铝合金及其应用-课件(ppt·精选)
《铝及铝合金》教案
1 《铝及铝合金》教学设计
一、教学课题
苏教版《化学1》专题3第一单元《铝及铝合金》，让学生了解铝的主要性质，能运用铝的性质解释生产、生活中的一些实际问题，培养学生实验操作能力、观察能力和分析问题的能力。善于利用互联网搜索，扩大知识面，加深对知识的理解。
二、教材分析
本节课要求掌握铝的主要性质，结合知识解决生产、生活中的一些实际问题。
教学目标：
1、理解并掌握铝的主要性质和用途
2、通过实验探究和问题讨论，了解实验研究的方法。
3、通过动手实验及分组讨论，激发学生的探究热情，形成对科学持续的内在兴趣。
三、教学方法
教法：分组讨论法、实验探究法、多媒体课件教学、充分运用互联网技术，搜索相关知识加深理解，激发兴趣，提高能力。
学法：学生预习，上网查找相关资料，合作交流，解读探究。
四、教学过程
军事的发展其实也离不开化学，制造导弹、飞机的材料都要用到铝合金。现在就让我们走进铝的世界。
2 [图片观察]同学们看，这幅图(如图1所示)展示了铝的很多用途。用途由性质决定，请大家观察这些图片，讨论、归纳铝的物理性质。
[分组讨论一] 由图片讨论并归纳出铝的物理性质。
[第一次展示高压锅] 请看，这是日常生活中常用的铝制高压锅，高压锅中都有这样的一张说明书，请一位同学上来读一下说明书中关于清洗高压锅的注意事项。这位同学读的内容已经显示在大屏幕上了(如图2所示)，请大家分组讨论一下，从说明书中推测铝可能有哪些化学性质？
[分组讨论二]从说明书中推测铝可能具有的化学性质。
[归纳总结]从说明书中可以看出，铝能与酸、碱等物质反应。是不是这样呢？我们用实验来验证。
[分组实验] 铝与酸、碱、盐的反应。这是点滴板，今天的实验就在点滴板中进行，主要做三个实验：铝与酸、碱、盐的反应。(如图3所示) 实验过程中请仔细观察现象。
[汇报现象]已经完成实验的小组请举手。请同学来描述一下实验现象。
[原因分析]同样是铝片与硫酸反应，不同小组观察到的现象为什么不一样呢？（停顿）原来是硫酸的浓度不同，有的小组发的是稀硫酸，有的发的却是浓硫酸。请到课本P68中寻找答案。
变形铝及铝合金化学成分
变形铝及铝合金化学成分
变形铝及铝合金具有良好的加工性能、机械性能和抗腐蚀性能，因此被广泛应用于国防军工、化工、航空、航天和其他领域。变形铝及铝合金要求具有良好的机械性能，变形铝及铝合金中化学成分对其机械性能有着至关重要的作用。
变形铝及铝合金中包含着元素铝、镁、铜、锰、锌、铁、锂、铬、硅等，它们的组成也不尽相同。铝是铝合金的主要成分，由于铝本身具有极佳的机械性能和腐蚀耐受性能，因此用它来制造变形铝及铝合金用于制造各种中型到重型零件是最好的。
镁可以提高材料的机械强度，抗拉强度和塑性，同时具有良好的耐热性、耐蚀性和氧化抗性。同时，也能增强材料的焊接性能和电磁特性，能较好的改善变形铝及铝合金的焊接加工性能。
铜可增加铝合金的强度、抗压强度和导电性。此外，铜的强度变化小，略微有利于提高变形铝及铝合金的力学性能。
锰具有良好的抗腐蚀性能和减震性，可提高材料的加工硬度、抗疲劳强度、冲击力学性能。
锌具有良好的抗冲击和断裂性能，耐热性和耐腐蚀性，能有效提高变形铝及铝合金的断裂抗性和塑性。
锂可以提高材料的热处理性能，具有良好的抗磨损性能，还能增加变形铝及铝合金的热处理性能和机械性能。
硅能提高变形铝及铝合金的韧性和力学性能，可抑制静电溅射，具有很好的电磁隔离能力，同时也有利于抗腐蚀性能。
总之，变形铝及铝合金中各种化学成分都是为了提高材料的物理和化学性能才被添加的，合理使用合适的化学成分，能够产生更好的机械性能的变形铝及铝合金。
常见铝及铝合金牌号的分类以及命名规则
常见铝及铝合金牌号的分类以及命名规则
铝在众多应用领域中被认为是最为经济实用的， 在其中加入合金元素及运用热处理方式
来强化铝作为结构材料，从而诞生出铝合金。铝及铝合金的编号主要分为八个系列。 按照铝
