提高和稳定铸造铝合金耐腐蚀性的几点意见
提高和稳定铸造铝合金耐腐蚀性的几点意见
(l)掌握金属元素的性质和作用以及适宜的加人量、使用方法,在铝合金中加人有益于提高耐腐蚀性的元素,如Si、Mg、Mn等是获取耐腐蚀合金的一条重要途径。比如,Al一Mg、Al一Si、Al一Si一Cu一Mn一Mg等系合金均具有较好的耐腐蚀性。这方面已有许多成熟的方法,此不再赘述。
(2)微量元素和杂质对合金耐腐蚀性的影响,严控有害元素或杂质的进入或抑制其作用,充分发挥有益元素或杂质提高合金耐腐蚀性。为满足适宜的使用性能和铸造性能,在熔炼铝合金时除添加一定的主要金属元素外,还需添加一些微量元素如Re、Na、Sr、P、Mn、Ca、Ni、Ti、Cr、Zn等。原辅材料及合金熔炼过程中不可避免地带人某些微量元素和杂质,给铸造铝合金的耐腐蚀性带来不可忽视的影响。如图la、图lb,两个试样同属ZL104,在同样的条件下,腐蚀同样时间,图1a未经过精炼、净化,杂质含量高(4一5级),图lb已经精炼、净化,杂质含量低(1级)。
图1a 图1b
由图看出,前者受腐蚀程度较后者严重得多。一是因为其进人合金的途径随机性大;二是含量低,即使用原子吸收光谱也不易测定。如图2为同炉样件做Na变质衰退实验,无锡、上海两地原子光谱分析结果相差较大,而S:的分析结果较相近,符合实际。正因此,合金材料标准中也没有其技术参数。但它们残留在合金中,有的成为杂质直接降低合金的耐腐蚀性,如Pb、Sn、Bi等;有的损害有益元素或杂质强化合金耐腐蚀性或其它使用性能,如P对Sr、Ca对Sr、CL对Na等均有反作用等。因此,如何控制这些微量元素或杂质,尽量去除或抑制其有害于合金耐腐蚀性的一面,又充分发挥其有益一面,是我们铸造工作者需要认真对待的课题。
图2a 图2b
铸造铝合金耐蚀性直接影响其开发应用
(l)在铝合金中加人适量的有利于提高耐蚀性的元素如Si、Mg、Mn等,是获得耐蚀铸造铝合金的一条重要途径。
(2)熔炼工艺规范化。在熔炼铸造铝合金过程中,适时、适量加人某些有益于提高合金耐蚀性的微量元素或杂质对其进行适宜的精炼、净化、变质、细化处理,以获得优质合金液,可提高铸造铝合金耐蚀性。
(3)铸件表面的清净及其适宜的处理仍是提高其耐蚀性的有效措施。
铝合金型号的特性
1×××系铝及铝合金 标准：GB/T3190-1996 特性及适用范围： 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。 1XXX纯铝应用较为广泛的牌号：1050、1060、1070、1100等。 2×××系列铝铜合金 标准：GB/T3190-1996 特性及适用范围： 2XXX系列为铝－铜－镁系中的典型硬铝合金，其成份比较合理，综合性能较好。很多国 家都生产这个合金，是硬铝中用量最大的。 该合金的特点是：强度高，有一定的耐热性，可用作150°C以下的工作零件。温度高于125°C，2XXX系列合金的强度比7075合金的还高。热状态、退火和新淬火状态下成形 性能都比较好，热处理强化效果显著，但热处理工艺要求严格。抗蚀性较差，但用纯铝包覆可以得到有效保护；焊接时易产生裂纹，但采用特殊工艺可以焊接，也可以铆接。广 泛用于飞机结构、铆钉、卡车轮。 2XXX系铝铜合金用途 由于有高强度和好疲劳强度，被广泛应用在航空器结构上，尤其是机翼与机身结构 下的受到张力的地方。 2XXX系列硬铝应用较为广泛的牌号：2024(2A12)、L Y12、L Y11、2A11、2A14（LD10）、2017、2A17等。 6×××系铝硅合金 标准：GB/T3190-1996 特性及适用范围： 6XXX系列属热处理可强化合金，具有良好的可成型性、可焊接性、可机加工性和，同时 具有中等强度，在退火后仍能维持较好的操作性. 6XXX系列铝合金的主要合金元素是镁与硅AlMgSi1Cu，并形成Mg2Si相。若含有一定量的 锰与铬，可以中和铁的坏作用；有时还添加少量的铜或锌，以提高合金的强度，而又不 使其抗蚀性有明显降低；导电材料中还有少量的铜，以抵销钛及铁对导电性的不良影响；锆或钛能细化晶粒与控制再结晶组织；为了改善可切削性能，可加入铅与铋。在Mg2Si固溶于铝中，使合金有人工时效硬化功能。 6061-T651是6XXX系列合金中主要合金,是经热处理预拉伸工艺生产的高品质铝合金产品，其强度虽不能与2XXX系或7XXX系相比，但其镁、硅合金特性多，具有加工性能极佳、优 良的焊接特点及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及 易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。 6XXX铝硅合金应用较为广泛的牌号：6082、6063（LD31）、6061（LD30）、6A02等。
变形铝及铝合金牌号对照表[1]
变形铝及铝合金牌号对照表
铝及铝合金新旧牌号对照表
注: ①"原"是指化学成份与新牌号同,且都符合GB3190-82规定的旧牌号。 ②“代”是指与新牌号的化学成份相近似，且符合GB3190-82规定的旧牌号。 ③“曾用”是指已经鉴定，工业生产时曾经用过的牌号，但没有收入GB3190-82中。
