的塑性2. 防锈铝：强度中等，塑性和耐蚀性好，焊接性也好，是目前焊接结构中应用最广泛的铝合金。
典型牌号：LF4、LF5铝锰合金：Mn1.0～1.6%。
大于1.6%脆性化合物增加。
LF21铝镁合金：铝镁合金的强度随含镁量的增高而增高，但含镁量增多（大于7%）出现脆性相(Mg2Al3) 使合金的塑性、耐蚀性、特别是抗应力腐蚀性能下降。
Si的存在形成脆性相Mg2Si塑性、耐蚀性下降、Mn加入0.15～0.8%耐蚀性增加，强度提高。
Ti、V加入0.1%左右，能获得细晶粒组织。
3.硬铝：典型牌号LY12，成分Al-Cu-Mg系。
Cu、Si、Mg等元素，形成溶解于铝的化合物，促使合金热处理时强化，耐蚀性差，焊接性不良，热裂倾向大。
4. 超硬铝：LC4 ，成分Al-Zn-Mg-Cu系。
抗拉强度可达588Mpa，塑性较差。
非时效强化铝合金的强度比纯铝高、塑性及耐磨性好，特别是焊接性好，所以广泛用作焊接结构材料。
时效强化铝合金的焊接性较差，焊接时容易出现裂纹，所以在焊接结构中应用较少。
铸造铝合金的铸造性能良好，强度较高，焊接性也较好，其铸造缺陷可以焊补。
第二节铝及其合金的焊接性分析铝及铝合金与黑色金属不同，由于它容易氧化、导热性强、热容量和线膨胀系数大，熔点低及高温强度小等特性，所以给焊接工作带来一些困难。
铝及铝合金分类
铝及铝合金分类
铝是一种轻质、耐腐蚀、导电性能好的金属，广泛应用于各个领域。
根据其合金化元素和加工方式的不同，铝合金可以分为多种类型。
1. 纯铝
纯铝指未经任何合金化处理的铝材料，具有良好的延展性、可塑性和耐腐蚀性，在电子、航空等领域有广泛应用。
2. 铝锰合金
铝锰合金是一种常见的铝合金，其中添加了一定比例的锰元素，能够提高强度和硬度，并保持良好的耐腐蚀性能。
常用于制造容器、建筑材料等。
3. 铝硅合金
铝硅合金含有较高比例的硅元素，能够提高强度和耐磨性，并具有良好的耐高温性能。
常用于制造汽车零部件、发动机缸体等。
4. 铝镁合金
铝镁合金中添加了一定比例的镁元素，能够提高强度和刚度，并保持
良好的耐腐蚀性能。
常用于制造飞机零部件、车身结构等。
5. 铝锌合金
铝锌合金中添加了一定比例的锌元素，能够提高强度和硬度，并具有
良好的耐腐蚀性能。
常用于制造汽车零部件、建筑材料等。
6. 铝镁硅合金
铝镁硅合金是一种常见的铝合金，其中添加了一定比例的镁和硅元素，能够提高强度、刚度和耐磨性，并保持良好的耐腐蚀性能。
常用于制
造飞机零部件、汽车发动机缸体等。
总之，不同类型的铝合金具有各自独特的物理和化学性质，在不同领
域有着广泛应用。
铝及其合金的表面处理技术
铝及其合金的表面处理技术全球铝的产量仅次于铁。
铝和铝合金密度小且易加工。
并且可以制造成形状十分复杂的零件，因而它在工业中的应用日益广泛，但是铝及其合金易产生晶间腐蚀，表面硬度低、不耐磨损。
国内外都在采取各种方法对铝及其合金表面进行改质处理，以获得各项优良性能，拓宽其应用范围。
作者讨论了铝及其合金的表面处理技术，简述了其应用，并对该领域目前研究的热门课题——微弧氧化及激光处理进行了介绍。
1电镀、抛光和砂面处理铝及其合金的电镀一般是为了改善装饰性，提高表面硬度和耐磨性，降低摩擦系数，改善润滑性，提高表面导电性和反光率等而进行的。
由于铝对氧有很强的亲和力，表面总是有氧化膜存在，铝属于两性金属，在酸性溶液和碱性溶液中都不稳定。
铝的膨胀系数较绝大多数金属的大，铬为7X10-6)，所以镀层易脱落，又由于镀铝常含有砂眼、气孔等缺陷．在电镀过程中，砂眼和气孔中常会滞留溶液和氢气。
影响镀层与基体的结合力，所以直接在铝及其合金上电镀很困难。
铝及其合金的电镀效果主要取决于表面准备情况。
镀前一般进行机械处理，有机溶剂除油，化学除油、碱浸蚀、出光等处理。
铝及其合金的镀前处理及电镀工艺有下列几种：(1)化学浸锌呻电镀铜+电镀其他镀层；(2)电镀薄锌层一电镀铜一电镀其他镀层；(3)化学镀镍一电镀厚镍；(4)电镀镍一电镀其他镀层；(5)阳极氧化呻电镀其他镀层；(6)铝合金一步法镀铜—)电镀其他镀层1，铝及其合金的抛光多年来普遍采用三酸抛光工艺，该工艺温度高、时间短，亮度好，但一般只能单根抛光，无法批量生产，而且产生的黄烟对人体有害。