合金系，从强度最低 1xxx系纯铝到强度最高 7xxx系铝锌合金。
铝及铝合金牌号说明
国际牌号（用四位阿拉伯数字，现常用表示方法） ：
1XXX表示为99%以上的纯铝系列，女口 1050
2XXX表示是铝-铜合金系列，如 2014
3XXX表示是铝-锰合金系列，如3003
4XXX表示是铝-硅合金系列，如4032
5XXX表示是铝-镁合金系列，如5052
6XXX表示是铝-镁-硅合金系列，如 6063
7XXX表示是铝-锌合金系列，如7001
8XXX表示是上述以外的合金体系
9XXX表示备用合金组
纯铝的牌号命名法： 铝含量不低于99.00%时为纯铝，其牌号用1XXX系列表示。牌号的最后 两位数字表示最低铝百分含量。当最低铝百分含量精确到 0.01%时，牌号的最后两位数字就
是最低铝百分含量中小数点后面的两位。 牌号第二位的字母表示原始纯铝的改型情况。 如果
第二位的字母为 A,则表示为原始纯铝；如果是 B~Y的其他字母（按国际规定用字母表的次
序选用），则表示为原始纯铝的改型，与原始纯铝相比，其元素含量略有改变。
铝合金的牌号命名法： 铝合金的牌号用 2XXX~8XXX系列表示。牌号的最后两位数字没有特
殊意义，仅用来区分同一组中不同的铝合金。牌号第二位的字母表示原始合金的改型情况。
如果牌号第二位的字母是 A,则表示为原始合金；如果是 B~Y的其他字母（按国际规定用字
母表的次序选用），则表示为原始合金的改型合金。
铝及铝合金的钝化方法
铝及铝合金的钝化方法
铝及铝合金是一种常见的金属材料，在工业生产和日常生活中被广泛使用。然而，由于铝的活泼性，容易与氧气发生化学反应产生氧化物，导致铝表面的钝化问题。这不仅会影响铝材料的外观，还会降低其耐腐蚀性能。因此，钝化成为提高铝及铝合金耐蚀性的一项重要工艺。
钝化是指通过在金属表面形成一层致密、均匀的氧化膜，从而改善金属材料的耐蚀性能。对于铝及铝合金而言，常用的钝化方法有化学钝化、电化学钝化和磷化钝化等。
首先是化学钝化。化学钝化是指将铝材料浸泡于含有氟硅酸钠、硝酸铝等活性成分的镁铝钠水溶液中。这种方法可以在铝表面形成一层厚约0.01-0.02毫米的氧化膜，提高铝的耐蚀性能。在工业生产中，化学钝化可以通过喷涂、浸泡、喷淋等方式进行。该方法的优点是成本低、操作简便，适用于大批量铝材料的钝化处理。
其次是电化学钝化。电化学钝化是指通过电解的方式，在铝材料表面形成致密、均匀的氧化膜。在这种方法中，铝材料被作为阳极，在硫酸铝溶液中通以直流电流，使铝表面发生氧化反应，生成保护性的氧化膜。电化学钝化的优点是能够控制氧化膜的厚度和质量，可选用不同的电解液和工艺参数来满足不同要求。然而，电化学钝化需要特定的设备和技术，成本较高，适用于对钝化层质量要求较高的特殊场合。
最后是磷化钝化。磷化钝化是指将铝材料浸泡于含有磷酸盐和硝酸等成分的酸性溶液中，通过与金属铝发生化学反应，在铝表面形成一层磷化层。这种磷化层具有良好的耐蚀性和耐磨性，同时还能增加铝表面的润滑性。磷化钝化适用于特殊要求的铝合金，如航空航天、汽车等行业中使用的铝材料。磷化钝化的优点是蚀齿性好、成本低、工艺简便。
总之，对于铝及铝合金的钝化处理，化学钝化、电化学钝化和磷化钝化是常见的方法。不同的钝化方法适用于不同的应用场合，通过选择合适的钝化方法，可以有效提高铝及铝合金的耐蚀性能，延长其使用寿命。在实际应用中，还需要结合具体材料的性质和要求，选择适合的钝化工艺参数和设备条件，确保钝化效果的稳定和可靠。
铝及铝合金加工产品的化学成分
铝及铝合金加工产品的化学成分
一、铝的化学成分
铝是一种轻质、耐腐蚀的金属，化学符号为Al，原子序数为13，其化学成分主要包括铝元素本身和少量的杂质。纯度较高的铝通常含有99.5%以上的铝元素，杂质主要为铁、硅、铜、锰、镁等。其中，铁和硅是常见的杂质，其含量一般分别在0.2-0.5%和0.4-0.7%之间。
二、铝合金的化学成分