变形铝和铝合金牌号表示方法和状态代号 类型：铝型材点击次数：1030 （1）四位数字体系牌号命名方法1997年1月1号，我国开始实施GB/T16474?996《变形铝和铝合金牌号表示方法》标准。新的牌号表示方法采用变形铝和铝合金国际牌号注册组织推荐的国际四位数字体系牌号命名方法，例如工业纯铝有1070、1060等，Al-Mn合金有3003等，Al-Mg合金有5052、5086等。 （2）四位字符体系牌号命名方法1997年1月1号前，我国采用前苏联的牌号表示方法。一些老牌号的铝及铝合金化学成分与国际四位数字体系牌号不完全吻合，不能采用国际四位数字体系牌号代替，为保留国内现有的非国际四位数字体系牌号，不得不采用四位字符体系牌号命名方法，以便逐步与国际接轨。例如：老牌号LF21的化学成分与国际四位数字体系牌号3003不完全吻合，于是，四位字符体系表示的牌号为3A21。 四位数字体系和四位字符体系牌号第一个数字表示铝及铝合金的类别，其含义如下： 1）1XXX系列工业纯铝； 2）2XXX系列Al-Cu、Al-Cu-Mn合金，； 3）3XXX系列Al-Mn合金； 4）4XXX系列Al-Si合金； 5）5XXX系列Al-Mg合金； 6）6XXX系列Al-Mg-Si合金； 7）7XXX系列Al-Mg-Si-Cu合金； 8）8XXX系列其它。 （3）铝铸件牌号我国容器用铝铸件牌号采用ZAl+主要合金元素符号+合金元素含量数百分率表示。例如；ZAlSi7Mg1A、ZAlCu4、ZAlMg5Si等。 （4）状态代号相同牌号的铝及铝合金，状态不同时，力学性能不相同。按照GB/T16475《变形铝和铝合金状态代号》标准，新状态代号规定如下： O 退火状态 H112 热作状态 T4 固溶处理后自然时效状态 T5 高温成形过程冷却后人工时效状态 T6 固溶处理后人工时效状态
铝合金防护
一．引言 1.1 金属防腐蚀的重要意义 金属材料是现代最重要的工程材料，人类社会的文明和发展与金属材料的使用、发展与进步有着极为密切的联系。 但是金属材料及其制品会受到各种不同形式的损坏，其中最重要、最常见的损坏形式腐蚀。金属腐蚀问题存在于国民经济的各个领域，而且随着经济建设和科学技术的 发展，腐蚀的危害越来越严重，对于国民经济的发展的制约作用越来越突出。使得腐蚀科学在国民经济中所处的地位越来越重要。据统计，人们每年冶炼出来的金属约有1/10 被腐蚀破坏， 相当于每年约有1/10 的冶炼厂因腐蚀的存在而做了无用功；而1/10 被腐蚀破坏的金属所殃及的金属制品的破坏，其损失要远远大于金属本身的价值。据美国国家标准局(NBS)调查， 1975 年美国因腐蚀造成的损失高达700 亿美元，即当年国民经济总产值(GNP)的4.2%;《光明日报》1999 年 1 月20 日报道，1997 年因腐蚀给我国国民经济带来的损失高达2800 亿人民币。 以上所说仅就经济损失而言，在有些领域，尤其在化学工业、石油化工、原子能等工业中，由于金属材料腐蚀造成的跑、冒、滴、漏，不仅造成大量的、宝贵而有限的资源与能源的严重浪费， 还能使许多有害物质甚至放射性物质泄漏而污染环境，危害人民的健康，有的甚至会长期造成严重的后果；而由于金属腐蚀所造成的灾难性事故严重地威胁着人们的生命安全；
许多局部腐蚀引起的事故，如氧脆和应力腐蚀断裂这一类的失效事故，往往会引起爆炸、火灾等灾难性恶果，在一定程度上威胁着人类的生存与发展，所以对于金属腐蚀问题的研究显得尤为 重要。 1.2 铝合金及其腐蚀机理 铝合金是近代发展起来的一类重要的金属材料。铝合金具有强度高、密度小、导电导热性强、力学性能优异、可加工性好等优点而广泛应用于化学工业、航空 航天工业、汽车制造业、食品工业、电子、仪器仪表业以及海洋船舶工业等领域。但是铝合金与其他金属一样，也面临着严重的腐蚀问题。虽然在自然条件下，铝合金表面容易形成一层厚约 4 nm 的自然氧化膜，但是这层膜多孔、不均匀且抗蚀性差，难以抵抗恶劣环境的腐蚀的。为了解决上述问题，有必要对铝合金的腐蚀机理有所了解。一般而言，金属在满足以下 5 个基本条件下 就会受到腐蚀:(1)阳极;(2)阴极;(3)阴一阳之间存在着连续接触;(4)电解质溶液;(5)阴极反应物(如氧气、水或氢气)。铝合金的腐蚀电化学反应为：Al A l3++ 3e( 1) O2 + 2H20 + 4 e 4 0H (中性/碱性) (2) + 2H + 2 e H 2（g）(酸性) (3) 由于原电池作用加速了铝腐蚀，有机或无机阻隔层和钝化剂可避免合金与电解质接触而发生阴极反应，与此同时也抑制腐蚀电子向金属界面的 传导;另外钝化剂(如铬酸盐)形成的不溶性氧化物沉积在受腐点，使活性腐蚀点(如晶界、晶族、凹坑、沉淀析出处)减少，从而阻挡水、
铝合金的腐蚀与防护
一．引言 1.1金属防腐蚀的重要意义 金属材料是现代最重要的工程材料，人类社会的文明和发展与金属材料的使用、发展与进步有着极为密切的联系。但是金属材料及其制品会受到各种不同形式的损坏，其中最重要、最常见的损坏形式腐蚀。 金属腐蚀问题存在于国民经济的各个领域，而且随着经济建设和科学技术的发展，腐蚀的危害越来越严重，对于国民经济的发展的制约作用越来越突出。使得腐蚀科学在国民经济中所处的地位越来越重要。据统计，人们每年冶炼出来的金属约有1/10被腐蚀破坏，相当于每年约有1/10 的冶炼厂因腐蚀的存在而做了无用功；而1/10 被腐蚀破坏的金属所殃及的金属制品的破坏，其损失要远远大于金属本身的价值。据美国国家标准局(NBS)调查，1975年美国因腐蚀造成的损失高达700亿美元，即当年国民经济总产值(GNP)的4.2%;《光明日报》1999年1月20日报道，1997年因腐蚀给我国国民经济带来的损失高达2800亿人民币。 以上所说仅就经济损失而言，在有些领域，尤其在化学工业、石油化工、原子能等工业中，由于金属材料腐蚀造成的跑、冒、滴、漏，不仅造成大量的、宝贵而有限的资源与能源的严重浪费，还能使许多有害物质甚至放射性物质泄漏而污染环境，危害人民的健康，有的甚至会长期造成严重的后果；而由于金属腐蚀所造成的灾难性事故严重地威胁着人们的生命安全；许多局部腐蚀引起的事故，如氧脆和应力腐蚀断裂这一类的失效事故，往往会引起爆炸、火灾等灾难性恶果，在一定程度上威胁着人类的生存与发展，所以对于金属腐蚀问题的研究显得尤为重要。 