电解抛光的含磷和铬酸的废水处理一般厂家难以解决，且生产中耗电量很大。
为此，目前市场已推出无黄烟两酸抛光新工艺，只需在磷酸、硫酸中加入少量添加剂(其成本接近硝酸)即可在80~100°C下操作0.5-3.0min,其光亮度略次于三酸处理[2],但解决了环境污染问题+ 砂面处理和亚光处理是目前国外铝建材表面处理的流行工艺。
铝及其合金的氧化着色介绍
化学氧化膜较薄。一本不宜单独使用。在汽车工业级一些装饰材料上，已铝合 金的本色氧化，然后进行喷漆或电泳，可有效的提高漆层与本基的结合力。由于 化学氧化具有工艺简单操作方便污染性小，在工业上已经得到较大的推广。
透明至灰色
与时间有关， 膜层生成快
高
NSS330h （高于硫酸
体系）
好
优于硫酸体系
液 类 型
草酸体系
与基材有关 系
可得到高厚 度氧化膜， 及硬质氧化
膜
高
好，有很强 的耐压性能
好，主用运 用于航空行
业
结合力好，对 CL的含量要求 严格，易产生
颜色干涉。
混和酸体系
与混酸类型 有关
厚度可以通 过时间控制
各有优缺点
高
性 质氧化时 间及工艺
有关
低
磷酸盐膜
与氧化时
间及工艺 有关
低
一般
结合力好
好
好
结合力好
一般
结合力好
化学氧化膜一般不单独使用，由于去具有较强的吸附能力，可用做涂层的前处 理工艺进行使用，可提高涂层与基材的结合力。因化学氧化膜层薄（0.5-4微米） 通过特殊工艺 可使厚度提高到5微米以上，但是氧化膜出现粉末及白点状。
铝及其合金电镀硬铬工艺探讨
铝及其合金电镀硬铬工艺探讨1 原理铝是一种化学活性很高的活泼金属,它的电极电势很低(Φ=-1.67Ｖ),具有很强的亲氧性。
同时又是一种两性金属,在空气中极易发生钝化,给铝合金电镀带来了困难。
铸造铝合金因有砂眼、起泡等缺陷,在电镀中容易滞留残液和气体,会引起氢脆和镀层脱落等现象。
铝及其合金电镀的关键是镀层与基体金属的结合力问题;而影响结合力的关键是预镀是否合理。
目前常用的工艺有两次浸锌法[3 5]、化学镀镍磷[6 7]、浸锌后镀镍[3]、浸锌后镀锌[8]、磷酸阳极氧化法[4]和盐酸浸蚀法[9]等。
这些工艺的过程大致相近,都是先去除表面的氧化膜,再通过不同方法获得稳定的中间层,最后进行电镀。
稳定的中间层可以防止自然氧化膜的再生,在镀前保护好裸铝表面;同时形成具有超微观、均匀的凹凸结构以及较大的孔体积和较小的电阻;保证在电镀时沉积金属快,晶核形成多,附着好;而且可以避免高硬度的铬层与较软的铝基体直接接触而可能引起开裂和凹陷。
2 铝及铝合金电镀硬铬2.1 工艺流程喷砂处理→碱蚀→水洗→酸蚀→水洗→预镀→水洗→镀铬→水洗→吹干→除氢2.2 主要工序说明2.2.1 喷砂处理一些镀件表面可预先采用喷砂处理,这不仅可以使零件表面获得均匀的粗糙面,而且可以增加铝合金表面的显微硬度,增加电镀的表面积,提高镀层结合力。
喷砂处理可采用干喷或水喷,使用不同目数的玻璃砂,调整喷砂的参数可以获得不同粗糙度的均匀表面。
喷砂后要及时去除表面残留的玻璃砂,以免对后道工序产生影响。
2.2.2 碱蚀除油碱蚀液配方及工艺条件:氢氧化钠50～100ｇ/Ｌ,磷酸三钠30～45ｇ/Ｌ,碳酸钠20～30ｇ/Ｌ,60～80℃,0.5～1.0ｍｉｎ。
此过程可反复操作,但时间要短以防过腐蚀,除油后要用热水和冷水清洗。
有时也可用有机溶剂除油。
2.2.3 酸蚀出光酸蚀液配方及工艺条件:φ(硝酸)=75%,φ(氢氟酸)=25%,室温,3～5ｓ。
其中硝酸和氢氟酸的体积分数可根据镀件中硅的含量作适当调整。
铝合金 种类
铝合金种类铝合金是一种广泛应用于工业和民用领域的金属材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点。
根据其合金成分的不同，铝合金可以分为多种类型，下面将介绍其中几种常见的铝合金。