铝合金是由铝与其他金属或非金属元素形成的合金，其化学成分根据不同的合金类型和用途而有所不同。常见的铝合金主要包括铝铜合金、铝锌合金、铝锰合金、铝镁合金等。
1. 铝铜合金
铝铜合金是一种常见的高强度铝合金，其化学成分一般为铝和铜。根据不同的应用要求，可以调整铜的含量以达到不同的强度和硬度。铝铜合金具有良好的耐腐蚀性和可加工性，在航空、航天、汽车等领域有广泛应用。
2. 铝锌合金
铝锌合金是一种常见的耐腐蚀铝合金，其化学成分主要为铝和锌。铝锌合金具有优异的耐腐蚀性和抗拉强度，广泛应用于海洋工程、建筑材料等领域。
3. 铝锰合金 铝锰合金是一种常见的耐热铝合金，其化学成分主要为铝和锰。铝锰合金具有良好的耐热性和强度，常用于制造发动机零部件、航空航天器材等。
4. 铝镁合金
铝镁合金是一种常见的轻质铝合金，其化学成分主要为铝和镁。铝镁合金具有较低的密度和良好的强度，广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。
三、铝及铝合金加工产品的应用
铝及铝合金加工产品具有许多优良的性能，因此在各个领域都有广泛的应用。
1. 建筑领域
铝及铝合金制品在建筑领域应用广泛，如门窗、幕墙、屋顶、墙板等。其轻质、耐腐蚀和可塑性能使其成为一种理想的建筑材料。
2. 航空航天领域
铝及铝合金在航空航天领域有重要的应用，如飞机机身、发动机零部件、航天器材等。其轻质和高强度使得飞机在保持稳定性的同时减轻了重量，提高了燃油效率。
3. 交通运输领域
铝及铝合金在交通运输领域有广泛的应用，如汽车车身、铁路车辆、自行车等。铝制品的轻质和抗腐蚀性能使得交通工具更加节能环保。
铝和铝合金知识,国内外牌号对照表
1,国外压铸铝合金的成分及特征：
JIS ALCOA 主要化学成分
规格 规格 Si(硅) Cu(铜) Mg(镁) Zn(锌) Mn(锰) Fe(铁) Ti(钛) Ni(镍) Sn(锡) Al(铝)
ADC1 A13 11/13 0.6↓ 0.3↓ 0.5↓ 0.3↓ 1.3↓ -- 0.5↓ 0.1↓ 余量
ADC3 A360 9/10 0.6↓ 0.4/0.6 0.5↓ 0.3↓ 1.3↓ -- 0.5↓ 0.1↓ 余量
ADC4 360 9/10 0.6↓ 0.4/0.6 0.5↓ 0.3↓ 2.0↓ 0.5↓ 0.1↓ 余量
ADC5 218 0.3↓ 0.2↓ 4/11 0.1↓ 0.3↓ 1.8↓ -- 0.5↓ 0.1↓ 余量
ADC6 214 1.0↓ 0.12↓ 2.5/4 0.4↓ 0.4/0.5 0.8↓
-- 0.1↓ 0.1↓ 余量
ADC7 43 4.5/9.5 0.6↓ 0.3↓ 0.5↓ 0.3↓ 1.3↓ -- 0.5↓ 0.1↓ 余量
ADC8 85 4.5/7.5 2.0-4.5 0.3↓ 1.0↓ 0.3↓ 1.3↓ 0.5↓ 0.3↓ 余量
ADC9 85 4.5/7.5 2.0-4.0 0.3↓ 1.0↓ 0.5↓ 2.0↓ 0.5↓ 0.3↓ 余量
ADC10 A380 7.5/9.5 2/4 3/4 0.3↓ 1.0↓ 3.0↓ 0.5↓ 1.3↓ -- 0.5↓ 0.3↓ 余量
ADC12 384 10.5/12 1.5/3.5 0.3↓ 1.0↓ 0.5↓ 1.3↓ -- 0.5↓ 0.3↓ 余量
Al-Si 母合金 20.1 0.04 0.03↓ 0.04↓ 0.03↓ 0.3↓ 5↓ 余量
380 7.5/9.5 3/4 0.3↓ 3.0↓ 0.5↓ 1.3↓ -- 0.5↓ 0.3↓ 余量
铝合金机械属性
合金代号 合金状态 机械性能
高一化学知识点总结必修一铝金属材料
铝 金属材料
一、铝：
1、物理性质：
银白色金属,
硬度和密度小,
具有良好的导电、导热性和延展性.其导电性在银铜金之后
2、化学性质：
1 与非金属单质反应：
2Al+3Cl2 2AlCl3
4Al+3O2 2Al2O3