1.2铝合金及其腐蚀机理 铝合金是近代发展起来的一类重要的金属材料。铝合金具有强度高、密度小、导电导热性强、力学性能优异、可加工性好等优点而广泛应用于化学工业、航空航天工业、汽车制造业、食品工业、电子、仪器仪表业以及海洋船舶工业等领域。但是铝合金与其他金属一样，也面临着严重的腐蚀问题。虽然在自然条件下，铝合金表面容易形成一层厚约4 nm 的自然氧化膜，但是这层膜多孔、不均匀且抗蚀性差，难以抵抗恶劣环境的腐蚀的。 为了解决上述问题，有必要对铝合金的腐蚀机理有所了解。一般而言，金属在满足以下5个基本条件下就会受到腐蚀:(1)阳极;(2)阴极;(3)阴一阳之间存在着连续接触;(4)电解质溶液;(5)阴极反应物(如氧气、水或氢气)。 铝合金的腐蚀电化学反应为： Al 3++ 3e-( 1) O2 + 2H20 + 4 e - -(中性/碱性) (2) 2H ++ 2 e-H 2（g）(酸性) (3) 由于原电池作用加速了铝腐蚀，有机或无机阻隔层和钝化剂可避免合金与电解质接触而发生阴极反应，与此同时也抑制腐蚀电子向金属界面的传导;另外钝化剂(如铬酸盐)形成的不溶性氧化物沉积在受腐点，使活性腐蚀点(如晶界、晶族、凹坑、沉淀析出处)减少，从而阻挡水、氧或电解质的进一步渗透，降低腐蚀速率。
铝及铝合金阳极氧化膜耐蚀性试验方法
铝及铝合金阳极氧化膜耐蚀性试验方法 1．适用范围 本标准系铝及铝合金制品（以下简称制品）阳极氧化膜（以下称膜）耐蚀性试验方法的规定。 2．试验方法的种类 试验方法按照下述规定，针对制品使用目的选用。 (1)耐碱试验 a.滴碱试验 b.电动势测定试验 (2) CASS试验 3．试验方法 3．1滴碱试验：使用滴碱试验装置，测定直到膜层被溶解的滴碱时间来评定耐碱性的方法。（方法略） 3．2电动势测定试验：让膜层接触碱液，使用电动势测定装置，电镀膜层溶解终点的方法。（方法略） 3．3 CASS试验方法 使用CASS试验机，对试片进行盐水喷雾，喷液为氯化钠溶液中添加氯化铜和醋酸的酸性溶液，以等级序数来评定耐蚀性的方法。 (1)试液的配置 试液按以下顺序配制： a.在树脂等制造的容器内，注入所需量的蒸馏水(50×10Ω·cm以上)。
b.为了赶出溶解在蒸馏水中的气体，使用插入式石英电热器将水加热到 50℃，保温1h左右，为使温度均匀，要经常搅拌。 c.按JIS K 8150将氯化钠（1级以上的试剂）配成4.0W/V%溶液。(氯化 钠溶液浓度的测定按照3.3d或采用如下的方法进行：取液25mL，用 蒸馏水稀释至100mL，充分混合，用移液管取上述溶液10mL，添加 40mL的蒸馏水以及1mL的1W/V%铬酸钾溶液-不含氯化物，然后用 0.1N硝酸银溶液滴定至出现稳定的红色，其滴液量为16.5~17.5mL) d.经过充分搅拌以后，取出部分溶液用水间接冷却至25℃，然后测定比 重，比重范围规定为1.0250-1.0260。 e.按JIS K 8145每1L盐水溶液中溶解0.26g的氯化铜CuCl2·2H2O（试剂）。 f.接着每1L盐水溶液中按JIS K 8355添加1ml醋酸(试剂)，经过充分搅 拌以后取出50ml溶液测定。 如果在25℃的温度下，PH高于3则再添加醋酸，经过搅拌以后，再 次测定PH，如此反复操作，使其25℃的PH值调到3.0。 g.经过调整的溶液为防止灰尘进入，用盖子盖好。 (2)设备 本试验必要的装置：由配备有喷嘴、盐水槽、试片架、喷雾液取样容器等的恒温湿箱及盐水补充槽、空气饱和器、空气压缩机及排风装置等构成，必须满足如下的试验条件。 a.要求设备材料不影响试片的耐腐蚀性能，而且不为试液所腐蚀。 b.喷雾喷嘴不直接向试片喷雾，同时积压的顶部的液滴也不能滴落在试 片上。
7055铝合金材料性能
一,AA 7055铝合金材料性能摘要 7055铝合金是目前最先进的商用高强高韧铝合金，具备极高的强度、较好的韧性以及良好的抗应力腐蚀性，具有广泛的应用前景。材料在复杂的服役环境中可能受到各种不同载荷的作用，对材料在不同加载条件下力学行为的研究是完善材料开发、应用以及进行新材料及结构设计的基础。目前，国内对7055铝合金的研究尚处于起步阶段，对于这类新型高性能铝合金在不同加载条件下的力学行为研究仍然十分匮乏，同时，目前也没有一个被广泛接受的本构模型能对该类材料在大的温度和应变率范围内力学行为进行准确描述。另外，作为目前研究材料动态力学行为最为常用的实验设备——分离式霍普金森压杆（SHPB）和分离式霍普金森拉杆（SHTB），在实验方法和实验技术上尚未形成完善、统一的标准，有待进一步的研究和发展，譬如SHPB实验中实现预定应变率的实验参数选取问题，以及SHTB实验中的试样连接方式等。 基于以上背景，本文首先针对SHPB和SHTB实验方法开展了研究和改进工作；然后，较为系统地研究了美国铝业公司生产的AA 7055-T77铝合金在不同温度和应变率下的力学性能及行为，结合微观组织分析对其部分机理进行了初步研究，根据实验结果对Johnson-Cook本构模型进行了修正，并对本构模型的适用性进行了检验和讨论；最后，为评估AA 7055铝合金的高速撞击特性，对AA 7055铝合金和参考材料在高速撞击下的厚板成坑行为进行了研究和对比分析。本文主要的研究内容如下： 第一，基于一维应力波理论推导出一个应变率预估公式，以预估公式为核心，提出了一种可方便实现预定应变率的SHPB实验方案设计方法，并通过数值仿真与实验对该方法进行了演示和验证。 