铝硅合金的用途
2018-12-27 16:26:15
铝硅合金是一种以铝、硅为主成分的锻造和铸造合金。 一般含硅11%。同时加入少量铜、铁、镍以提高强度。密度2.6~2.7g/cm3。导热系数101~126W/(m·℃)。杨氏模量71.0GPa。冲击值7~8.5J。疲劳极限±45MPa。
铝硅合金有以下用途:
1、在含硅量超过Al-Si共晶点(硅11.7%)的铝硅合金中,硅的颗粒可明显提高合金的耐磨性,组成一类用途很广的耐磨合金。
2、用于制造低中强度的形状复杂的铸件,如盖板、电机壳、托架等,也用作钎焊焊料。
3、铝硅合金是一种强复合脱氧剂,在炼钢过程中代替纯铝可提高脱氧剂利用率,并可净化钢液,提高钢材质量。用铝脱氧的钢锭,一般称为,镇定钢,由于铝脱氧后会被氧化成氧化铝,氧化铝可以细化奥氏体晶粒,所以铝脱氧的钢具有较好的综合力学性能。
4、硅铝合金密度小,热膨胀系数低,铸造性能和抗磨性能好,用其铸造的合金铸件具有很高的抗击冲击能力和很好的高压致密性,可大大提高使用寿命,常用其生产航天飞行器和汽车零部件。
铝硅玻璃主要性能指标
2018-12-28 14:46:52
铝硅玻璃组成选用Li20-A1203-Si02系统,采用压延法生产,厚度为6-20㎜,具有透明度高,适宜化学钢化等特点的玻璃。 透过率:91.8%(8㎜)
折射率:1.5325(黄光)
软化温度:600℃
抗弯强度:450-500Mpa
膨胀系数:50X10-7/℃(20~100℃)
抗热冲击温度:250~300℃
铝硅玻璃
2018-12-20 09:35:36
铝硅玻璃中的Al2O3和SiO2含量很高,具有较好的化学稳定性、电绝缘性、机械强度以及较低的热膨胀系数,可用于加工制造卤灯玻壳、无碱基片、无碱玻纤维及化工管道等,是一种用量较大的特种工业玻璃。 铝硅玻璃组成选用Li20-A1203-Si02系统,采用压延法生产,厚度为6-20㎜,具有透明度高,适宜化学钢化等特点的玻璃。 主要性能指标 透过率:91.8%(8㎜) 折射率:1.5325(黄光) 软化温度:600℃ 抗弯强度:450-500Mpa 膨胀系数:50X10-7/℃(20~100℃) 抗热冲击温度:250~300℃ 作用 广泛应用于:钢铁、冶金、石油化工、电厂、半导体、新型光源、精密光学仪器、航空、军工、仪表、印染、锅炉厂等高压机械设备。 玻璃颜色 无碱铝硅酸盐玻璃一般是无色透明的,有时也有略点浅黄色。 规格尺寸 耐高压铝硅玻璃产品是一种比较特殊的产品,一般可以加工成圆形视镜、方向视镜和长条型玻璃板等 圆形视镜:Φ25mm~Φ200mm 方形视镜:20mm×20mm-150mm×250mm 长条形玻璃板:一般常用尺寸是250×34×17mm、280×34×17mm、320×34×17mm这一系列尺寸,最长可达400mm 发展趋势 由于成分中不含助熔的碱金属氧化物,并且A2O3和SiO2含量较高,无碱铝硅玻璃的熔制十分困难,玻璃中的气泡和条纹不易排除。目前国内该种玻璃的熔化均采用铂坩埚进行连熔或单埚生产。这种生产方式大大增加了无碱铝硅玻璃的成本,并给异形(管材、薄片等)产品的成形带来了较大困难,致使无碱铝硅玻璃的运用收到了较大的限制。 为了解决上述问题,满足国民经济发展对铝硅玻璃品种和产量的需求,建立规模经济——提供产量,降低成本,成为该玻璃应用开发的发展趋势。 要形成规模经济,首先应解决规模生产的熔窑问题。波歇炉是八十年代法国Bussy发明的一种可连续、也可间歇生产的新型高温电熔窑,。该熔窑为一金属罐体结构,用未完全熔化的配合料保持较低的炉顶温度,以冷淋态玻璃为池壁内衬,免除了耐火材料与玻璃液的直接接触,解决了高温状态下耐火材料的侵蚀及玻璃液的污染问题。波歇炉采用电极加热,炉内形成电阻发热区,玻璃液从中心高温区向外侧回流,中央温度可达2000℃,完全满足难熔玻璃对熔制温度的要求。国外许多厂家已采用该熔窑熔制无碱铝硅玻璃。 除需解决熔制手段外,要形成规模生产还需加强对类玻璃工艺性能的研究,在成分钟不引人碱金属氧化物的情况下,通过碱土金属盒稀土金属氧化物降低玻璃的熔化温度,调整玻璃的料性,以此降低玻璃熔制和成形时,对熔窑、耐火材料和成形工艺的技术要求,从而提高规模生产的玻璃质量创造条件。
用电热法生产铝硅合金
2019-01-14 14:53:00
国家靠前批重点高新技术火炬计划项目———电热法生产铝硅合金技术,近日由河南省登封电厂集团自主研发成功。该集团铝合金有限公司成功用低品位铝土矿冶炼出铝含量55%的初始铝硅合金。 电热法生产铝硅合金技术是国际公认的优于电解铝的铝冶炼新技术,曾被列入国家六五、七五攻关计划,但未获成功。登封电厂集团铝合金有限公司利用公司16.5MVA大型矿热炉,从冶炼硅铁成功转产铝硅合金。 据了解,电热法生产的铝硅合金产品成本比传统方法低20%左右,特别是能有效解决我国铝矿资源铝比率相对较低的问题,大大提高了铝硅合金产品的市场竞争能力,为中国铝工业可持续发展开辟了新的道路。
铝的性能
2019-03-11 11:09:41
铝的导电性仅次于银、铜,被很多用于电器设备和高压电缆。铝是热和光(包含紫外光)最好的反射体之一,因而它被用作绝热材料以及反射望远镜中的反射镜。世界上最大的望远镜中的反射镜就是喷涂铝的。铝能够制宇航器件,以削减紫外线对人体的损害,有一种宇航服的内层就是由镀有金属铝的八层化纤织物制成的。铝还有杰出的吸音功能,一些广播室、大型建筑天花板就选用铝来吸音。
铝在低温环境中强度和机械功能仍很好,所以铝不光能够作冷冻食物运送、贮存的设备以及冰冷区域的建筑物材料,并且还可用于火箭的液氢、液氧贮存箱等零件。铝在温度低于2开以下成为超导体。
铝在建筑上大显神通,铝有杰出的抗腐蚀功能。莫斯科克里姆林宫里的议会大厦是用铝和玻璃缔造的。现在铝合金已用于桥梁、大厦、飞机库和水下建筑等方面。
运送工具很多选用铝。在国防工业上铝也有很广泛的用处。用铝制成的舰艇,不只速度快、不被海水腐蚀,并且没磁性,能避免磁性突击。
6061铝性能
2017-06-06 17:50:10
6061铝性能在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。 随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展,对铝合金焊接结构件的需求日益增多,使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展,同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域,因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。 纯铝的密度小(ρ=2.7g/m3),大约是铁的 1/3,熔点低(660℃),铝是面心立方结构,故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%),易于加工,可制成各种型材、板材。抗腐蚀性能好;但是纯铝的强度很低,退火状态 σb 值约为8kgf/mm2,故不宜作结构材料。通过长期的生产实践和科学实验,人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝,这就得到了一系列的铝合金。 添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度,σb 值分别可达 24~60kgf/mm2。这样使得其“比强度”(强度与比重的比值 σb/ρ)胜过很多合金钢,成为理想的结构材料,广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面,飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造,以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的焊接,结构重量可减轻50%以上。 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,。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、建筑用门窗等。 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,铝锌合金和铝稀士合金,其中铝硅合金又有简单铝硅合金(不能热处理强化,力学性能较低,铸造性能好),特殊铝硅合金(可热处理强化,力学性能较高,铸造性能良好)。 了解更多有关6061铝性能的信息,请关注上海
