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铝合金知识点成分、标号的定义、及特性1970年12月制定的变形铝及铝合金国际牌号命名体系推荐方法命名的牌号如下; 航空、航天和军事工业主要使用的铝材代表牌号是7075、7050,2024、2124。7XXX系列硬度最高,锌Zn在这个系列是主要的合金元素。以7075-T651铝合金位代表制 品,其机械性能超过低碳钢。2XXX系列综合性能最好,铜Cu在这个系列是主要的合金元素,在热处理后其机械性能 会相等或超过低碳钢。以上这两个系列的生产水平是代表一个国家的军事实际力量。1XXX系列为纯铝。3XXX系列,锰Mn在这个系列是主要的合金元素。4XXX系列,硅Si在这个系列是主要的合金元素。5XXX系列,镁Mg在这个系列是主要的合金元素。6XXX系列,硅Si和镁Mg在这个系列是主要的合金元素。铝合金的成分所谓的“合金”,是指两种或两种以上的金属,加热熔化后,合成一种新型态的金属,而所 谓的“铝合金”,则是指使用铝合其他金属加热熔化而成,并且铝在合金中还要占有最高的 比例。一般铝合金成分的标示方式是采用4个阿拉伯数字来表示,它清楚载明了铝合金内所 含的各种金属元素。其中第一位数字则是说明了铝合金中,除了铝元素以外,加入的最主要 的金属元素。其表示方式为如:(各种不同铝合金代号与其代表的加入合金中的金属元素) 数字 主要的合金元素1XXX 铝(Aluminum)最少估占99%以上2XXX铜(Copper)3XXX锰(Manganese)4XXX矽(Silicon)5XXX 镁(Magnesium)6XXX镁和矽7XXX锌(Zinc)8XXX其他金属元素在从2XXX到8XXX的数字群中,第二个数字表示了合金加工的方式,而最后二个数字,则 是提供给在同一系列的族群中作为区别使用。每种不同的铝合金,都是其适用的场合与限制,而在遥控模型的使用上,我们最常看到的, 也是应用最广的,当属6061和7075这两种规格,以下我们再针对此两种作进一步说明。6061 :在6061规格铝合金中,铝合金元素占了 97.9%,镁元素占了 1%,矽元素占了 0.6% 另外还有加入了 0.28%的铜与0.2%金各(Chromium)。7075:在7075铝合金中,主要的铝和锌金属元素分别占了 90%和5.6%,其他则是镁元素占了 2.5%,铜占了 1.6%,金各占了 0.23%最后还有余数则是矽,锰,钛等金属元素。铝合金强度测量的依据一般我们在测量金属的强度时会有各种不同的方法,不过我们再次提出三种最常被使用的方 式,来作为衡量铝合金强度的依据。它分别是屈服力(Yield),剪切力(Shear)和张力(Tensile) 而测量的单位则分别有英制的(KSI:每一平方英寸所能承受的千磅数(thousands of pounds persquare inch)与公制的(KN/m:每一平方米所能承受的千牛顿力)而为了统一起见本文 以(KSI)为衡量的单位依据。所谓的“屈服力”是表示要破坏聚合物网状结构最小的力。每个物体表面都是其所能承受的 力量的限制,一暂超过此作用力时,物体就会开始变形,而失去其原本的形状。而如果用我 们一般较为熟悉的方式来解释,一物体在单位面积上所能承受而且不使其产生变形的最小作 用力,就是屈服力。而剪切力则是用来衡量物体所能承受来自于侧面的撞击力大小的依据, 在遥控车上应用最广的就是摆臂插销的部分,使用剪切力越高的材质所制成的摆臂插销,其 所能承受的侧面撞击力就会越大,也较不易弯曲,变形。最后一项就是大家比较熟悉的张力, 它是表示要物体拉到分开所需施于的最小力量,而张力有时也被称为物体的极限强度 (Ultimate strength)或最终强度。在此我们顺便附上6061与7075的铝合金强度测量的数据供 你参考:铝合金 屈服力 剪切力 张力代号(Yield)(Shear)(Tensile)6065 7KSI 10KSI 13KSI7075 15KSI 22KSI 33KSI上表:6061与7075的各种强度测量数据。从上表中我们可以很清楚的看出,7075比起6061铝合金而言,在各方面的测量数据都要明 显高出许多,而这主要是因为7075铝合金中,铝合金的含量比6061中含有的铝还少了近8% 所的缘故(6061中含有97.9%的铝,而7075中则含有90%的铝)。因为,纯铝是一项非常 软的金属元素。金属的韧度(Temper)采用合金的方式,可以改变金属本身的特性,使其变成另外一种物理特性完全不同的材质。 而除了合金外,另外一种可以用来提高金属整体强度的方式,就是所谓的“热处理”。一般 我们常听到的“淬火”就是“热处理”的一种,它是让金属在经由高温加热后,再进行急速 冷却的方式来增加其强度。而一般用来说明金属在经由“热处理”后的特性,就是所谓的“韧 度(Temper)”。一般描述金属“韧度”的方式,是采用不同的英文字母缩写来表示。在此我们列出几种常见 的英文字母所代表的意义供你参考:F:表示金属在经过加工处理后(包括:冷加工、热加工或铸造成形)就不再施以特别处理。O:表示金属再经过“退火(Annealed)”的处理过程,至最低要求的强度水准。而一般经由 “退火”的目的,是希望能使加工硬化的机件再度软化,并回复到要求的韧性,以增加材质 的延展性与安定性,方便做更进一步的加工。W:指使用“固溶热处理(Solution Treatment)”并经由“自然时效(Natural Aging)”的方 式,来达到金属硬化的目的。而此热处理的方式,一般是使用在7XXX系列的铝合金,以提 高其硬度。H:表示经过加工变形的成品,这是一种不需要再经过额外热处理的过程,而能够提高材质本 身强度的一种方式。T:比上述的“F”、“O”或“H”等,更能强化材质韧性的一种热处理方式。