第二，设计了一种用于SHTB装置的楔形卡口式试样连接方式，并通过数值仿真及实验测试证明了这种卡口式连接方式是有效可行的。 第三，利用Gleeble热模拟试验机对AA 7055铝合金在不同温度下的低应变率单轴压缩性能进行了测试，温度范围为300~750K，加载应变率分别为0.0005s-1、0.01s-1和1s-1；利用SHPB 及改进试样连接方式的SHTB装置对其在常温下的动态压缩性能和动态拉伸性能进行了研究，应变率测试范围为：动态压缩时900~5000s-1，动态拉伸时500~1600s-1；获得了AA 7055铝合金在以上加载条件下的应力应变关系和力学行为。 第四，基于AA 7055铝合金的实验结果，提出了一个包含临界转变温度 哈尔滨工业大学工学博士学位论文 的温度效应附加函数、一个耦合温度的应变率效应函数和一个包含有效应变的分段应变硬化函数，综合以上结果，提出了一个具有上述特征的修正Johnson-Cook模型。利用该修正模型对7050-T7451铝合金在较大的温度和应变率范围内的流动应力进行了预测，得到的结果与实验结果符合的较好；同时，该修正模型高温下简化形式对AA 7055铝合金在本文研究范围内的流动应力预测结果与实验结果符合得较好，得到的结果均优于Johnson-Cook模型。说明本文提出的修正Johnson-Cook模型对于铝合金材料具有较好的适用性。 第五，对45%体积分数SiCp/2024Al复合材料、2024铝合金及2A12铝合金也进行了部分测试，获得了这3种参考材料的部分力学性能和材料参数。参考材料的实验结果以及文献中的实验数据表明，本文提出的温度效应附加函数同样适用于参考材料以及部分其它材料。 第六，在单次动态压缩的基础上，利用SHPB对AA 7055铝合金和2024铝合金进行不同次数的循环动态压缩测试，通过对宏观应力应变关系和微观组织变化综合分析，研究了AA 7055铝合金动态压缩时剪切局部化的发展过程。发现了铝合金动态压缩时试样内部剪切局部化的形成机理和发展规律。 最后，利用二级轻气炮系统研究了AA 7055铝合金、45%体积分数SiCp/2024Al复合材料和
铝和铝合金的大气腐蚀机理完整版
铝和铝合金的大气腐蚀 机理 集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]
1铝和铝合金的大气腐蚀机理 铝和铝合金的表面氧化膜是铝合金具有耐大气腐蚀性的主要原因.铝的氧化膜(γ-Al 2O 3 )在室 温的大气中就可以生成,而且非常迅速和致密,厚度为25~30.也就是说,氧化膜在大气环境中具有 自修复功能.若有水存在或者暴露在大气中几个月以后,最初形成的γ-Al 2O 3 的外层转变为一薄层 γ-AlOOH.然后,在γ-AlOOH上又会覆盖上一层Al(OH) 3(也可写成Al 2 O 3 ·3H 2 O).从铝-水体系的电 位-pH图可知,Al(OH) 3在较大的pH范围内都会保持稳定.Al(OH) 3 从pH=4开始溶解;当pH=2.4时, 认为Al(OH) 3 会完全溶解(事实上,即使pH=2.0时,铝表面的腐蚀类型仍然是孔蚀.).大部分的降 雨、差不多所有的雾、表面蒸发浓缩的液层和铝表面小孔内的电解质都会使铝处于腐蚀状态.环境 因素对铝的大气腐蚀的影响和其它金属相似,与环境大气的相对湿度、温度、大气中SO 2 的浓度、 Cl-的含量以及降水的数量、酸度相关性较大,同时也受到O 3,NO x 及CO 2 等污染组分的轻微影响.大 气污染物通过干湿沉降,使得金属表面存在着和大气中同样丰富的化学组分.暴露在大气中的铝合金表面可分为三层:铝合金及其氧化膜、腐蚀产物层和大气污染物形成的污染层或薄液膜.根据大气化学组分对铝和铝合金化学、电化学反应的不同及形成的腐蚀产物的性质不同,存在着不同的腐蚀机制. １.氯离子的存在是引起铝和铝合金大气腐蚀的重要原因.由于铝的氯化物具有可溶性,在户外暴露的铝表面上并没有大量的氯化物层存在,只有少量的氯离子进入到腐蚀产物层.Cl-通过竟争吸附, 逐渐取代Al(OH) 3表面上的OH-生成AlCl 3 ,如方程式(1)~(3)所示: Al(OH) 3+Cl-→Al(OH) 2 Cl+OH-(1) Al(OH) 2Cl+Cl-→Al(OH)Cl 2 +OH-(2) Al(OH)Cl 2+Cl-→AlCl 3 +OH-(3) ２.空气中的CO 2能有效地阻碍NaCl引发的铝的大气腐蚀.铝在不含CO 2 潮湿空气中的腐蚀速率,和 在正常CO 2水平的空气中的腐蚀速率相比,约是后者的20倍.有人认为,CO 2 中和了在铝表面阴极区 氧还原产生的氢氧根离子,降低了液层pH值,从而使得铝的溶解速率下降. ３.一般认为:O 3是潜在的加速剂,通过氧化H 2 S、SO 2 和NO x 而影响金属的大气腐蚀.O 3 还能够通过自 身的去极化反应,引起铝腐蚀.实验表明,铝暴露在不同大气污染物(10ppm的SO 2,NO x ,O 3 ,取样大气) 的气体(25e和98%相对湿度)四个星期以后,O 3引起的腐蚀失重最大,其次是SO 2 ,NO 2 ,取样大气,NO. 氧化膜的完整性及成分还受到铝合金的化学组分和微观结构的影响.为了提高铝合金的力学性能,往往要加入一些合金元素,并进行一定的热处理(固溶、淬火、时效等).一些杂质元素如Fe、 Mn、Si也常以FeAl 3、AAlMnSi、SiO 2 等形式出现在铝合金当中.这些合金元素对铝合金微观结构
各系铝合金特点