1. 铝-铜合金铝-铜合金，又称铜铝合金，是一种常用的铝合金类型。
铝-铜合金具有较高的强度和耐腐蚀性能，适用于制造飞机、船舶、汽车等需要强度和耐腐蚀性能的结构件。
此外，铝-铜合金还具有良好的导热性和导电性，可以用于制造电器散热器、电线电缆等产品。
2. 铝-锌合金铝-锌合金，又称锌铝合金，是一种常见的铝合金类型。
铝-锌合金具有良好的机械性能和耐腐蚀性能，适用于制造汽车零部件、建筑材料、航天器等产品。
此外，铝-锌合金还具有良好的可塑性和焊接性能，方便加工和使用。
3. 铝-硅合金铝-硅合金是一种常用的铝合金类型。
铝-硅合金具有优异的耐高温性能和耐磨性能，适用于制造发动机缸套、汽车活塞等高温和高磨损的零部件。
此外，铝-硅合金还具有良好的流变性能和低膨胀系数，可用于制造精密仪器和精密模具。
4. 铝-镁合金铝-镁合金是一种常见的铝合金类型。
铝-镁合金具有良好的强度和耐腐蚀性能，适用于制造航空航天器、船舶、自行车等产品。
此外，铝-镁合金还具有良好的抗震性能和可塑性，可用于制造结构件和外壳。
5. 铝-锰合金铝-锰合金是一种常用的铝合金类型。
铝-锰合金具有良好的韧性和可塑性，适用于制造铁路车辆、船舶、建筑材料等产品。
此外，铝-锰合金还具有良好的耐磨性和防腐性能，可用于制造耐磨零件和化工设备。
6. 铝-锂合金铝-锂合金是一种高强度、轻量化的铝合金类型。
铝-锂合金具有优异的强度和刚性，适用于制造航空航天器、高速列车、运动器材等产品。
此外，铝-锂合金还具有良好的耐腐蚀性和可焊性，方便加工和使用。
7. 铝-钛合金铝-钛合金是一种高强度、耐高温的铝合金类型。
铝-钛合金具有优异的强度和热稳定性，适用于制造航空发动机、航天器、高速列车等产品。
此外，铝-钛合金还具有良好的韧性和可塑性，可用于制造高要求的零部件和结构件。
铝和铝合金的用途
铝和铝合金的用途铝是一种广泛应用的金属，它的低密度、良好的导热性、导电性和良好的机械性能使其成为制造各种应用产品的理想材料。
铝及其合金在工业、建筑、交通运输、电子、包装和其他领域中均有广泛的应用。
以下是铝和铝合金主要的用途：1. 工业应用：铝是一种重要的工业原材料，被广泛用于制造各种机械设备和零部件。
例如，航空、航天和汽车工业中需要轻量化的零部件和构件，铝合金的低比重使其成为理想的选择。
此外，铝合金还用于制造船舶、铁路车辆和建筑机械等工业设备。
2. 建筑领域：铝及其合金因其轻质、耐腐蚀性和良好的可塑性而广泛应用于建筑领域。
铝制构件在建筑中的应用非常多样化，例如窗框、门、幕墙、天花板、楼梯扶手等。
铝合金的强度和抗风性能使其成为高层建筑中广泛使用的材料。
3. 交通运输：铝及其合金在交通运输领域中有广泛的应用，特别是汽车和航空工业。
铝合金的低密度和高比强度使其成为汽车零部件的理想材料，例如车身、发动机下罩、车轮和传动系统。
在航空工业中，铝合金被用于制造飞机机身、翼片和其他零部件，可以减轻飞机的自重，提高飞机的效率和燃油经济性。
4. 电子器件：铝及其合金在电子领域中的应用越来越广泛。
例如，计算机的外壳、散热器、电池壳体、电子元件的封装材料等。
铝的导电性能和成型性使其成为制造电子产品的重要材料。
5. 包装行业：铝及其合金在包装行业中被广泛应用，特别是食品和药品包装。
铝的耐腐蚀性能和封闭性能使其成为制造易拉罐、药品包装和食品容器的理想材料。
此外，铝包装还可以提供产品的良好的外观和附加价值。
6. 其他应用：铝及其合金还被广泛应用于许多其他领域，如舞台灯光、体育器材、电力工业、器械制造、音响等。
铝的轻量化和良好的外观特性使其在这些领域中有着独特的优势。
综上所述，铝和铝合金的应用范围非常广泛，涵盖了许多重要的行业和领域。
其优异的物理和机械性能使其成为制造高效、节能、环保的产品的理想选择。
随着技术的不断发展和铝合金的进一步改进，铝及其合金在各个领域中的应用前景仍然非常广阔。
有色金属及其合金
纯铜呈紫红色，主要用于制作电导体及配制合金.