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6063铝性能
2017-06-06 17:50:11
6063铝性能表现在强度比6061低,挤出性良好,可作复杂的断面形状之形材,耐蚀性及表面处理性均佳。 6063铝合金广泛用于建筑铝门窗、幕墙的框架,为了保证门窗、幕墙具有高的抗风压性能、装配性能、耐蚀性能和装饰性能,对铝合金型材综合性能的要求远远高于工业型材标准。 在国家标准GB/T3190中规定的6063铝合金成分范围内,对化学成分的取值不同,会得到不同的材质特性,当化学成分的范围很大时,其性能差异会在很大范围内波动,以致型材的综合性能会无法控制。因此,优选6063铝合金的化学成分成为生产优质铝合金建筑型材的最重要的一环。 合金元素的作用及其对性能的影响 6063铝合金是AL-Mg-Si系中具有中等强度的可热处理强化合金,Mg和Si是主要合金元素,优选化学成分的主要工作是确定Mg和Si的百分含量。 6063铝性能具体表现在: 抗拉强度 σb (MPa):130~230 6063的极限抗拉强度为124 MPa 受拉屈服强度 55.2 MPa 延伸率25.0 % 弹性系数68.9 GPa 弯曲极限强度228 MPa Bearing Yield Strength 103 MPa 泊松比0.330 疲劳强度 62.1 MPa 固溶温度是:520℃[4] 退火温度为:415℃×(2-3)h以28℃/h降温速度从415℃冷至260℃ 熔化温度:615~655℃ 比热容:900 了解更多有关6063铝性能的信息,请关注上海
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铝硅比简介
2018-05-10 18:43:11
铝硅比:是指铝土矿矿石中Al2O3与SiO2的百分含量之比,它是衡量铝土矿品质的最主要标准之一,铝硅比愈高的矿石品质愈好。铝硅比的大小对氧化铝生产制备方法的选择提供依据氧化铝的制备方法大致有:拜耳法(A/S>8-10)适合低硅比的三水铝石型、联合法(A/S=5-7)、烧结法(A/S=3.5-5)(A/S=铝硅比)铝土矿主要资源分布:山西、河南、贵州、广西,储量世界第八我国铝土矿主要矿石类型:主要为高硫、高硅低铝硅比一水硬铝石型。
铜镍硅合金
2017-06-06 17:50:09
铜镍硅合金 (copper-nickel-silicon alloy)以铜镍合金为基础加入硅的白铜。铜镍硅合金含5%~30%Ni、0.1%~3%Si,余量为铜和其他元素和杂质。镍和硅形成Ni2 Si化合物,其中镍与硅的质量比为4。Ni2 Si能固溶于铜中.在共晶温度(1025C)时的最大溶解度为9%,温度降低时,溶解度减小,在室温时几乎等于零。合金在热处理过程中,由于Ni2 Si相的沉淀而强化,既具有铜镍合金的耐蚀性,又克服铜镍合金疲劳强度低的缺点。合金在混合盐水介质中的耐蚀性显著高于一般白铜和锌白铜,因而受到人们的重视。 含10%~20%Ni、1.5%~3%Si,余量为铜的合金,经热处理后抗拉强度达780~980MPa,弹性极限达580~780MPa,弹性模量达120000~150000MPa,伸长率为1%~4%。 铜镍硅合金主要用于制作电气仪表、电子工业用的精密弹簧片,以及耐蚀的仪器仪表零件。
稀土硅合金
2017-06-06 17:50:03
稀土硅合金稀土
金属
(rare earth metals)又称稀土元素,是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称,常用R或RE表示。稀土
金属
是从18世纪末叶开始陆续发现。稀土
金属
的光泽介于银和铁之间。稀土
金属
的化学活性很强。铝硅合金 aluminium silicon alloy 一种以铝、硅为主成分的锻造和铸造合金。一般含硅11%。同时加入少量铜、铁、镍以提高强度。密度2.6~2.7g/cm3。导热系数101~126W/(m·℃)。杨氏模量71.0GPa。冲击值7~8.5J。疲劳极限±45MPa。用于制造低中强度的形状复杂的铸件,如盖板、电机壳、托架等,也用作钎焊焊料。在含硅量超过Al-Si共晶点(硅11.7%)的铝硅合金中,硅的颗粒可明显提高合金的耐磨性,组成一类用途很广的耐磨合金。当含硅量高达14.5%~25%时,再加入一定量的Ni,CU,Mg等元素能改善其综合力学性能。它们可用于汽车发动机中代替铸铁汽缸而明显减轻重量。用作汽缸的铝硅合金,可经过电化学处理以浸蚀表层铝而在缸内壁保留镶嵌于基体的初生硅质点,其抗擦伤能力和抗磨损性以明显改善。含硅量11%~13%的合金以其质轻、低膨胀系数和高耐蚀性能等特点而成为最佳的活塞材料之一。 稀土硅合金的用途将来今后更加的广阔。 以上是稀土硅合金的介绍,更多信息请详见上海
有色金属
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铜合金性能
2017-06-06 17:50:04
铜合金性能copper alloy以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金。纯铜呈紫红色,又称紫铜。纯铜密度为8.96,熔点为1083℃,具有优良的导电性、导热性、延展性和耐蚀性。主要用于制作发电机、母线、电缆、开关装置、变压器等电工器材和热交换器、管道、太阳能加热装置的平板集热器等导热器材。常用的铜合金分为黄铜、青铜、白铜3大类。黄铜 以锌作主要添加元素的铜合金,具有美观的黄色,统称黄铜。铜锌二元合金称普通黄铜或称简单黄铜。三元以上的黄铜称特殊黄铜或称复杂黄铜。含锌低於36%的黄铜合金由固溶体组成,具有良好的冷加工性能,如含锌30%的黄铜常用来制作弹壳,俗称弹壳黄铜或七三黄铜。含锌在36~42%之间的黄铜合金由和固溶体组成,其中最常用的是含锌40%的六四黄铜。为了改善普通黄铜的性能,常添加其他元素,如铝、镍、锰、锡、硅、铅等。铝能提高黄铜的强度、硬度和耐蚀性,但使塑性降低,适合作海轮冷凝管及其他耐蚀零件。锡能提高黄铜的强度和对海水的耐腐性,故称海军黄铜,用作船舶热工设备和螺旋桨等。铅能改善黄铜的切削性能;这种易切削黄铜常用作钟表零件。黄铜铸件常用来制作阀门和管道配件等。青铜 原指铜锡合金,后除黄铜、白铜以外的铜合金均称青铜,并常在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名。锡青铜的铸造性能、减摩性能好和机械性能好,适合於制造轴承、蜗轮、齿轮等。铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承材料。铝青铜强度高,耐磨性和耐蚀性好,用於铸造高载荷的齿轮、轴套、船用螺旋桨等。铍青铜和磷青铜的弹性极限高,导电性好,适於制造精密弹簧和电接触元件,铍青铜还用来制造煤矿、油库等使用的无火花工具。白铜以镍为主要添加元素的铜合金。铜镍二元合金称普通白铜;加有锰、铁、锌、铝等元素的白铜合金称复杂白铜。工业用白铜分为结构白铜和电工白铜两大类。结构白铜的特点是机械性能和耐蚀性好,色泽美观。这种白铜广泛用於制造精密机械、化工机械和船舶构件。电工白铜一般有良好的热电性能。锰铜、康铜、考铜是含锰量不同的锰白铜,是制造精密电工仪器、变阻器、精密电阻、应变片、热电偶等用的材料。