一系:1000系列铝合金代表 1050、1060 、1100系列。在所有系列中1000系列属于含铝量最多的一个系列。纯度可以达到99.00%以上。由于不含有其他技术元素，所以生产过程比较单一，价格相对比较便宜，是目前常规工业中最常用的一个系列。目前市场上流通的大部分为1050以及1060系列。1000系列铝板根据最后两位阿拉伯数字来确定这个系列的最低含铝量，比如1050系列最后两位阿拉伯数字为50，根据国际牌号命名原则，含铝量必须达到99.5%以上方为合格产品。我国的铝合金技术标准(gB/T3880-2006)中也明确规定1050含铝量达到99.5%.同样的道理1060系列铝板的含铝量必须达到99.6%以上。 工业纯铝具有铝的一般特点，密度小，导电、导热性能好，抗腐蚀性能好，塑性加工性能好，可加工成板、带、箔和挤压制品等，可进行气焊、氩弧焊、点焊。 特点:含铝99.00%以上,导电性有好,耐腐蚀性能好,焊接性能好,强度低,不可热处理强化. 应用范围：高纯铝(含铝量99.9%以上)主要用于科学试验,化学工业及特殊用途. 特点：:以铜为主要合元素的含铝合金.也会添加锰、镁、铅和铋为了切削性。 如：2011合金，在熔练过程中要注意安全防护（会产生有害气体）。2014合金用天航空工业，强度高。2017合金比2014合金强度低一点，但比较容易加工。2014可热处理强化。 缺点：晶间腐蚀倾向严重。 应用范围：航空工业（2014合金），螺丝（2011合金）和使用温度较高的行业（2017合金）。 特点：以锰为主要合金元素的铝合金，不可热处理强化，耐腐蚀性能好，焊接性能好。塑性好。（接近超铝合金）。 缺点：强度低，但可以通过冷加工硬化来加强强度。退火时容易产生粗大晶粒。 应用范围：飞机上使用的导油无缝管（3003合金），易拉罐（3004合金）。 阳极氧化可行性：1xxx系铝合金又称“纯铝”,一般不用于硬质阳极氧化。但在光亮阳极氧化和保护性阳极氧化具有很好的特性。 二系:2000系列铝合金代表2024、2A16（LY16）、 2A02（LY6）。2000系列铝板的特点是硬度较高，其中以铜原属含量最高，大概在3-5%左右。2000系列铝棒属于航空铝材，目前在常规工业中不常应用。 硬铝：代号2XXX，常用的有2A11、2A12等。硬铝有良好的机械性能，强度大（如2A12-T4抗拉强度可达469MPa以上）又便于加工，而且密度小，可作轻型结构材料。一般的硬铝中，镁不超过2%。锰可提高强度和耐蚀性，但一般限制锰小于1%，加入少量的钛可细化晶粒，铁与硅均限制在小于0.5-0.6%，并希望铁硅比值大于等于一。硬铝的缺点主要有：1）耐蚀性不良，因此不得不在硬铝板材表面用轧制方法包一层工业纯铝（纯铝厚度占板材厚度3-5%）成为包铝硬铝。有包铝层时强度有所下降。2）固溶处理温度范围窄，小于此温度不能发挥最大强化效果，而超出上限温度，又有产生晶界“过”的可能使晶粒聚集受到破坏。3）焊接裂纹倾向大，用熔焊法有困难。 阳极氧化可行性：2xxx系铝合金又称“铝铜镁合金”，由于合金中的Al-Cu金属间化合物在阳极氧化时易溶解，因此难以生成致密的阳极氧化膜，在保护性阳极氧化时，其耐腐蚀性
提高和稳定铸造铝合金耐腐蚀性的几点意见
提高和稳定铸造铝合金耐腐蚀性的几点意见 (l)掌握金属元素的性质和作用以及适宜的加人量、使用方法,在铝合金中加人有益于提高耐腐蚀性的元素,如Si、Mg、Mn等是获取耐腐蚀合金的一条重要途径。比如,Al一Mg、Al一Si、Al一Si一Cu一Mn一Mg等系合金均具有较好的耐腐蚀性。这方面已有许多成熟的方法,此不再赘述。 (2)微量元素和杂质对合金耐腐蚀性的影响,严控有害元素或杂质的进入或抑制其作用,充分发挥有益元素或杂质提高合金耐腐蚀性。为满足适宜的使用性能和铸造性能,在熔炼铝合金时除添加一定的主要金属元素外,还需添加一些微量元素如Re、Na、Sr、P、Mn、Ca、Ni、Ti、Cr、Zn等。原辅材料及合金熔炼过程中不可避免地带人某些微量元素和杂质,给铸造铝合金的耐腐蚀性带来不可忽视的影响。如图la、图lb,两个试样同属ZL104,在同样的条件下,腐蚀同样时间,图1a未经过精炼、净化,杂质含量高(4一5级),图lb已经精炼、净化,杂质含量低(1级)。 图1a 图1b 由图看出,前者受腐蚀程度较后者严重得多。一是因为其进人合金的途径随机性大;二是含量低,即使用原子吸收光谱也不易测定。如图2为同炉样件做Na变质衰退实验,无锡、上海两地原子光谱分析结果相差较大,而S:的分析结果较相近,符合实际。正因此,合金材料标准中也没有其技术参数。但它们残留在合金中,有的成为杂质直接降低合金的耐腐蚀性,如Pb、Sn、Bi等;有的损害有益元素或杂质强化合金耐腐蚀性或其它使用性能,如P对Sr、Ca对Sr、CL对Na等均有反作用等。因此,如何控制这些微量元素或杂质,尽量去除或抑制其有害于合金耐腐蚀性的一面,又充分发挥其有益一面,是我们铸造工作者需要认真对待的课题。 图2a 图2b 铸造铝合金耐蚀性直接影响其开发应用 (l)在铝合金中加人适量的有利于提高耐蚀性的元素如Si、Mg、Mn等,是获得耐蚀铸造铝合金的一条重要途径。 (2)熔炼工艺规范化。在熔炼铸造铝合金过程中,适时、适量加人某些有益于提高合金耐蚀性的微量元素或杂质对其进行适宜的精炼、净化、变质、细化处理,以获得优质合金液,可提高铸造铝合金耐蚀性。 (3)铸件表面的清净及其适宜的处理仍是提高其耐蚀性的有效措施。
铝及铝合金的耐腐蚀性研究英文
河南工程学院《专业英语》考查课 专业论文 Corrosion resistance of aluminum and aluminum alloys 2015 年11 月15 日