常温也可以反应,生成致密氧化膜,常用来解释为什么铝不容易生锈
2 与酸反应：
A、与非氧化性酸反应盐酸,稀硫酸等,生成氢气
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ 2Al+6H+=2Al3++3H2↑
2Al+3H2SO4===Al2SO43+3H2↑ 2Al+6H+=2Al3++3H2↑
B、与氧化性酸反应,发生钝化,即铝、铁在冷的浓硫酸,浓硝酸中发生钝化
注意: ① 如果是稀硫酸或者是稀硝酸,则不会发生钝化
② 如果是热的浓硫酸或者是热的浓硝酸,也不会发生钝化
3 与碱反应：生成四羟基合铝酸钠
2Al+2NaOH+6H2O===2NaAlOH4+3H2↑
2Al+2OH–+6H2O=2AlOH4–+3H2↑
4 与盐反应：按照金属活动性顺序,发生置换反应
2Al+3Cu2+===3Cu+2Al3+
5 与氧化物反应：发生铝热反应
2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
注意事项：① 反应物铝和金属氧化物统称铝热剂
② 铝热反应的实验现象为：发出耀眼的光芒、放出大量的热、有熔融物生成.
③ 铝热反应常用于焊接铁轨和冶炼金属
二、氧化铝
1、存在形式：氧化铝主要存在刚玉中,刚玉的主要成分是Al2O3 ,
A、其中把含少量铬元素的刚玉称为红宝石；
B、含少量的铁和钛元素的刚玉称为蓝宝石.
2、物理性质：白色固体、不溶于水、熔沸点高.
3、化学性质：
1 电解反应：电解氧化铝用于制取金属铝
2Al2O3 ========= 2Al + 3 O2 ↑
铝及铝合金标准汇编
铝及铝合金标准汇编
一、铝及铝合金术语定义
1. GB/T 8005.1-2008 铝及铝合金术语和定义
该标准规定了铝及铝合金的基本术语和定义，包括铝及铝合金的基本性质、分类、加工工艺等方面的术语。
二、铝及铝合金产品分类
1. GB/T 3190-2008 变形铝及铝合金化学成分
该标准规定了变形铝及铝合金的化学成分，包括各种牌号的化学成分及杂质含量等技术要求。
2. GB/T 3246-2012 变形铝及铝合金晶粒度测定
该标准规定了变形铝及铝合金晶粒度的测定方法，包括晶粒度级别分类、测定方法、结果表示等方面的规定。
3. GB/T 3880-2012 铝及铝合金轧制板材、带材、箔材和挤压管材、型材、线材和棒材
该标准规定了铝及铝合金轧制板材、带材、箔材和挤压管材、型材、线材和棒材的分类、尺寸、外形、重量等方面的要求。
4. GB/T 4436-2012 铝及铝合金管材外形尺寸和允许偏差
该标准规定了铝及铝合金管材的外形尺寸和允许偏差，包括管材的直径、长度、壁厚、弯曲度等方面的要求。
5. GB/T 4437-2008 铝及铝合金波纹板、带材和箔材
该标准规定了铝及铝合金波纹板、带材和箔材的分类、尺寸、外形、重量等方面的要求。
6. GB/T 4438-2006 铝及铝合金热挤压管材
该标准规定了铝及铝合金热挤压管材的分类、尺寸、外形、重量等方面的要求。
7. GB/T 4439-2005 铝及铝合金热挤压型材
该标准规定了铝及铝合金热挤压型材的分类、尺寸、外形、重量等方面的要求。
8. GB/T 8545-2008 铝及铝合金模锻件和自由锻件
该标准规定了铝及铝合金模锻件和自由锻件的分类、尺寸、外形、重量等方面的要求。
铝及铝合金的焊接工艺
铝及铝合金的焊接工艺
铝及铝合金的焊接特点
(1) 铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝（Al2O3 ）熔点高、非常稳定，不易去除。阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊缝产生气孔。焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理，清除其表面氧化膜。在焊接过程加强保护，防止其氧化。钨极氩弧焊时，选用交流电源，通过“阴极清理”作用，去除氧化膜。在厚板焊接时，可加大焊接热量，例如，氦弧热量大，利用氦气或氩氦混合气体保护，或者采用大规范的熔化极气体保护焊，在直流正接情况下，可不需要“阴极清理”。