硅黄铜的性能和用途【图表】
2019-05-29 20:30:06
硅黄铜的功能和应用范围 在铜锌合金的基础上,参加硅的黄铜。它在大气和海水中均有较高的耐蚀性,抗应力腐蚀决裂的才能高于一般黄铜。含硅量一般在4%以下。常用硅黄铜80Cu-17Zn-3Si能接受热压力制作,耐蚀性优秀,软态的拉伸强度为300MPa,伸长率为58%,适用于制造船只零件,蒸汽管和水管配件等。这种合金的含铅量不能超过0.01%,否则会危害热塑性,特别是热锻功能。65Cu-31.5Zn-1.5Si-Pb为含铅的硅黄铜,具有较高的切削性,减摩性和耐蚀性,首要用于耐磨锡青铜的代用品。下面就向我们介绍有关硅黄铜的功能和应用范围。 HSi65-1.5-3硅黄铜的功能和应用范围:强度高,耐蚀性好,在冷态和热态下能很好地进行压力制作,易于焊接和钎焊,有很好地耐磨和切削性,但有腐蚀决裂倾向,为耐磨锡青铜的代用品,用于腐蚀和冲突条件下作业的高强度零件。硅黄铜棒 HSi80-3硅黄铜的功能和应用范围:有杰出的力学功能,耐蚀性高,无腐蚀决裂倾向,耐磨性亦可,在冷态、热态下压力制作性好,易焊接和钎焊,切削性好。导热导电性是黄铜中最低的。用于船只零件、蒸汽管和水管配件等。 HSi80-3硅黄铜化学成分硅黄铜HSi80-3化学成分合金牌号CuFePbNiZn杂质总和HSi80-379.0-81.00.60.10.5余量1.5 HSi80-3硅黄铜物理功能称号数值称号数值液相线温度/℃900热导系数/w.(m.k)-1175.1密度/kg.m-38600电阻率/Ω•m0.2线膨胀系数α/℃-1/17.0×10-6弹性模量/GPa98000 硅黄铜热制作及热处理规范 硅黄铜的热制作温度为750-850℃,退火温度一般为400-600℃。硅黄铜管 硅黄铜力学功能称号数值称号数值抗拉强度/MPa300/600硬度HV60/180(软/硬)伸长率/%58/4(软/硬)冲击韧性/J.cm-2120-160硬度HRB90/110(软/硬) 以上为硅黄铜的功能和应用范围的全部内容,期望对您能有所协助。
铝合金性能
2018-12-27 14:45:24
铝是一种轻金属,密度小(2.79/Cm3), 具有良好的强度和塑性,铝合金具有较好的强度,超硬铝合金的强度可达600Mpa,普通硬铝合金的抗拉强度也达200-450Mpa,它的比钢度远高于钢,因此在机械制造中得到广泛的运用。铝的导电性仅次于银和铜,居第三位,用于制造各种导线。铝具有良好的导热性,可用作各种散热材料。铝还具有良好的抗腐蚀性能和较好的塑性,适合于各种压力加工。
铝镁硅合金门闪亮登堂入室
2019-01-16 11:51:40
铝镁硅合金技术在纯铝中添加了镁元素和硅元素,既保证了铝合金的柔韧性,又大大提高了铝合金的强度。
铝镁硅合金做成成品门后,必须要经过抗风压性能、水密性能、气密性能、保温性能、隔音性能、撞击能力、开关顺滑度等方面的测试与检验,门与门洞之间的误差值不超过±2mm,在表面处理方面有静电喷涂、氧化着色、电涌喷涂等先进工艺,使铝镁硅合金成品门在外观看起来美观大方,手感光滑,不易变色,不易划伤。铝镁硅合金成品门的使用寿命可以达到15-20年。
铝镁硅合金门先后推出豪华推拉折叠门、韩日风情折叠门、卫浴平开门、吊趟门、意大利进口仿木纹室内门、壁柜门、隔断门等满足了消费者多样化的需求,风格各异的门同处一室也迎合了用户的审美情趣。
以上资料由抚州澳威门业提供
铝硅玻璃的作用
2018-12-28 14:46:52
铝硅玻璃中的Al2O3和SiO2含量很高,具有较好的化学稳定性、电绝缘性、机械强度以及较低的热膨胀系数,可用于加工制造卤灯玻壳、无碱基片、无碱玻纤维及化工管道等,是一种用量较大的特种工业玻璃。
广泛应用于:钢铁、冶金、石油化工、电厂、半导体、新型光源、精密光学仪器、航空、军工、仪表、印染、锅炉厂等高压机械设备。
我国再生铝硅合金冶金质量现状分析
2019-02-21 13:56:29
[摘 要]本文介绍了我国再生铝出产工艺流程,全面分析了我国铝再生的冶金质量现状和不足之处,指出了净化蜕变是约束我国再生铝出产开展的首要妨碍,以为要使我国再生铝出产上新台阶,就有必要加大技改力度,加大新工艺新设备的投入。 关键词:铝合金 再生运用 冶金质量 一、前语 铝合金以其优异的功能被广泛运用于国民经济的各个职业,现在铝硅合金的出产首要有两种办法:(一)原生铝熔炼制作合金;(二)废旧铝合金收回再运用。废铝再生运用能耗低,能耗只要原生铝出产的5%[1],收回实得率高,能够屡次收回运用。并且再生铝出产出资小,收益期短,比原生铝制作出产铝硅合金具有很大的本钱和能效优势。近十几年来,我国铝再生职业开展迅猛,其间仅旧易拉罐收回运用率达60%以上,2001年我国废旧铝合金净进口量到达360.019万吨[2]。但从整体来看,我国铝收回技能落后,分选、配料和熔炼工艺简略,许多厂商成分检测和质量操控手法尚不完善,有的厂商仅以铝锭表面质量与断口描摹来判别产品是否合格,出产冶金质量不安稳,适当部分厂商只能出产几种低附加值的铸造铝合金,如副牌ZL102等。本文从我国废铝收回再出产现状动身,对我国铝再生进程中的冶金质量问题和现状作了系统分析,对质量情况改进途径进行了评论,提出了建议。 二、铝再生与环保 跟着人们环保知道的加强,学术界和产业界提出了绿色化出产呼吁[3],要求材料在提炼、加工、制作、运用、收回再生进程中排放的气体、液体、固体废弃物对人类及环境无害,或到达容许的排放标准。废铝再生比原铝出产,不只大大下降能耗,并且消除和削减了电解出产铝进程中的有害气体和废渣的排放。因而,废铝再生进步了社会经济与环境效益,值得推行。 铝合金的再生有利于保护环境,添加铝资源的运用率。铝再生时,为了削减再生进程中的污染,完成再生出产的绿色化出产准则,上海大学在出产中选用稀土复合精变剂处理技能[4]很多削减了烟气中的有毒物质,烟气经过二级喷淋式吸附塔串接除尘,无需作进一步的处理即可到达烟气排放标准。一起,因为稀土对再生铝的蜕变与净化作用,大大进步了再生铝的冶金质量及其安稳性,下降了废品率。 三、我国再生铝出产工艺流程 再生铝出产工艺流程中有三个中心环节:预处理工序、配料熔化工序、净化蜕变工序,这三个工序紧紧地与取得再生铝的冶金质量联络在一起。要取得优质再生铝就有必要围绕着这三个中心环节,把握住影响冶金质量的基本要素。现在来看,我国的出产厂商首要是中小型厂商,跟着人们质量知道的增强,这三个环节也越来越多地得到人们的重视,当然还应看到还有适当部分厂商对此知道尚肤浅,为此,咱们将首要从这三个中心环节着手逐一分析我国再生铝的冶金质量。 四、我国再生铝硅冶金质量现状分析 1.预处理 预处理的意图是使废铝按合金成分分类、去水、去油污油漆、去其他金属杂质。一般的工艺进程是:(一)大件和切片,按成分分类→去除其它金属及嵌件→烘烧去油污油漆;(二)粉状物与废碎料,分类→枯燥去水→磁选、风选、抛物分选[5]→焙烧;(三)易拉罐,切碎(→焙烧除漆) →压块。发达国家在分选废料时运用专用设备,如选用重力分选和磁选等。我国绝大多数厂商基本上选用人工分选,先把易分选已知成分的大件和切片独自堆积,然后再将碎废铝进行人工分选。能够看到,有些小型厂商在分选时,并没有考虑到收回废铝的合金成分组成,这样实践上就没有把好冶金质量的榜首关,不只会下降再生铝的档次,并且也浪费了资源。细小粉块状的废铝,因为不能很好的进行分选,成分组成杂乱,不加处理就会在必定程度上影响了制品的化学成分,乃至导致整炉作废,因而在一般的情况下慎重运用,最好是在并块并化验成分后运用。 