Corrosion resistance of aluminum and aluminum alloys Yanghan Department of College of Mechanical Engineering Henan Institute of Engineering 605564494@https://www.360docs.net/doc/8918931266.html, Abstract：The failure caused by the corrosion-wear of molten aluminum and its alloys is one of the main problems in aluminumindustry. In this work, the resistance behavior of various materials, including Fe-based alloys, ceramics and corresponding highapparatus of corrosion-wear in molten aluminum and its alloys, were reviewed. The synergistic effect of corrosion and wear wasdiscussed based on corrosion and wear mechanics. The effects of dynamic agitation due torotating of friction pairs, physical propertyof liquid metal and size of grain etc., on the corrosion-wear resistance performance were investigated. In addition, the characteristicsof corrosion-wear resistance performance of materials in molten aluminum and its alloy were summarized. According to our recentprogress referred to kinds of materials, especially a TiAl3/Ti3AlC2/Al2O3 composite, the ceramics/metal composites with aco-continuous structure will be of great advantage in the field of corrosion-wear environment of molten aluminum and its alloys. Key Words：molten aluminum; aluminum alloy; corrosion; wear; synergistic effect 1 Introduction Corrosion-wear is one of the extreme states presentin engineering process. Different from corrosion-wear inaqueous media which have been found primarily basedon an electro-chemical process, the corrosion-wear inmolten metal involves not only the corrosion caused bythe high temperature molten metal, but also thesynergistic effect between corrosion and wear, whichresults in much greater material losses than the simplesum of losses by either process alone. It is in fact a kindof mechanical?physical?chemical process that involvesdissolution, diffusion, reactions in solid and liquid, wearand interactionamong them.The changes in microstructure surface morphology, and composition ofthe interface between solid and liquid during this processdegrade the physical and mechanical properties of thestructure materials sharply . Molten aluminum andits alloys are one of the most aggressive metal melts dueto their high chemical activity with nearly all metals andmetal oxides . Therefore, the solid contaminationand system failure resulting from corrosion-wear ofmolten aluminum are unavoidable in the aluminum[1].