二、铜合金
纯铜的强度低，不适于制作结构件，因此，在纯铜 中加入合金元素后，可获得较高的强度，同时保持纯 铜的某些优良性能.
3.某些特殊机械性能
优良的减摩性和耐磨性（如青铜及部分黄铜），高 的弹性极限和 疲劳极限(如铁青铜等).
4.色泽美观
铜及铜合金在电气工业，仪表工业，造船工业及机械制造工业部 门中获得了广泛的应用,但铜的储量较小，价格较贵，属于应节约 使用的材料，只有在特殊需要的情况下，例如要求特殊的磁性、 耐蚀性、加工性能、机械性能以及特殊的外观等条件下才考虑使 用.
的铸造性能(熔点低、流动性好、收缩小).
在一般情况下，ZL102的共晶体由粗针状硅晶体和α固溶体 构成,强度和塑性都较差.
浇铸前向合金液中加入占合金重量2%~3%的变质剂(常用 钠盐混合物: 2/3NaF+1/3NaCl)以细化合金组织, 显著提高 合金的强度及塑性,这种处理方法即是变质处理.
经变质处理后的组织是细小均匀的共晶体(α+Si)+初生α固溶 体（如图）,获得亚共晶组织是由于加入钠盐后，铸造冷却较 快时共晶点右移的缘故. ZL102铸造性能很好，焊接性能也好，密度小，并有相当好 的抗蚀性和耐热性，但不能时效强化，强度较低，经变质处 理后, σb最高不超过180MPa. 仅适于制造形状复杂但强度要求不高的铸件，例如仪表、水 泵壳体以及一些承受低载荷的零件.
具有良好的铸造性,经变质处理和时效处理后,强度高 ,但耐蚀性差。
大型空压机活塞(ZL401)
Al-Zn合金(ZL401、ZL402)价格便宜，铸造件能优
良，经变质处理和时效处理后强度较高，但抗蚀
性差，热裂倾向大，常用于制造拖拉机的发动机
《铝及铝合金》课件
分享关于铝合金和其他材料组 合应用的案例，例如复合材料、 层叠板等。
六、铝合金的环保与回收利用
1
铝合金的可持续发展
讨论铝合金作为可持续发展材料的优势，并介绍相关的绿色生产工艺。
2
回收利用的意义和方法
探讨铝合金回收利用的重要性，以及回收利用的方法和技术。
3
铝合金回收利用的商业化前景
展望铝合金回收利用的商业化前景，如资源回收产业链和循环经济的发展。
七、结语
铝及铝合金的技术和应用发展前景
总结铝及铝合金的技术和应用现状，并展望其 未来的发展前景。
课程总结及展望
总结课程内容，以及对学生的启发和展望。
二、铝的制备
1
起源ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ发现
追溯铝的历史起源以及其最早被发现和应用的情况。
2
纯铝的制备方法
详细介绍通过氧化铝的还原和电解方法制备纯铝的过程和工艺。
3
工业生产中的制备方法
探讨工业生产中应用的其他铝制备方法，如焙烧法、溶剂法等。
三、铝的物理和化学性质
1
密度和熔点
介绍铝的密度和熔点，以及与其他金属相比的优势。
3
常见铝合金的组成和特点
列举常见铝合金及其具体成分与特点，如硬铝合金、耐蚀铝合金等。
五、铝合金的加工与应用
铸造、轧制、拉拔加 工
介绍铝合金常用的加工方法， 包括铸造、轧制和拉拔等，以 及各种加工方法的特点。
铝合金在航空、汽车、 铝合金异质材料的应
建筑等领域的应用
用案例
探索铝合金在航空器、汽车制 造、建筑结构等领域的广泛应 用及其优势。
《铝及铝合金》PPT课件
铝及铝合金课件，旨在分享有关铝及其合金的知识。探讨铝和铝合金的特点、 制备方法、物理和化学性质、分类、加工与应用、环保与回收利用等方面内 容。
铝及铝合金基本性质介绍
1.3.1 合金元素与铝的作用 ⑴元素在铝中的溶解度
Mg, Cu, Zn 和 Si 在铝 中固溶度较大，是常 用合金化元素。 Cr, Mn 和 Zr 与铝形成 化合物，常用于控制 晶粒尺寸。
Zn（31.6→2） Mg（17.4→1） Cu（5.65→0.5） Li（4.2） Mn（1.82） Si （1.65） Ag（56.5） Ge（7.2） Ti（1.3）