而一般再“ T” 的字母后,都会再跟一个或一个以上的数字。如我们常听到的“T6”就是其中一种。上述中的“固溶热处理”与“自然时效”都是硬化热处理的一种,而一般实用的析出硬化热 处理程序,通常都会包括:固溶热处理、淬火与时效处理(Aging Treatment)三种步骤。所 谓的“固溶热处理”是指将合金内的材料完全升温到金属熔解,以便让所有溶质全部溶入在 一起的过程;而“淬火”则是指将“固溶热处理后”的材料,迅速冷却以便获得更大的硬度 的过程。而“时效处理”则将“淬火”处理后的物体,放置在恒温的状态下,使其内部结构 逐渐发生变化,并产生细致的析出物,而造成性质上的变化。此恒温若是在室温的状态下, 则称为“自然时效”;而若在高温炉中进行,则称之为“人工时效”。在所有的遥控模型的应用上,我们常可看到采用“T6”热处理的铝合金。如果是使用“T6061 T6”热处理的铝合金,甚至可以让原本6061的材质,拥有比7075铝合金更高的“屈服力” 与“张力”(参考下表),不过在“剪贴力方面,则比7075还低。因此,在采用“T6”热处 理后,将可大幅度提升铝合金的“屈服力”与“张力”,但相对在“剪切力”的增加幅度则 较小,而这种热处理的的技术,同样都适用在6061与7075的材质上。铝合金代号屈服力(Yield)剪切力(Shear)张力(Tensile)6061 7KSI 10KSI 13KSI7075 15KSI 22KSI 33KSI6061T6 31KSI 17KSI 35KSI7075-T6 73KSI 48KSI 83KSI表三:在采用“T6”级热处理后,所得到的各种衡量强度的数据。更进一步了解7075-T6在上述中,我们说明了将6061铝合金材质,在使用“T6”级热处理后所得到的各种强度测 量数据,而对于采用“T6”级热处理的7075而言,又会有怎样惊人的表现呢?如上列的表三所示,对于7075-T6而言,在“屈服力”上提升到将近原本未经热处理前 的五倍(15KSIf73KSI),而“张力”也提升了约二倍半(33KSI83KSI),二更令人惊讶的则 是在“剪切力”方面。对于6061T6而言,仅提升了 7KSI (10KS17KSI),为原本的70%; 而在7075T6上,则是从22KSI提升到48KSI,整整提升了二倍多。物质的用途决定于物质的性质。由于铝有多种优良性能,因而铝有着极为广泛的用途。铝的密度很小,仅为2.7 g/cm3,虽然它比较软,但可制成各种铝合金,如硬铝、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。此外,宇宙 火箭、航天飞机、人造卫星也使用大量的铝及其合金。例如,一架超音速飞机约由70%的铝及其合金构成。船舶建造中也大量使用铝,一艘大型客船的用铝量常达几千吨。铝的导电性仅次于银、铜,虽然它的导电率只有铜的2/3,但密度只有铜的1/3,所以输 送同量的电,铝线的质量只有铜线的一半。铝表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力,而且有一 定的绝缘性,所以铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。(3) 铝是热的良导体,它的导热能力比铁大3倍,工业上可用铝制造各种热交换器、散热材 料和炊具等。(4) 铝有较好的延展性(它的延展性仅次于金和银),在100 C-150 C时可制成薄于0.01 mm 的铝箔,这些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) 铝的表面因有致密的氧化物保护膜,不易受到腐蚀,常被用来制造化学反应器,医疗器 械,冷冻装置,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) 铝在氧气中燃烧能放出大量的热和耀眼的光,常用于制造爆炸混合物,如铵铝炸药(由 硝酸铵、木炭粉、铝粉、烟黑及其它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等。铝还用做炼钢过程中的脱氧剂。铝粉和石墨, 二氧化钛(或其它高熔点金属的氧化物)按一定比率均匀混合后,涂在金属上,经高温煅烧 而制成耐高温的金属陶瓷,它在火箭及导弹技术上有重要应用。(9) 铝板对光的反射性能也很好,铝越纯,其反射能力越好,因此常用来制造高质量的反射 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常 用铝。生铝生铝(翻砂铝),生铝是从一种天然提炼的化学成分氧化铝中提取出来的纯度不高的铝。生铝是不纯净的铝,它和生铁一样,使劲一敲就碎。常见的铝制品又轻又薄,这是熟铝。铝 合金是在纯铝里掺进少量的镁、锰、铜等金属冶炼而成的,抗腐蚀本领和硬度都得到很大的 提高。生铝 成分:98%以下铝,性质脆硬,只能翻砂铸造产品。熟铝成分:98%以上铝,性质柔软,可压延或冲轧多种器皿。2.压铸铝铸造是金属冶炼加工的一种工艺,通常是利用金属的重力在模具中进行浇铸。但铝压铸 不是靠重力完成的,而是施加了一定压力。有点类似注塑。但它有一套技术含量较高的抽芯, 冷却等系统。总的来说,都是通过一个集中入口将材料送到要铸注造的型腔内,形成零件。适合压铸工艺的铝就是压铸铝,通常是压铸铝合金。3.6061 铝、6063 铝他们是四位数字表示的以镁和硅为主要合金元素并以Mg2Si相为强化相的铝合金。第一位是数字,用以区分组别。后两位用于区分同一组别系列内的材料牌号,没有特殊意义。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、
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