2019各种铸造铝合金牌号的主要特点及应用
精心整理 页脚内容 各种铸造铝合金牌号的主要特点及用途 ZL101的特点是成分简单，容易熔炼和铸造，铸造性能好，气密性好、焊接和切削加工性能也比较好，但力学性能不高。适合铸造薄壁、大面积和形状复杂的、强度要求不高的各种零件，如泵的壳体、齿轮箱、仪表壳（框架）及家电产品上的零件等。主要采用砂型铸造和金属型铸造。 Zl101A 由于是在ZL101的基础上加了微量Ti ，细化了晶粒，强化了合金的组织，其综合性能高于Zl101、ZL102，并有较好的抗蚀性能，可用作一般载荷的工程结构件和摩托车、汽车及家电、仪表产品上合金是以 Zl102 不Zl104 Zl105、Fe ZL106 气密性、主要ZL107 ZL107ZL108 ZL108由于含Si 量较高，又加入了Mg 、Cu 、Mn ，使合金的铸造性能优良，并且热膨胀系数小，耐磨性好，强度高，并具有较好的耐热性能。但抗蚀性稍低。适合制作内燃发动机的活塞及其它要求耐磨的零件以及要求尺寸、体积稳定的零件。主要采用压铸和金属型铸造，也可采用砂型铸造。 ZL109 这是复杂合金化的Al-Si-Cu-Mg-Ni 合金，由于含Si 量提高，并加入了Ni ，使合金具有优良的铸造性能和气密性能以及较高的高温强度，耐磨性和耐蚀性也得到提高，线膨胀系数和密度也有较大的降低，适合制作内燃发动机活塞及要求耐磨且尺寸、体积稳定的零件。主要用金属型铸造和砂型铸造。 ZL111
精心整理 页脚内容 ZL111是复杂合金化的合金能，由于还加入了Mn 、Ti ，使该合金有优良的铸造性能，较好的耐蚀性、气密性，高的强度。其焊接和切削加工性能一般。适合铸制形状复杂、承受重大负荷的动力结构件（如飞机发动机的结构件、水泵、油泵、叶轮等），要求气密性较好和在较高温度下工作的零件。主要采用金属型和砂型铸造，也可采用压铸。 ZL114A ZL112是复杂合金化的合金能，由于还加入了Mn 、Ti ，使该合金有优良的铸造性能，较好的耐蚀性、气密性，高的强度。其焊接和切削加工性能一般。适合铸制形状复杂、承受重大负荷的动力结构件（如飞机发动机的结构件、水泵、油泵、叶轮等），要求气密性较好和在较高温度下工作的零件。主要采用金属型和砂型铸造，也可采用压铸。 ZL115 有较好的铸造性能和较高的力学性能，主要用作大负荷的工程结构件及其它零件，如阀门壳体、叶ZL116 Fe ZL117量元算料，铸造。 都是 ZL201ZL201A 多用砂型铸造。 ZL202 ZL202有比较好的铸造性能和较高的高温强度、硬度及耐磨性能，但抗蚀性较差。适合铸制工作温度在250℃载荷不大的零件，如气缸头等。主要用砂型铸造和金属型铸造。 ZL203 由于ZL203降低了Si 的含量，流动性稍差，热裂倾向较大，抗蚀性也比较差，但有较好的高温强度和焊接及切削加工性能。适合铸制工作温度在250℃以下承受载荷不大的零件以及常温下有较大载荷的零件，如仪表零件，曲轴箱体等。多用砂型铸造和低压铸造。 ZL204A 这是高纯度、高强度铸造Al-Cu 合金，也有较好的塑性和较好的焊接和切削加工性能，但铸造性能较差。适合铸制有较大载荷的结构件，如支承座、支臂等零件。多采用砂型铸造和低压铸造。
铝合金的牌号、状态和性能
1铝的基本特性与应用范围 铝是元素周期表中第三周期主族元素，原子序数为13，原子量为26.9815。 铝具有一系列比其他有色金属、钢铁、塑料和木材等更优良的特性，如密度小，仅为2.7 g / cm3，约为铜或钢的1/3；良好的耐蚀性和耐候性；良好的塑性和加工性能；良好的导热性和导电性；良好的耐低温性能，对光热电波的反射率高、表面性能好；无磁性；基本无毒；有吸音性；耐酸性好；抗核辐射性能好；弹性系数小；良好的力学性能；优良的铸造性能和焊接性能；良好的抗撞击性。此外，铝材的高温性能、成型性能、切削加工性、铆接性以及表面处理性能等也比较好。因此，铝材在航天、航海、航空、汽车、交通运输、桥梁、建筑、电子电气、能源动力、冶金化工、农业排灌、机械制造、包装防腐、电器家具、日用文体等各个领域都获得了十分广泛的应用，下表列出了铝的基本特性及主要应用领域。 铝的基本特性及主要应用领域
3 变形铝合金分类、牌号和状态表示法 3. 1变形铝合金的分类 变形铝合金的分类方法很多，目前，世界上绝大部分国家通常按以下三种方法进行分类。 ⑴按合金状态图及热处理特点分为可热处理强化铝合金和不可热处理强化铝合金两大类。不可热处理强化铝合金（如：纯铝、Al-Mn、Al-Mg、Al-Si系合金）和可热处理强化铝合金（如：Al-Mg-Si、Al-Cu、Al-Zn-Mg 系合金）。 ⑵按合金性能和用途可分为：工业纯铝、光辉铝合金、切削铝合金、耐热铝合金、低强度铝合金、中强度铝合金、高强度铝合金（硬铝）、超高强度铝合金（超硬铝）、锻造铝合金及特殊铝合金等。 ⑶按合金中所含主要元素成分可分为：工业纯铝（1×××系），Al-Cu合金（2×××系），Al-Mn合金（3×××系），Al-Si合金（4×××系），AL-Mg合金（5×××系），Al-Mg-Si合金（6×××系），Al-Zn-Mg合金（7×××系），Al-其它元素合金（8×××系）及备用合金组（9×××系）。 这三种分类方法各有特点，有时相互交叉，相互补充。在工业生产中，大多数国家按第三种方法，即按合金中所含主要元素成分的4位数码法分类。这种分类方法能较本质的反映合金的基本性能，也便于编码、记忆和计算机管理。我国目前也采用4位数码法分类。 3. 2中国变形铝合金的牌号表示法 根据GB/T16474 —1996―变形铝及铝合金牌号表示方法‖，凡化学成分与变形铝及铝合金国际牌号注册协议组织（简称国际牌号注册组织）命名的合金相同的所有合金，其牌号直接采用国际四位数字体系牌号，