拜耳工艺流程图
拜耳－烧结联合法
先用石灰石与铝土矿反应生成 Ca2SiO4，滤除后得到高含量Al2O3。
若直接采用拜耳法时，NaOH 与硅反应生成Na2SiO3， Na2SiO3 与 NaAlO2 反应生成不溶于水的硅铝酸钠，将降低Al2O3的收得率。
碱石灰烧结法 用Na2CO3 代替 NaOH 。在800-1200 ℃下，磨碎的铝土矿与 Na2CO3 反应， 生成铝酸钠 和 CO2。 铝酸钠经进一步磨碎后溶解于90-95℃ 水中， Al(OH) 3 以沉 淀物析出，浸出液体后通过加热脱水得到Al2O3 粉末。
Ca Co Cu Cr Ge Fe Li Mg Mn Ni Si Ag Sn Ti V Zn Zr
最大溶解度：Cr、Ti、V、Zn、Zr发生在包晶温度；其余元素在共晶温度。 室温溶解度：Mg、Zn约为2%；Ge、Li、Ag为0.1～0.25%；其余小于0.1%
⑵二元铝合金相图
Al-Cu共晶相图
Al-Ti包晶相图
Hall-Hé roult电解槽
由于比重的差别在阴极上析出的铝液汇集于电解槽槽底，而在阳极上析出二 氧化碳和一氧化碳气体，铝液从电解槽中吸出，经过净化去除氢气、非金属 和金属杂质并澄清后，铸成铝锭。
电解质： 80-90%NaAlF6, 2-8%Al2O3。添加剂AlF3、CaF3。
铝及铝合金的特点
铝及铝合金的特点
铝及铝合金的特点包括：
1. 轻巧：铝的密度较低，约为钢的1/3，使其成为轻量级材料，适用于需要减重的领域，如航空航天、汽车制造等。
2. 耐腐蚀：铝具有一种紧密的氧化层，可以防止进一步的腐蚀。
因此，铝及其合金在恶劣环境中具有良好的耐腐蚀性，适用于海洋环境和化学工业等领域。
3. 导电性好：铝具有良好的导电性能，使其成为电子设备、电力输送和储存的理想材料。
4. 导热性好：铝具有优异的导热性能，使其广泛应用于散热器、汽车发动机和空调系统等领域。
5. 可塑性强：铝具有良好的可塑性，可以通过挤压、铸造、锻造等工艺加工成各种形状，满足不同应用需求。
6. 可回收利用：铝及其合金具有良好的再生性，可以重复回收利用，并且回收后的铝材质量基本不变，有助于减少资源浪费和环境污染。
7. 强度较低：与一些其他金属相比，铝的强度相对较低。
然而，通过合金化和热处理等工艺，可以显著提高铝合金的强度。
8. 容易与其他材料连接：铝可以与其他金属和非金属材料进行
连接，如焊接、铆接和粘接等，使其在多种工程应用中更易于使用。
铝及铝合金的常见缺陷
铝及铝合金的常见缺陷
铝及铝合金是广泛使用的轻质金属材料，但在其生产过程中也存在一些常见的缺陷。
以下是几种常见的铝及铝合金缺陷：
1.气孔：气孔是在铝及铝合金生产中常见的一种缺陷。
气孔通常是由于在冷却过程中，铝液体内部含有气体而形成，如果气孔太大，将会降低材料的强度且会影响铝及铝合金的整体性能。
2.热裂缝：热裂缝是在铝及铝合金加工过程中产生的不良现象。
它是由于金属材料在高温下受到强烈的拉伸应力和收缩应力造成的。
受到应力过大的影响，铝及铝合金可能会因为热裂缝而导致整个产品失效。
3.表面不良：铝及铝合金材料表面不平整，出现波纹或氧化现象也是常见的缺陷。
这种不良表面会影响材料的外观和使用寿命。
4.共晶现象：铝及铝合金也会出现共晶组织现象，这种现象会使材料硬度变得不均匀，并降低产品的抗拉强度和韧性。
共晶组织现象通常是由于物理或化学变化引起的。
以上是铝及铝合金的常见缺陷。
为了避免这些缺陷对产品产生负面影响，我们应该充分了解并掌握铝及铝合金的特性及其生产过程中的控制方法。
生产厂家可以采取有效的措施，限制和消除缺陷，以确保产品性能和品质符合要求。
同时，也应注意材料的选择和储存，以确保产品的质量和稳定性。
铝及其合金素材ppt课件
铝合金门窗 锈腐蚀现象
生生锈腐蚀
8
设疑一?