废铝原材料的表面处理尤其是对含有油污和油漆的废铝(如易拉罐)的除污,是改进再生铝冶金质量的有用办法之一。我国大型厂商在处理油污与油漆经常选用预热烘炉中完成除漆、除油及除水,而大多数再生小厂商因为遭到本身条件的约束,并没有除掉废件表面的油污油漆的处理工序,大都是直接投炉,这既严峻污染环境,又简单带氢和杂质进入熔池影响铝锭冶金质量。 预处理工序是再生铝出产流程的榜首环节,把住这个入门榜首关的质量对再生铝的档次及冶金质量至关重要。预处理时严控水分,防止砂土、氧化搀杂、有机物质的带入,把握住废料的归类分选,并加大投入,进步预处理水平,完成预处理的规范化是当时我国再生铝出产所需处理的问题之一。[next] 2.配料熔化 2.1配料 配料指按出产产品的成分要求,制作炉料。配料直接关系到能否出产出合格的产品。配料应遵从以下准则:以出产合格的产品为动身点,密切联络本厂的废铝和质料的存货,在已知库存质料及废料成分的条件下优化制作材料的份额。对合金成分规模要求窄的产品,我国厂商一般的做法是纯铝锭+合金化质料(中间合金)+成分已知的废铝;对成分规模要求宽的产品,一般选用成分已知的废铝+合金化质料(中间合金),在成分呈现误差时加适量的纯铝锭及中间合金。因为不同的合金元素合金化的办法有所不同,合金化硅时直接向合金中参加结晶硅;合金化铁和铜时,为了削减本钱一般直接加铁片、铁丝或紫铜丝,他们来历广泛本钱低价,但它们的熔入时刻长,熔入温度高,添加了能耗和铝液的烧损。并因为吸收率和加工工艺相关,往往会导致Fe、Cu含量的动摇,因而在对成分操控较严的合金锭出产中往往选用参加A1-Fe和A1-Cu中间合金的办法。实践上,不管是选用中间合金合金化,仍是直接运用金属质料,不该只重视眼前利益,要根据本钱效益比来归纳点评,断定制作什么料。总归,配料时,防止配料过错、把住原材料质量、清晰废铝成分,就确保了再生铝化学成分的榜首关。 2.2熔化 熔化是废铝和质料从固态向液态的改动进程,熔化时熔体与炉内气氛、炉体壁和其它固体相触摸,会导致某些物质的熔入或进入熔体,改动熔体的成分,进而影响再生铝的冶金质量。我国再生铝厂商绝大多数运用熔化本钱低的反射炉熔炼,少量大中型厂商因特殊需求也装备一些电炉和感应炉。反射炉用燃油或煤气作为燃料,本钱比电炉低,但在冶金质量的操控方面不如电炉。 在熔化工序中,熔体二次污染是影响再生铝合金冶金质量的首要原因,因而在出产操作进程中应留意以下几点:首要,枯燥炉料、精粹剂、精变剂和一切操作东西,防止带入水。其次,炉料尽可能除掉砂子、泥土和其他有害物,出产用的铁东西要涂涂料,防止直接与铝液触摸,导致渗铁(铁是严峻影响再生铝冶金质量的元素之一)。最终,挑选最佳的熔炼温度、浇注温度和浇注时刻,尽量防止铝液升温过高,保温时刻过长。必要时,在加料前(如在换金属种类和牌号时)还运用纯铝或相应合金洗炉,我国有些厂商并没有留意到洗炉对冶金质量影响的重要性。 在确保了冶金质量的条件后,另一个需求留意的问题是熔炼本钱问题,熔化燃油的耗费和铝液的烧损均直接影响本钱。在实践出产进程中,经过对炉料预热,可有用下降能耗10%-15%,选用非熔剂类精粹蜕变剂(如稀土复合精变剂)能够下降烧损[4]。经过以上的办法能够使再出产本钱下降,一起也能比较好的确保冶金质量。 3.净化与蜕变 3.1净化 再生铝锭的含气量及杂质含量直接影响合金铝的力学功能以及工艺功能。净化工序的首要任务是确保再生铝锭的含气量和杂质含量到达用户标准,确保再生铝锭的运用功能。精粹净化常选用咱们熟知的浮游法[6]。现在我国厂商运用的除渣剂、精粹剂一般以氯盐、硝酸盐为主的精粹剂,这类精粹剂在处理进程中与铝发作反响而发作比如AlCl3、Cl2等有害气体,这类气体对环境设备及人身健康均带来危害。在当时国家大力提倡可持续开展特别强调环保的局势下,怎么寻觅绿色无毒无污染的替代品已是我国铝合金熔炼厂商迫切需求处理的问题。选用N2或Ar精粹虽无环境问题,但作用欠佳。国外一些厂商选用动态真空除气法、SNIF法、Alpur法、MINT法[7]虽均可取得成效,但这些办法一般适用于大型接连铸造的熔炉而不适用于我国90%以上用反射炉出产再生铝的厂商。上海大学近年创造的复合精变办法就是针对我国铝出产厂商用炉特色而研制的无公害绿色精粹蜕变办法[4],它不只处理了再生铝冶金质量问题,并且还确保周边环境质量,是一种值得推行运用的技能。浇注时,在铝锭浇注口前安顿过滤网或陶瓷过滤片过虑铝液,进一步净化铝液削减渣和氧化皮带来的产品质量和皱皮问题,该法在我国再生厂商中运用的适当广泛。[next] 3.2蜕变 铝硅合金的蜕变处理是为了改进合金中硅的形状,然后改进铝合金力学功能的工序。现在我国常用的蜕变剂有以下几种:(一)钠盐蜕变剂,归于短效蜕变剂,蜕变作用好蜕变失效也快。尽管钠盐能起到蜕变作用,但因为它破坏了熔液表面细密的氧化膜,导致铝液从头吸气氧化,恶化冶金质量,尤其是对ZLl02。因而出产这类共晶铝合金锭时不建议运用短效蜕变剂[8]。(二)普通长效蜕变剂,(1)(Sr),常用A1-10%Sr和A1-14%Si-10%Sr中间合金。蜕变作用可坚持6~8小时,它的孕育其较长,孕育时刻为40分钟,并且相对报价高,来历困难,约束了它在铝再生中的运用[6]。别的,也会使熔液表面氧化膜疏松,使针孔度加剧,为了确保冶金质量中针孔度到达标准要求,一般要选用必要的除气办法,不独自运用该类蜕变剂。(2)、碲、锑、虽对共晶型Al-Si合金具有长效蜕变作用,但不少实验证明,这些元素的蜕变作用遭到冷却速率的很大影响,并且精粹剂、除渣剂会激烈下降等元素的蜕变作用[6]。因而在再生铝出产中很少运用。(3)稀土类蜕变剂,稀土不只能对硅相有蜕变作用,并且还在细化a—A1方面有显着的作用,实践还标明经稀土蜕变后具有蜕变作用的遗传性[4/9]。能够看出,就以上三类蜕变剂比较而言,稀土蜕变剂蜕变作用好,并有必定的净化作用,还有利于环保,作用安稳,本钱合算,是再生铝出产优先选用的蜕变剂。 3.3炉前冶金质量操控 炉前冶金质量操控是确保出产合格铝锭的极为重要的一个环节。经过炉前分析能够防止发作严重的冶金质量事故,拯救一些丢失,下降本钱。炉前质量检测和操控一般选用两种手法:化学分析法,光谱分析法。前者分析精度高,但其分析时刻长,往往跟不上流水线出产的节拍,并且还遭到操作者的水平缓分析环境的影响。后者,分析速度方便,运用方便,虽然设备报价昂贵些,但仍运用广泛。在检测产品成分超支和不合格时,有必要进行成分调整。在浇注前,除了要确保化学成分外,还有查看针孔度,一般选用微观腐蚀剂腐蚀后金相计算,有些合资厂商装备了熔铝分析仪进行炉前质量操控。当含气量超支时,通入N2、Ar除气直至合格。 五、结束语 废铝再生是一个利国利民的工作,也会给厂商带来丰盛的赢利,但是有必要看到,现在我国再生铝厂商出产中存在的冶金质量问题正在直接影响着我国再生铝向纵深方向开展。作者对我国再生铝出产工艺流程作了具体调研,具体分析了铝再生进程中的预处理、配料熔化、净化蜕变三个首要出产环节对我国再生铝合金冶金质量的影响,提出了改进冶金质量的相关建议和计划。值得提及的是在三个首要出产环节中,净化蜕变环节很大程度上约束了我国厂商出产高附加值产品。因而,咱们应加大技改和新工艺的投入,打破技能上的颈瓶,筛选落后工艺和设备,促进我国再生铝职业由现在的数量扩张型向质量效益型改动。信任在不久的将来我国的再生铝职业将会呈现环保与效益双赢的局势。 参考文献: [1]成越 对我国再生铝出产的几点观点 我国物质再生,1999,(1):12-13 [2]王祝堂 我国的再生铝工业 有色金属再生与运用年会,2002:38-53 [3]钱翰城,吴奇峰,赵建化等 铸造亚共晶铝硅合金绿色化评论 特种铸造及有色合金,2002(6):1-4 [4]毛协民,唐多光,张金龙等 绿色铝合金稀土复合精粹蜕变处理工艺的环境负荷点评 我国有色金属学报,2002(3):4347 [5]方圆 废杂铝预处理技能现状及评论冲国资源归纳运用,2000,(5):11-13 [6]陆树荪,顾开道,郑来苏 有色铸造合金及熔炼 西安:国防工业出版社,1983 [7]高荫恒 铝及铝合金熔液处理技能 轻合金加工技能,1989,(1):1-11 [8]潘冶,孙国雄,陈健生 第三届我国青年材料科学研讨会论文集,1991,(9) [9]唐多光 铸造合金精粹蜕变的好材料—稀土合金特种铸造及有色金属,1999,(5):42-43