铝合金 特性
(1)铝硅系合金，也叫“硅铝明”或“矽铝明”。有良好铸造性能和耐磨性能，热胀系数小，在铸造铝合金中品种最多，用量最大的合金，含硅量在10％～25％。有时添加0.2％～0.6％镁的硅铝合金，广泛用于结构件，如壳体、缸体、箱体和框架等。有时添加适量的铜和镁，能提高合金的力学性能和耐热性。此类合金广泛用于制造活塞等部件。 (2)铝铜合金，含铜4.5％～5.3％合金强化效果最佳，适当加入锰和钛能显著提高室温、高温强度和铸造性能。主要用于制作承受大的动、静载荷和形状不复杂的砂型铸件。 (3)铝镁合金，密度最小 (2.55g/cm3)，强度最高(355MPa左右)的铸造铝合金，含镁12％，强化效果最佳。合金在大气和海水中的抗腐蚀性能好，室温下有良好的综合力学性能和可切削性，可用于作雷达底座、飞机的发动机机匣、螺旋桨、起落架等零件，也可作装饰材料。 (4)铝锌系合金，为改善性能常加入硅、镁元素，常称为“锌硅铝明”。在铸造条件下，该合金有淬火作用，即“自行淬火”。不经热处理就可使用，以变质热处理后，铸件有较高的强度。经稳定化处理后，尺寸稳定，常用于制作模型、型板及设备支架等。 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，但比强度高，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。 纯铝产品】 [编辑本段] 纯铝分冶炼品和压力加工品两类，前者以化学成份Al表示，后者用汉语拼音LG （铝、工业用的）表示。 【压力加工铝合金】 [编辑本段] 铝合金压力加工产品分为防锈（LF）、硬质（LY）、锻造（LD）、超硬（LC）、包覆（LB）、特殊（LT）及钎焊（LQ）等七类。常用铝合金材料的状态为退火（M 焖火）、硬化（Y）、热轧（R）等三种。 【铝材】 [编辑本段] 铝和铝合金经加工成一定形状的材料统 称铝材，包括板材、带材、箔材、管材、棒材、线材、型材等。 【铸造铝合金】 [编辑本段] 铸造铝合金（ZL）按成分中铝以外的主要元素硅、铜、镁、锌分为四类，代号编码分别为100、200、300、400。
铝及铝合金材料简
第三章铝及铝合金材料 第一节铝及铝合金材料应用领域 铝是地球上存储量最丰富的金属元素，自1808年被发现以来，已经广泛用于工业、农业、造船、航天、航空、轨道车辆等领域，铝元素主要用于下列领域： 电力传输工业 铝合金散热器制造业 飞机、航空、航天设备 汽车工业 高速铁路轨道车辆、地铁 造船 场馆建筑 门窗结构 金属铝及铝合金不同于钢材，当报废时，可再次熔化使用，对环境破坏最小，同时新型铝合金材料和热处理方法不断出现，铝合金材料强度越来越高，因此，铝合金的应用将越来越广泛。 第二节铝及铝合金材料的物理特性 铝及铝合金具有如下物理特点： -比重低（2.7g/cm3），强度高（最高可达450MPa） -耐大气腐蚀性比钢高 -在零度以下温度时，具有良好韧性 -非常适于铸造工艺 对于纯铝，其物理特性和钢相比具有如表3-1的内容： 表3-1 铝与钢物理特性比较表 性能Al Fe 原子重量（g/mol）26.98 55.84
对于铝及铝合金，物理特性如表3-2。 表3-2 铝及铝合金的物理特性表 第三节铝及铝合金材料的分类
一、铝及铝合金材料分类表 铝及铝合金材料按时效方式可分为可时效硬化铝合金、非时效硬化铝合金、铸造铝合金三类。非时效强化铝合金具有良好的耐腐蚀性，时效强化铝合金耐腐蚀性相对较差，铸造铝合金耐腐蚀性介于两者之间，图3-1表明了三类铝合金之间的关系。 图3-1 铝合金材料分类表 二、时效硬化铝合金 时效硬化铝合金指的是含有镁、硅、锌或铜的铝合金通过退火、淬火和时效可以获得较高的抗拉强度的铝合金。这些材料可在室温状态下通过数天的时间自然时效，也可在80°C和 160°C之间的温度下加快时效，例如60 °C时，时效60小时，120 °C时，时效24小时，可以得到相同的时效效果。人工时效还取决于焊件的大小，越大的焊件，时效时间越长。 由于焊接热输入的原因，时效硬化铝合金在热影响区损失了时效强度。焊接热影响区强度只有母材强度的60-70%，焊接时输入的热量越高，就有更多的焊接热量将改变原来的强度。后来的热处理可使它们返回到其原来的强度值。7系列铝合金自然时效明显，如AlZn 4.5 Mg在焊后通过简单的自然时效就可回复到其原来的强度值。在铝合金车辆工业，大部分使用的是时效强化型铝合金，由于焊接接头强度的降低，在设计结构上，在接头区要加强，以保证结构等强要求。 三、非时效硬化铝合金 非时效硬化铝合金在热处理后不硬化。它们从固溶处理中得到较高的强度（与纯铝相比）。AL—Mg和Al-Mn合金是典型的非时效强化铝合金。 四、铸造铝合金 通过向铝中添加硅可得到铸铝合金。铸铝合金在修补时，焊接材料通常使用与基材相同成分的母材进行这些修焊工作，特别是焊缝与母材有相同物理、化学特性要求时更是如此。用于这些合金的焊接材料不得有较高的含氢量。抛光后，焊缝的颜色要与母材相同。