根据金属活动性顺序表， 铝比铁活泼，但铝为什么却不 像铁那样容易被空气腐蚀？
如何设计实验验证铝的表面有一层 氧化物保护膜？
9
压力锅使用说明
压力锅的保养：使用压力锅后应将食 物及时取出；每次使用后应及时清洗 擦干，以免残留的食物尤其是酸碱性 物质腐蚀锅体；清洗压力锅宜用热清 水或热清水加洗洁剂，不要用钢丝等 磨损性大的东西擦洗。
29
H++AlO2-+H2O
Al(OH)3
Al3+ + 3OH-
以AlCl3 为原料: 视频
加强碱:
AlCl3 +3NaOH ＝Al(OH)3↓+3 NaCl
Al(OH)3+NaOH ＝ NaAlO2 + 2H2O
√ 总: AlCl3+4NaOH ＝ NaAlO2 + 3NaCl+2H2O 加弱碱: Al Cl3+ 3NH3·H2O ＝ Al(OH)3 ↓+ 3 NH4 Cl
▪
世界卫生组织提出人体每天的摄铝量摄取的铝量绝不会超过这
个量，但是，经常喝铝盐净化过的水，吃含铝盐的食物，如
油条、粉丝、凉粉、油饼、易位罐装的软饮料等，或是经常
食用铝制炊具炒出的饭莱，都会使人的摄铝量增加，从而影
响脑细胞功能，导致记忆力下降，思维能力迟钝。 17
Al(OH)3的应用 净水剂
明矾 KAl(SO4)2·12H2O
易无 溶色 于晶 水体
复盐：由 两种或两 种以上阳 离子和一 种阴离子 组成的盐
水中完全电离:
KAl(SO4)2 ＝ K+＋ Al3+ ＋ 2SO42-
铝及其合金的运用
1、硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等，这些铝合金广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业，宇宙火箭、航天飞机、人造卫星也使用大量的铝及其铝合金
2、铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。
3、工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等
4、铝箔广泛用于包装香烟、糖果等，还可制成铝丝、铝条，并能轧制各种铝制品。
5、用来制造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精炼装置、石油和天然气管道等。
6、铝粉具有银白色光泽(一般金属在粉末状时的颜色多为黑色)，常用来做涂料，俗称银粉、银漆，以保护铁制品不被腐蚀，而且美观。
7、铝常用于制造爆炸混合物，如铵铝炸药(由硝酸铵、木炭粉、铝粉、烟黑及其他可燃性有机物混合而成)、燃烧混合物(如用铝热剂做的炸弹和炮弹可用来攻击难以着火的目标或坦克、大炮等)和照明混合物(如含硝酸钡68%、铝粉28%、虫胶4%)。
8、铝热剂常用来熔炼难熔金属和焊接钢轨
9、铝板制造高质量的反射镜，如太阳灶反射镜等。
10、铝具有吸音性能，音响效果也较好，所以广播室、现代化大型建筑室内的天花板等也采用铝
11、冷藏库、冷冻库、南极雪上车辆、氧化氢的生产装置。
铝及合金元素的含量
铝及合金元素的含量介绍铝是一种常见的金属元素，具有轻便、导电、导热等优良性能，因此被广泛应用于各个领域。
铝合金是指将铝与其他金属元素进行合金化处理，以提高其性能和强度。
不同的合金元素添加可以使铝合金具有不同的特性，满足各种工业和消费品的需求。
铝的含量铝在地壳中是第三丰富的元素，约占地壳总质量的8.13%，但在自然界中很少以单质形式存在。
常见矿石如赤铁矿、膨润土等含有较高含量的氧化铝，通过冶炼和提取过程可以得到纯度较高的铝。
工业上常用的纯度为99%以上的电解铝，其含量主要受原料和生产工艺影响。
目前大部分商业纯度达到99.7%，而一些特殊应用领域需要更高纯度的超纯铝。
铝合金元素及其作用硅(Si)硅是最常见的铝合金元素之一，通常以硅添加量的百分比表示。
硅的加入可以提高铝合金的流动性、耐热性和抗腐蚀性。
硅还可以增加铝合金的强度和硬度，使其更适用于结构材料和汽车制造。
铜(Cu)铜是一种常见的合金元素，与铝形成铝铜合金。
添加适量的铜可以提高铝合金的强度、耐热性和耐腐蚀性。
铝铜合金通常用于航空航天领域、汽车制造和电子工业等需要高强度材料的领域。
锰(Mn)锰是一种重要的合金元素，通常以锰添加量的百分比表示。
锰可以提高铝合金的强度和韧性，并改善其热处理响应。
锰还能够减少氧化物含量，提高抗蚀性能。