铝物理性能
2019-03-08 12:00:43
铝是银白色金属,熔点660.4℃,沸点2467℃,密度2.70克/厘米3,很轻,约为铁的1/4。它的硬度比较小,具有杰出的延展性,能够拉成细丝,也能够辗压成铝箔,后者常用来包装糖块、卷烟。它还有杰出的导电导热性,电力工业上用它制作电线、电缆、日常日子中用它制作炊具。它能够跟镁、铜、锌、锡、锰、铬、锆、硅等元素构成多种合金,广泛用作制作飞机、轿车、船只、日常日子用品的材料,也用于建筑业制作门窗。铝是热和光最好的反射体之一,它被用做绝热材料和用于制作反射望远镜中的反射镜。 铝的化学性质铝是第三周期ⅢA族元素,最外层电子是3s23p1,简单失掉,因而它是比较生动的金属元素。它能跟非金属、酸和碱效果。常温下铝能跟空气中的氧起反响,生成一层细密的氧化膜,它能够阻挠铝持续被氧化。高温下,铝能够跟空气中的氧剧烈反响,将铝粉或铝箔放在氧气中加热,则能发作焚烧,放出很多的热: 4Al+3O2 2Al2O3+热 铝还能跟卤素、硫等非金属起反响。铝是金属,既能跟酸,也能跟碱起反响。铝跟稀酸反响,放出,跟热的、浓的氧化性酸反响,不放出: 2Al+6HCl 2AlC13+3H2↑ 2Al+6H2SO4(浓) Al2(SO4)3+3SO2↑+6H2O 可是跟冷的、浓的氧化性酸如硝酸、硫酸不起效果,因为这些酸能使铝的表面钝化(生成细密的氧化膜)。依据这种性质,常用铝罐装运浓硫酸、浓硝酸。铝跟碱起反响,也放出: 2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑ 这个反响是因为铝的表面氧化膜(Al2O3)简单跟碱起反响而引起的: Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O 因为铝的表面有一层细密的氧化膜,因而通常情况下铝不与水起效果。可是假如破坏掉氧化膜(如使它生成铝齐),则铝能够跟热水起效果,生成氢氧化铝,并放出: 2Al+6H2O 2Al(OH)3+3H2↑ 因为铝有激烈的亲氧性,冶金工业上用铝作复原剂来制取某些难以复原的金属: Cr2O3+2Al Al2O3+2Cr 3V2O5+10Al 5Al2O3+6V 这种冶金办法叫做铝热法。使用反响生成很多的热将金属熔化,就能够把金属分离出来。铁路工程上用铝热法焊接铁轨: Fe2O3+2Al Al2O3+2Fe 炼钢时能够在熔融的钢水中投入铝块,以除掉钢中的氧。还能够使用铝的亲氧性来制取高温金属陶瓷涂层,办法是将铝粉、石墨和二氧化钛(TiO2)或其它高熔点金属氧化物按必定份额混合均匀,涂在金属表面上,然后高温煅烧: 4Al+3TiO2+3C 2Al2O3+3TiC 这样留在金属表面的产品都是耐高温的物质。此法已应用于制作火箭、的技能中。
6061铝合金性能
2017-06-06 17:50:10
6061铝合金性能表现在具有中等强度、良好的抗腐蚀性、可焊接性,氧化效果较好。 6061合金的主要合金元素是镁与硅,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6061合金的主要合金,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。 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,铝锌合金和铝稀士合金,其中铝硅合金又有简单铝硅合金(不能热处理强化,力学性能较低,铸造性能好),特殊铝硅合金(可热处理强化,力学性能较高,铸造性能良好)。 铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金。形变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。 各种飞机都以铝合金作为主要结构材料。飞机上的蒙皮、梁、肋、桁条、隔框和起落架都可以用铝合金制造。飞机依用途的不同,铝的用量也不一样。着重于经济效益的民用机因铝合金
价格
便宜而大量采用,如波音767客机采用的铝合金约占机体结构重量 81%。军用飞机因要求有良好的作战性能而相对地减少铝的用量,如最大飞行速度为马赫数 2.5的F-15高性能战斗机仅使用35.5%铝合金有些铝合金有良好的低温性能,在-183~-253[2oc]下不冷脆,可在液氢和液氧环境下工作,它与浓硝酸和偏二甲肼不起化学反应,具有良好的焊接性能,因而是制造液体火箭的好材料。发射“阿波罗”号飞船的“土星” 5号运载火箭各级的燃料箱、氧化剂箱、箱间段、级间段、尾段和仪器舱都用铝合金制造。 6061铝合金性能促使其广泛应用于要求有一定强度和抗蚀性高的各种工业结构件,如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、铁道车辆、家具等。
6063铝合金性能
2017-06-06 17:50:11
6063铝合金性能: 抗拉强度 σb (MPa):130~230 6063的极限抗拉强度为124 MPa 受拉屈服强度 55.2 MPa 延伸率25.0 % 弹性系数68.9 GPa 弯曲极限强度228 MPa Bearing Yield Strength 103 MPa 泊松比0.330 疲劳强度 62.1 MPa 固溶温度是:520℃[4] 退火温度为:415℃×(2-3)h以28℃/h降温速度从415℃冷至260℃ 熔化温度:615~655℃ 比热容:900 6063铝合金广泛用于建筑铝门窗、幕墙的框架,为了保证门窗、幕墙具有高的抗风压性能、装配性能、耐蚀性能和装饰性能,对铝合金型材综合性能的要求远远高于工业型材标准。 在国家标准GB/T3190中规定的6063铝合金成分范围内,对化学成分的取值不同,会得到不同的材质特性,当化学成分的范围很大时,其性能差异会在很大范围内波动,以致型材的综合性能会无法控制。因此,优选6063铝合金的化学成分成为生产优质铝合金建筑型材的最重要的一环。 合金元素的作用及其对性能的影响 6063铝合金是AL-Mg-Si系中具有中等强度的可热处理强化合金,Mg和Si是主要合金元素,优选化学成分的主要工作是确定Mg和Si的百分含量。 6063代表性的挤出用合金,强度比6061低,挤出性良好,可作复杂的断面形状之形材,耐蚀性及表面处理性均佳。 了解更多有关6063铝合金性能的信息,请关注上海
有色
网。
铜合金的性能
2017-06-06 17:50:06