（2）铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接过程中， 大量的热量能被迅速传导到基体金属内部，因而焊接铝及铝合金时，能量除消耗于熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位，这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著，为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的能源，有时也可采用预热等工艺措施。
（3）铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。铝凝固时的体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，因此，需采取预防焊接变形的措施。铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。在耐蚀性允许的情况下，可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。在铝硅合金中含硅0.5％时热裂倾向较大，随着硅含量增加，合金结晶温度范围变小，流动性显著提高，收缩率下降，热裂倾向也相应减小。根据生产经验，当含硅5％～6％时可不产生热裂，因而采用SAlSi 條(硅含量4．5％～6％)焊丝会有更好的抗裂性。
（4）铝对光、热的反射能力较强，固、液转态时，没有明显的色泽变化，焊接操作时判断难。高温铝强度很低，支撑熔池困难，容易焊穿。
铝及其铝合金 教案
月 日 （星期 ） 总第 课时
课 题 铝及铝合金
教
学
目
标 知识目标 1、熟悉铝及铝合金的概念与性能
2、了解铝合金的种类和牌号
能力目标 识别铝及铝合金的概念、组织与性能、牌号和用途
情感目标 能够准确分析铝及铝合金的概念、组织与性能、牌号和用途
教学重点 铝及其铝合金
教学难点 掌握铝及铝合金的概念、组织与性能、牌号及用途
教学用具 多媒体，视频材料 教学方法 阅读教学法、归纳法、举例分析法，讲授法
教学过程设计
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
一、组织教学
二、课题引入
二、讲授新课
点名，查考勤
生产实践中最常见的材料，说出它的性能
铝是一种具有良好的导电传热性及延展性的轻金属。
铝中加入少量的铜、镁、锰等，形成坚硬的铝合金。
1. 纯铝（Al）
按纯度分为高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝。
高纯铝：99.93%～99.996%，用于科研， 代号L01～L04。
工业高纯铝：99.85%～99.9%，用于作铝合金的原料、特殊化学器械等，代号L00、L0。
工业纯铝：98.0%～99.0%， 用作管、线、板材和棒材，代号L1～L6。
高纯铝后的编号数字越大，纯度越高；工业纯铝代号后的编号数字越大，纯度越低。
2. 铝及铝合金的性能特点
①密度小，熔点低，导电性、导热性好，磁化率低
②抗大气腐蚀性能好
③加工性能好
3. 铝合金
根据成分特点和生产方式不同分：变形铝合金和铸造铝合金。
引导学生记忆
变形铝合金根据性能不同分：防锈铝、硬铝、超硬铝和锻铝。
按国家标准（GB3190－1982）规定：
防锈铝、硬铝、超硬铝和锻铝代号分别用LF、LY、LC、LD等字母及一组顺序号表示，如LF5、LY1、LC4、LD5。