镁(Mg)镁是一种轻质元素，与铝形成镁铝合金。
镁添加可以显著提高铝合金的强度、刚性和耐腐蚀性。
镁铝合金广泛应用于航空航天领域、运动器材和汽车制造等需要轻质高强度材料的领域。
锡(Sn)锡是一种常用的合金元素，与铝形成铝锡合金。
添加适量的锡可以提高铝合金的耐腐蚀性和焊接性能。
铝锡合金常用于食品包装、建筑材料和装饰品制造等领域。
锌(Zn)锌是一种重要的合金元素，与铝形成铝锌合金。
添加适量的锌可以提高铝合金的强度、硬度和耐蚀性。
铝锌合金广泛应用于汽车制造、船舶制造和电子工业等领域。
铝及合金元素含量控制对于不同应用领域的铝及其合金产品，其含量需符合相应标准和规范。
铝及其合金的强化机制
铝及其合金的强化机制因为是纯铝，不能进行热处置强化，就只能靠形变强化（冷变形），强化原理为冷变形后位错密度增加，且位错彼此缠绕并形成胞状结构（形变亚晶），不但能够阻碍位错滑移，而且是不能滑移的位错数量增加。
一、热处置，使纯铝发生再结晶，这个原理是细晶强化，晶粒细小，金属的强度和塑性都取得提高；2、锻造、挤压、拉拔等工艺造成加工硬化，原理是形变强化，形变造成位错密度增大，金属强度增大，但是塑性下降；3、采用喷丸、喷砂等工艺对铝的表面进行加工，使其表面得到强化，即表面强化，铝的强度提高，但是塑性降低，其强化原理仍然是形变强化；4、还有一类特殊的强化，即制备很细的铝晶须，铝晶须的强化很高，达到纯铝强度的10倍左右；5、其他强化手段如固溶强化、沉淀强化、颗粒强化等都改变了铝的成分；铝合金的强化方式主要有以下几种：1．固溶强化纯铝中加入合金元素，形成铝基固溶体，造成晶格畸变，阻碍了位错的运动，起到固溶强化的作用，可使其强度提高。
按照合金化的一般规律，形成无穷固溶体或高浓度的固溶体型合金时，不仅能取得高的强度，而且还能取得优良的塑性与良好的压力加工性能。
Al－Cu、Al－Mg、Al－Si、Al－Zn、Al－Mn等二元合金一般都能形成有限固溶体，而且均有较大的极限溶解度（见表9-2），因此具有较大的固溶强化效果。
2．时效强化合金元素对铝的另一种强化作用是通过热处置实现的。
但由于铝没有同素异构转变，所以其热处置相变与钢不同。
铝合金的热处置强化，主如果由于合金元素在铝合金中有较大的固溶度，且随温度的降低而急剧减小。
所以铝合金经加热到某一温度淬火后，可以取得过饱和的铝基固溶体。
这种过饱和铝基固溶体放置在室温或加热到某一温度时，其强度和硬度随时间的延长而增高，但塑性、韧性则降低，这个进程称为时效。
在室温下进行的时效称为自然时效，在加热条件下进行的时效称为人工时效。
时效进程中使铝合金的强度、硬度增高的现象称为时效强化或时效硬化。
铝及铝合金的特性及优缺点
1.1铝及铝合金的优点和缺点1.1.1铝的特点和优点栩对于逋常使用的钢铁材料.铝貝有以下的載耍特点和优点°号于这些待点与优点.铝及只合金在许多和城得到广泛的应用。
(1＞质駅轻。
铝的密度约为2. 7f/cm J・只避钢決的1/3。
铝合金不仅虑用于飞机制适尋方面.而11由于当的节省能源的需要，车稱与舟船等常用交通运输工尽的轻駅化更加咚出.铝合金在这方而也得到更加广阔的应用。
此外，衽土木结构和建筑门惭轸方曲，侣合金制造的结构也已经娥广泛采用。
(2＞耐鷹蚀"韬及铝合金左大代中不会“生锈”・第大气厲愷性远优于钥铁。
这她由干铝对干空％中的大的亲和力.因此，当铝的表面•關大代中时.其表面很快敎能生成一崖附轿力SL致密的有一宦保护性的自然氧化腰。
尽作领化膜的厚度很薄.只tTO.Ol -O.OSpun.個这巳经賦于铝及铠合金优良的耐大气聯烛件。
恃别是铝的阳极氛化处理，由于钳的阳极氧化蹊丸透翳01可以保持铝原有的金JB质広，面口乂町大細地按髙金M铝原衣面的硬度、耐嗚蚀炜和第腭损性，从而大大怖宽铝及铝合金的应用范ML(3) 铝容易形成各种合金。
铝合金可以溝足鏗方面新的性能要求.尤其可濟足力学性性能方血的需晏。
目前已经便用的工业铝合金胡种已达400多种，形成8个系列.从延展性最好的低强度纯K I x x X系到妞扁强度的7x x x系合佥.极闲抗拉强度已经高达69051 Pa4铝合金可以通过轴处理进行送一涉强化.其比暹度義至可以与优质合金钢娓舅"(4) 加工成形性好。
铝及其合金的压力加工产品.如板、传，棒、SL 线、箝和粉都可以生产，井且其产品林巳经得到广泛的匸业应用。
另外，许寥铝的零郁件和工艺品还可以通过铸适工艺得到。