铜合金 copper alloy 以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金。纯铜呈紫红色,又称紫铜。纯铜密度为8.96,熔点为1083℃,具有优良的导电性、导热性、延展性和耐蚀性。 主要用于制作发电机、母线、电缆、开关装置、变压器等电工器材和热交换器、管道、太阳能加热装置的平板集热器等导热器材。常用的铜合金分为黄铜、青铜、白铜3大类。 黄铜 以锌作主要添加元素的铜合金,具有美观的黄色,统称黄铜。铜锌二元合金称普通黄铜或称简单黄铜。三元以上的黄铜称特殊黄铜或称复杂黄铜。含锌低於36%的黄铜合金由固溶体组成,具有良好的冷加工性能,如含锌30%的黄铜常用来制作弹壳,俗称弹壳黄铜或七三黄铜。含锌在36~42%之间的黄铜合金由和固溶体组成,其中最常用的是含锌40%的六四黄铜。为了改善普通黄铜的性能,常添加其他元素,如铝、镍、锰、锡、硅、铅等。铝能提高黄铜的强度、硬度和耐蚀性,但使塑性降低,适合作海轮冷凝管及其他耐蚀零件。锡能提高黄铜的强度和对海水的耐腐性,故称海军黄铜,用作船舶热工设备和螺旋桨等。铅能改善黄铜的切削性能;这种易切削黄铜常用作钟表零件。黄铜铸件常用来制作阀门和管道配件等。 青铜 原指铜锡合金,后除黄铜、白铜以外的铜合金均称青铜,并常在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名。锡青铜的铸造性能、减摩性能好和机械性能好,适合於制造轴承、蜗轮、齿轮等。铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承材料。铝青铜强度高,耐磨性和耐蚀性好,用於铸造高载荷的齿轮、轴套、船用螺旋桨等。铍青铜和磷青铜的弹性极限高,导电性好,适於制造精密弹簧和电接触元件,铍青铜还用来制造煤矿、油库等使用的无火花工具。 白铜以镍为主要添加元素的铜合金。铜镍二元合金称普通白铜;加有锰、铁、锌、铝等元素的白铜合金称复杂白铜。工业用白铜分为结构白铜和电工白铜两大类。结构白铜的特点是机械性能和耐蚀性好,色泽美观。这种白铜广泛用於制造精密机械、化工机械和船舶构件。电工白铜一般有良好的热电性能。锰铜、康铜、考铜是含锰量不同的锰白铜,是制造精密电工仪器、变阻器、精密电阻、应变片、热电偶等用的材料。
高性能铝合金———铝钪合金
2018-12-27 16:26:15
铝合金是国民经济建设和国家安全重要的工程材料。但是迄今为止,我国一些高性能铝合金制备的关键技术还没有突破,很多重点型号所需的高性能铝合金材料仍然依赖于进口,高性能铝合金研制与开发还有许多工作等待国人去做。 铝合金的高性能化有几种途径,其中微合金化强韧化是近20年来高性能铝合金研究的前沿领域。所谓微合金化强韧化通常是指将质量百分数小于0.5%的微量元素添加或者复合添加到铝合金中借以大幅度提高合金强度和韧性的一种技术。其中,钪的添加特别引人注目。 钪作为一种过渡族元素以及稀土元素加到铝及铝合金中,不仅能够显著细化铸态合金晶粒、提高再结晶温度从而提高铝合金的强度和韧性,而且能显著改善铝合金的可焊性、耐热性、抗蚀性、热稳定性和抗中子辐照损伤的作用。因此,铝钪合金被认为是新一代航天航空、舰船、兵器用高性能铝合金结构材料。近20年来,国际材料界尤其是前苏联,由于军工战略方面的需要,对铝钪合金进行了大量的研究与开发。国内铝钪合金起步较晚,90年代中期还只有少数几篇评述性的文章。然而,这种新合金在航天航空方面的优异性能引起了国防工业部门的浓厚兴趣,有关应用部门希望国内立即开展这方面的研究。 “国家需要就是我们的研究目标!”学科带头人尹志民教授敏锐地感觉到这一信息的重大价值。这位1987年从加拿大多伦多大学留学回国并长期从事高性能铝合金研究的学者,立即带领科研室一批青年学子在这一领域开始了艰苦的探索与实践。 研究工作从哪里入手?科研组的同志一致认为“研究工作应当首先从基础做起,基础牢才能做大事。”微量钪添加到铝合金中能大幅度提高合金的性能,这种神奇作用的原因是什么?课题组在国家自然科学基金的支持下,开展了微量钪在铝镁系合金中的存在形式及作用机制研究。他们设计了一系列对比合金,研究了微量钪对目标合金晶粒度、再结晶行为以及对合金强度和韧性的影响。发现了一系列有重大意义的研究结果: 第一,微量钪和锆复合添加效果比单独添加好,钪、锆复合微合金化是Al-Mg系合金强韧化的有效途径; 第二,微量钪和锆主要以Al3(Sc,Zr)I和Al3(Sc,Zr)II两种铝化物形式存在,铝化物的晶体结构为面心立方,点阵常数为0.410nm,前者是α(Al)基体最有效的晶粒细化剂,后者与基体共格,强烈钉扎位错和亚晶界,它能强烈抑制合金热变形过程和冷轧板材退火过程的再结晶;第三,微量钪和锆在铝合金中的强化机制为细晶强化、亚结构强化和铝钪锆化合物粒子引起的析出强化。论文《微量Sc和Zr对Al-Mg合金组织性能的影响》和《微量Sc和Zr对Al-Zn-Mg合金组织性能影响》分别在材料领域英国著名刊物《材料科学与工程》和俄罗斯著名刊物《有色金属》上发表,SCI他引数十次。多名来自韩国、法国、德国、日本等国的研究者来信或通过E-mail索取资料。尹志民教授访俄期间,还多次与铝钪合金研究权威扎哈罗夫教授和费拉多夫教授进行了学术交流。 铝钪合金基础研究有了重大突破以后,紧接着的一个问题就是研制开发铝钪中间合金。因为微量钪只能通过铝钪中间合金的形式加入到铝合金中,否则“巧妇难为无米之炊”。调研发现,我国钪资源丰富。90年代初,我国还是世界市场上氧化钪初级产品的主要供应商,关键问题是如何把氧化钪转化为铝钪中间合金。在"氧化钪热还原制备铝钪中间合金新工艺基础研究"国家自然科学基金支持下,课题组在不同反应物体系热还原热力学计算的基础上,筛选了两条工艺路线进行实验。最终以工业氧化钪为原料,采用氧化钪热还原方法成功地制备出了铝钪中间合金,随后研制的铝钪合金板材制备和性能研究表明:制备的铝钪中间合金完全能够满足工业铝钪合金研制的需要。在此基础上,科研组申报了国家发明专利,2002年发明专利获得授权。 随着我国国力的增强,铝镁钪系合金的研究列入了国家重点研究计划,科研室紧紧抓住了这个机遇。在科技部973项目“提高铝材质量的基础研究”和“十五”攻关项目的支持下,在微量钪、锆在铝镁系及铝锌镁系合金中的微合金化研究成果的指导下,课题组在国内率先研制成功了Al-Mg-Sc-Zr和Al-Zn-Mg-Sc-Zr两个合金原型,与不添加钪和锆的同类合金相比,合金抗拉强度和屈服强度提高了25%,而塑性仍分别保持在13%和10%的高水平。与此同时,钪、锆等复合微合金化强韧化研究成果已延伸到2个863项目和1个“十五”重点项目。 经过8年的艰苦奋斗,依托中南大学材料物理与化学国家重点学科,形成了一支从加拿大、日本、俄罗斯等留学回国的青年学者组成的学术队伍。他们先后承担了多项与铝钪合金有关的国家自然科学基金、973项目、863项目、“十五”攻关和军工配套等国家级重大科研项目,举办了铝钪合金国际研讨会,发表高水平论文近百篇,在国内外产生了积极的影响。 为了适应新形势的发展,尹志民教授为首的创新团队加大了铝钪合金的研究开发力度,一方面,他们利用科研沉淀资金,在校内新材料工程中心投资20余万元建立了一条铝钪中间合金中试生产线,正式为国内用户供应“中工牌”铝钪中间合金;另一方面,与国内铝合金骨干企业合作,共同承担国家科研试制任务,努力把钪、锆复合微合金化强韧化理论应用到工程实际中,争取在未来10年内,和国内铝合金骨干企业一道建立起我国自己的高性能铝钪合金新体系。 目前,中南大学与东北加工轻合金有限责任公司和西南铝业有限公司合作承担的铝钪合金“十五”国家重点项目开始了工业化试验。他们已经攻克了板材及其配用焊丝复合微合金化成分设计及控制技术、钪中间合金制备和添加技术、铝镁钪锆合金板材轧制技术,铝镁钪锆合金型材挤压工艺技术和锻造工艺技术,研制成功了中强高韧可焊Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金板材、挤压材、锻件和配用焊丝。 可以预见在不久的将来,具有我国自主知识产权的大规格铝钪合金板材、挤压材、锻件将会在航天、航空、兵器、舰船领域投入应用。课题组成员的辛勤劳动和聪明才智将在国防现代化建设中开出更加艳丽的花朵。
铝中合金元素和杂质对性能的影响
2019-03-08 12:00:43
1. 合金元素影响铜元素 铝铜合金富铝部分平衡相图如图所示。548时,铜在铝中的最大溶解度为5.65%,温度降到302时,铜的溶解度为0.45%。铜是重要的合金元素,有必定的固溶强化效果,此外时效分出的CuAl2有着显着的时效强化效果。 铝合金中铜含量通常在2.5%—5%,铜含量在4%—6.8%时强化效果最好,所以大部分硬铝合金的含铜量处于这规模。
铝铜合金中能够含有较少的硅、镁、锰、铬、锌、铁等元素。硅元素 Al—Si合金系平衡相图富铝部分如图所示。在共晶温度577时,硅在固溶体中的最大溶解度为1.65%。虽然溶解度随温度下降而削减,介这类合金一般是不能热处理强化的。铝硅合金具有极好 的铸造功能和抗蚀性。 若镁和硅一起参加铝中构成铝镁硅系合金,强化相为MgSi。镁和硅的质量比为1.73:1。规划Al-Mg-Si系合金成分时,基体上按此份额装备镁和硅的含量。有的Al-Mg-Si合金,为了进步强度,参加适量的铜,一起参加适量的铬以抵消铜对立蚀性的晦气影响。 Al-Mg2Si合金系合金平衡相图富铝部分如图所示。Mg2Si 在铝中的最大溶解度为1.85%,且随温度的下降而减速小。 变形铝合金中,硅独自参加铝中只限于焊接材料,硅参加铝中亦有必定的强化效果。
镁元素 Al-Mg合金系平衡相图富铝部分如图所示。虽然溶解度曲线标明,镁在铝中的溶解度随温度下降而大大地变小,可是在 大部分工业用变形铝合金中,镁的含量均小于6%,而硅含量也低,这类合金是不能热处理强化的,可是可焊性杰出,抗蚀性也好,并有中等强度。 镁对铝的强化是显着的,每添加1%镁,抗拉强度大约升远34MPa。假如参加1%以下的锰,或许弥补强化效果。因而加锰后可下降镁含量,一起可下降热裂倾向,别的锰还能够使Mg5Al8化合物均匀沉淀,改进抗蚀性和焊接功能。
锰元素 Al-Mn合金系平平衡相图部分如图所示。在共晶温度658时,锰在固溶体中的最大溶解度为1.82%。合金强度随溶解度添加不断添加,锰含量为0.8%时,延伸率达最大值。Al-Mn合金对错时效硬化合金,即不行热处理强化。
锰能阻挠铝合金的再结晶进程,进步再结晶温度,并能显着细化再结晶晶粒。再结晶晶粒的细化 首要是经过MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻止效果。MnAl6的另一效果是能溶解杂质铁,构成(Fe、Mn)Al6,减小铁的有害影响。 锰是铝合金的重要元素,能够独自参加构成Al-Mn二元合金,更多的是和其它合金元素一起参加,因而大多铝合金中均含有锰。锌元素 Al-Zn合金系平衡相图富铝部分如图所示。275时锌在铝中的溶解度为31.6%,而在125时其溶解度则下降到5.6%。 锌独自参加铝中,在变形条件下对铝合金强度的进步非常有限,一起存在应力腐蚀开裂、倾向,因而约束了它的运用。 在铝中一起参加锌和镁,构成强化相Mg/Zn2,对合金发生显着的强化效果。Mg/Zn2含量从0.5%进步到12%时,可显着添加抗拉强度和屈从强度。镁的含量超越构成Mg/Zn2相所需超硬铝合金中,锌和镁的份额操控在2.7左右时,应力腐蚀开裂抗力最大。 如在Al-Zn-Mg基础上参加铜元素,构成Al-Zn-Mg-Cu系合金,基强化效果在所有铝合金中最大,也是航天、航空工业、电力工业上的重要的铝合金材料。
2.微量元素的影响
铁和硅 铁在Al-Cu-Mg-Ni-Fe系锻铝合金中,硅在Al-Mg-Si系锻铝中和在Al-Si系焊条及铝硅铸造合金中,均作为合金元素加的,在基它铝合金 中,硅和铁是常见的杂质元素,对合金功能有显着的影响。它们首要以FeCl3和游离硅存在。在硅大于铁时,构成β-FeSiAl3(或 Fe2Si2Al9)相,而铁大于硅时,构成α-Fe2SiAl8(或Fe3Si2Al12)。当铁和硅份额不其时,会引起铸件发生裂纹,铸铝中铁含量过 高时会使铸件发生脆性。
钛和硼 钛是铝合金中常用的添加元素,以Al-Ti或Al-Ti-B中间合金方式参加。钛与铝构成 TiAl2相,成为结晶时的非自发中心,起细化铸造安排和焊缝安排的效果。Al-Ti系合金发生包反应时,钛的临界含量约为0.15%,假如有硼存在则减 速小到0.01%。 铬 铬在Al-Mg-Si系、Al-Mg-Zn系、Al-Mg系合金中常见的添加元素。600℃时,铬在铝中溶解度为0.8%,室温时基本上不溶解。 铬在铝中构成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金属间化合物,阻止再结晶的形核和长大进程,对合金有必定的强化效果,还能改进合金耐性和下降应力腐蚀开裂敏感性。但会场添加淬火敏感性,使阳极氧化膜呈黄色。 铬在铝合金中的添加量一般不超越0.35%,并随合金中过渡元素的添加而下降。 是表面活性元素,在结晶学上能改动金属间 化合物相的行为。因而用元素进行蜕变处理能改进合金的塑性加工性和终究产品质量。因为的蜕变有用时刻长、效果和再现性好等长处,近年来在Al-Si铸 造合金中替代了钠的运用。对揉捏用铝合金中参加0.015%—0.03%,使铸锭中β-AlFeSi相变成汉字形α-AlFeSi相,削减了铸锭均匀化时刻60%—70%,进步材料力学功能和塑性加工性;改进制品表面粗糙度。关于高硅(10%—13%)变形铝合金中参加0.02%—0.07%元素,可 使初晶削减至最低极限,力学功能也显着进步,抗拉强度бb 由233MPa进步到236MPa,屈从强度б0.2由204MPa提 高到210MPa,延伸率б5由9%增至12%。在过共晶Al-Si合金中参加,能减小初晶硅粒子尺度,改进塑性加工功能,可顺畅地热轧和冷轧。
锆元素 锆也是铝合金的常用添加剂。一般在铝合金中参加量为0.1%—0.3%,锆和铝 构成ZrAl3化合物,可阻止再结晶进程,细化再结晶晶粒。锆亦能细化铸造安排,但比钛的效果小。有锆 存在时,会下降钛和硼细化晶粒的效果。 在Al-Zn-Mg-Cu系合金中,因为锆对淬火敏感性的影响比铬和锰的小,因而宜用锆来替代铬和锰细化再结晶安排。
杂质元素 稀土元素参加铝合金中,使铝合金熔铸时添加成分过冷,细化晶粒,削减二次晶距离,削减合金中的气体和搀杂,并使搀杂相趋于球化。还可下降熔体表面张力,添加流动性,有利于浇注成锭,对工艺功能有着显着的影响。
杂质元素的影响 钒在铝合金中构成VAl11难熔化合物,在熔铸进程中起细化晶粒效果,但比钛和锆的效果小。钒也有细化再结晶安排、进步再结晶温度的效果。 钙在铝合金中固溶度极低,与铝构成CaAl4化合物,钙又是铝合金的超塑性元素,大约5%钙和5%锰的铝合金具有超塑性。钙和硅构成CaSi,不溶于铝, 因为减小了硅的固溶量,可略微进步工业纯铝的导电功能。钙能改进铝合金切削功能。CaSi2不能使铝合金热处理强化。微量钙有利于去除铝液中的氢。 铅、锡、铋元素是低熔点金属,它们在铝中固溶度不大,略下降合金强度,但能改进切削功能。铋在凝结进程中胀大,对补缩有利。高镁合金中参加铋可避免钠脆。 锑首要用作铸造铝合金中的蜕变剂,变形铝合金很少运用。仅在Al-Mg变形铝合金中替代铋避免钠脆。锑元素参加某些Al-Zn-Mg-Cu系合金中,改进热压与冷压工艺功能。 铍在变形铝合金中可改进氧化膜的结构,削减熔铸时的烧损和搀杂。铍是有毒元素,能使人发生过敏性中毒。因而,触摸食物和饮料的铝合金中不能含有铍。用作焊接基体的铝合金也应操控铍的含量。 钠在铝中几乎不溶解,最大固溶度小于0.0025%,钠的熔点低(97.8℃),合金中存在钠时,在凝结进程中吸附在枝晶表面或晶界,热加工时,晶界上的 钠构成液态吸附层,发生脆性开裂时,构成NaAlSi化合物,无游离钠存在,不发生“钠脆”。当镁含量超2%时,镁攫取硅,分出游离钠,发生“钠脆”。因 此高镁铝合金不允许运用钠盐熔剂。避免“钠脆”的办法有氯化法,使钠构成NaCl排入渣中,加铋使之生成Na2Bi进入金属基体;加锑生成Na3Sb或加 入稀土亦可起到相同的效果。
断桥铝性能特点
2018-12-29 16:56:52
断桥铝又叫隔热断桥铝型材,隔热铝合金型材,断桥铝合金,断冷桥型材, 断桥式铝塑复型材。它比普通的铝合金型材有着更优异的性能。
特点性能
隔热断桥铝合金的原理是在铝型材中间穿入隔热条,将铝型材断开形成断桥,有效阻止热量的传导。隔热铝合金型材门窗的热传导性比非隔热铝合金型材门窗降低40~70%