侣合金还町以逬行车、饶. 饨、树等机械加工°<5)咯传导性高。
铝的热传导性虽*于啊.其热导率相当高.约为铜的50% -60% t而妝位境畝的熔导性则优于制。
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金属铝及其合金
关键词：金属铝，氧化物，合金。
许多人常常以为铁Fe是地壳中最多的金属。
其实，地壳中最多的金属是铝Al，其次才是铁，铝占整个地壳总重量的7.45%，差不多比铁多一倍！地球上到处都有铝的化合物，像普通的泥土中，便含有许多氧化铝Al2O3。
最重要的铝矿是明矾矿和铝土矿。
我国有极为丰富的铝矿。
铝虽然藏量比铁多，但是，人们炼铝比炼铁晚得多。
这是因为铝的化学性质比铁活泼，不易还原，因此从矿石中冶炼铝也就比较困难。
这样，铝一向被称为“年轻的金属”。
据世界化学史记载，金属铝是在1825年才被英国化学家戴维制得的。
我们平常使用的硬币，便是铝做的。
在厨房里，铝锅、铝饭盒、铝匙、铝盆、铝勺、铝镬……。
然而，在一百多年前，铝却被认为是一种稀罕的贵金属，价格比黄金还贵，以至被列为“稀有金属”之一。
其实，这是不足为奇的。
因为铝的价值贵，完全取决于炼铝工业的水平。
在一百多年前，人们使用金属钠Na来制取铝。
钠很贵，当然铝就更贵了。
直到十九世纪末，人们发明了大量生产铝的新方法——在冰晶石和矾土（氧化铝）的熔融混合物中通入电流进行电解。
这时，铝才开始走向大工业，走向生活的每一个角落。
铝，是银白色的轻金属（比重只有2.7）。
人们常把铝叫做“钢精”。
纯净的铝很软，可以压成很薄的箔，现在包糖果、香烟的“银纸”，其实大都是铝箔。
纯铝的导电性很好，又轻盈，人们常用它来代替铜，制造电线，特别在远距离送电时，多用铝线来代替铜线，可以减少电线杆等设备。
无产阶级文化大革命以来，我国大力发展“以铝代铜”，攻克了“以铝代铜”的技术关键——铝的焊接技术，制成了各种马力的铝线电机，节约了大量的铜。
纯铝也大量用于化学、半导体与电子学的研究及光学仪器的生产上。
纯铝能很好的反射光线，所以探照灯的灯罩常常用纯铝做。
是银白色的，可是铝制品用没多久，表面常变得白蒙蒙的，这是什么缘故呢？这便是铝生锈了。
铝的表面与空气中的氧化合，生成一层薄薄的氧化膜——氧化铝。
这层氧化铝非常致密，它紧紧的贴在铝的表面，防止里头的铝继续和氧化合。
这层氧化铝不怕水浸，不怕火烧，熔点高达2050摄氏度，怪不得铝制品很难锈蚀，经久耐用。
这层氧化铝甚至不怕硝酸的浸蚀，所以硝酸厂里常用铝罐来装浓硝酸。
不过，这层氧化膜却怕碱，碱能溶解它，盐酸和硫酸也能溶解它。
因此，铝制品不能用来盛碱性物质，脏了也不要用草木灰来擦，草木灰是碱性物质，用它擦铝制品，会缩短使用寿命的。
另外，也不要把酸性的菜蔬等方在铝锅里过夜。
铝合金以铝为基的合金总称。
主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。
铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。
铝合金分两大类：铸造铝合金，在铸态下使用；变形铝合金，能承受压力加工，力学性能高于铸态。
可加工成各种形态、规格的铝合金材。
主要用于制造航空器材、日常生活用品、建筑用门窗等。
铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。
变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。
不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。
可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。
铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。
铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金和铝锌合金。
铝作为一种稀有金属，对人类的生活与活动起到了非同寻常的作用。
随着时代的进步，社会的发展，由于铝的各种特性使得它逐渐的超越了铁的存在。
但是他究竟什么时候可以代替铁呢？只是时间问题。
参考文献：《应用化学百科全书》、《中国冶金百科全书》。