高性能铜合金性能极限获突破
2019-03-04 16:12:50
高性能铜合金性能极限获突破
杂质对铝性能的影响
2019-03-01 10:04:59
1.合金元素影响
铜元素
铝铜合金富铝有些548时,铜在铝中的较大溶解度为 5.65%,温度降到302时,铜的溶解度为0.45%。铜是重要的合金元素,有必定的固溶强化作用,此外时效分出的CuAl2有着明显的时效强化作用。 铝合金中铜含量一般在2.5% ~ 5%,铜含量在4%~6.8%时强化作用较佳,所以大有些硬铝合金的含铜量处于这规划。
铝铜合金中可以富含较少的硅、镁、锰、铬、锌、铁等元素。
硅元素
Al—Si合金系富铝有些在共晶温度577 时,硅在 固溶体中的较大溶解度为1.65%。尽管溶解度随温度下降而减少,介这类合金一般是不能热处理强化的。铝硅合金具有极好 的铸造功用和抗蚀性。
若镁和硅一同参与铝中构成铝镁硅系合金,强化相为MgSi。镁和硅的质量比为1.73:1。规划Al-Mg-Si系合金成分时,基体上按此比例配备镁和硅 的含量。有的Al-Mg-Si合金,为了前进强度,参与恰当的铜,一同参与恰当的铬以抵消铜对立蚀性的倒霉影响。
Al-Mg2Si合金系合金平衡相图富铝有些Mg2Si 在铝中的较大溶解度为1.85%,且随温度的下降而减速小。
变形铝合金中,硅独自参与铝中只限于焊接材料,硅参与铝中亦有必定的强化作用。
镁元素
Al-Mg合金系平衡相图富铝有些尽管溶解度曲线标明,镁在铝中的溶解度随温度下降而大大地变小,但是在 大有些工业用变形铝合金中,镁的含量均小于6%,而硅含量也低,这类合金是不能热处理强化的,但是可焊性杰出,抗蚀性也罢,并有中等强度。
镁对铝的强化是明显的,每添加1%镁,抗拉强度大约升远34MPa。假设参与1%以下 的锰,可以补偿强化作用。因此加锰后可下降镁含量,一同可下降热裂倾向,别的锰还可以使Mg5Al8化合物均匀沉淀,改善抗蚀性和焊接功用。
锰元素
Al-Mn合金系平平衡相图有些在共晶温度658时,锰在 固溶体中的较大溶解度为1.82%。合金强度随溶解度添加不断添加,锰含量为0.8%时,延伸率达较大值。Al-Mn合金对错时效硬化合金, 即不可热处理强化。
锰能阻遏铝合金的再结晶进程,前进再结晶温度,并能明显细化再结晶晶粒。再结晶晶粒的细化 首要是通过MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻挠作用。MnAl6的另一作用是能溶解杂质铁,构成(Fe、Mn)Al6,减小铁的有害影响。
锰是铝合金的重要元素,可以独自参与构成Al-Mn二元合金,更多的是和其它合金元素一同参与,因此大多铝合金中均富含锰。
锌元素
Al-Zn合金系平衡相图富铝有些275时锌在铝中的溶解度为31.6%,而在125时其溶解度则下降到5.6%。
锌独自参与铝中,在变形条件下对铝合金强度的前进十分有限,一同存在应力腐蚀开裂、倾向,因此约束了它的运用。
在铝中一同参与锌和镁,构成强化相Mg/Zn2,对合金发作明显的强化作用。Mg/Zn2含量 从0.5%前进到12%时,可明显添加抗拉强度和屈服强度。镁的含量逾越构成Mg/Zn2相所需超硬铝合金中,锌和镁的比例控制在2.7支配时,应力腐蚀 开裂抗力较大。
如在Al-Zn-Mg基础上参与铜元素,构成Al-Zn-Mg-Cu系合金,基强化作用在所有铝合金中较大,也是航天、航空工业、电力工业上的重要的铝合金材料。
2.微量元素的影响
铁和硅
铁在Al-Cu-Mg-Ni-Fe系锻铝合金中,硅在Al-Mg-Si系锻铝中和在Al-Si系焊条及铝硅铸造合金中,均作为合金元素加的,在基它铝合金 中,硅和铁是多见的杂质元素,对合金功用有明显的影响。它们首要以FeCl3和游离硅存在。在硅大于铁时,构成β-FeSiAl3(或 Fe2Si2Al9)相,而铁大于硅时,构成α-Fe2SiAl8(或Fe3Si2Al12)。当铁和硅比例不其时,会引起铸件发作裂纹,铸铝中铁含量过 高时会使铸件发作脆性。
钛和硼
钛是铝合金中常用的添加元素,以Al-Ti或Al-Ti-B中心合金方法参与。钛与铝构成 TiAl2相,成为结晶时的非自觉中心,起细化铸造组织和焊缝组织的作用。Al-Ti系合金发作包反应时,钛的临界含量约为0.15%,假设有硼存在则减 速小到0.01%。
铬
铬在Al-Mg-Si系、Al-Mg-Zn系、Al-Mg系合金中多见的添加元素。600℃时,铬在铝中溶解度为0.8%,室温时基本上不溶解。
铬在铝中构成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金属间化合物,阻挠再结晶的形核和长大进程,对合金有必定的强化作用,还能改善合金耐性和下降应力腐蚀开裂敏感性。但会场添加淬火敏感性,使阳极氧化膜呈黄色。
铬在铝合金中的添加量一般不逾越0.35%,并随合金中过渡元素的添加而下降。
是表面活性元素,在结晶学上能改动金属间 化合物相的举动。因此用元素进行蜕变处理能改善合金的塑性加工性和毕竟产品质量。由于的蜕变有用时间长、作用和再现性好等利益,这些年在Al-Si铸 造合金中代替了钠的运用。对揉捏用铝合金中参与0.015%~0.03%,使铸锭中β-AlFeSi相成为汉字形α-AlFeSi相,减少了铸锭均匀化 时间60%~70%,前进材料力学功用和塑性加工性;改善制品表面粗糙度。关于高硅(10%~13%)变形铝合金中参与0.02%~0.07%元素,可 使初晶减少至较低极限,力学功用也明显前进,抗拉强度бb 由233MPa前进到236MPa,屈服强度б0.2由204MPa提 高到210MPa,延伸率б5由9%增至12%。在过共晶Al-Si合金中参与,能减小初晶硅粒子标准,改善塑性加工功用,可顺利地热轧和冷轧。
锆元素
锆也是铝合金的常用添加剂。一般在铝合金中参与量为0.1%~0.3%,锆和铝 构成ZrAl3化合物,可阻挠再结晶进程,细化再结晶晶粒。锆亦能细化铸造组织,但比钛的作用小。有锆 存在时,会下降钛和硼细化晶粒的作用。 在Al-Zn-Mg-Cu系合金中,由于锆对淬火敏感性的影响比铬和锰的小,因此宜用锆来代替铬和锰细化再结晶组织。
杂质元素
稀土元素参与铝合金中,使铝合金熔铸时添加成分过冷,细化晶粒,减少二次晶距离,减少合金中的气体和搀和,并使搀和相趋于球化。还可下降熔体表面张力,添加流动性,有利于浇注成锭,对工艺功用有着明显的影响。各种稀土参与量约为0.1%at%为好。混合稀土(La-Ce-Pr-Nd等混合)的添加,使Al-0.65%Mg-0.61%Si合金时效G?P区构成的临界温度下降。含镁的铝合金,能激起稀土元素的蜕变作用。
3.杂质元素的影响
钒在铝合金中构成VAl11难熔化合物,在熔铸进程中起细化晶粒作用,但比钛和锆的作用小。钒也有细化再结晶组织、前进再结晶温度的作用。
钙在铝合金中固溶度极低,与铝构成CaAl4化合物,钙又是铝合金的超塑性元素,大约5%钙和5%锰的铝合金具有超塑性。钙和硅构成CaSi,不溶于铝, 由于减小了硅的固溶量,可稍微前进工业纯铝的导电功用。钙能改善铝合金切削功用。CaSi2不能使铝合金热处理强化。微量钙有利于去除铝液中的氢。
铅、锡、铋元素是低熔点金属,它们在铝中固溶度不大,略下降合金强度,但能改善切削功用。铋在凝聚进程中胀大,对补缩有利。高镁合金中参与铋可防止钠脆。
锑首要用作铸造铝合金中的蜕变剂,变形铝合金很少运用。仅在Al-Mg变形铝合金中代替铋防止钠脆。锑元素参与某些Al-Zn-Mg-Cu系合金中,改善热压与冷压工艺功用。
铍在变形铝合金中可改善氧化膜的结构,减少熔铸时的烧损和搀和。铍是有毒元素,能使人发作过敏性中毒。因此,触摸食物和饮料的铝合金中不能富含铍。焊接资猜中的铍含量一般控制在8μg/ml以下。用作焊接基体的铝合金也应控制铍的含量。
钠在铝中几乎不溶解,较大固溶度小于0.0025%,钠的熔点低(97.8℃),合金中存在钠时,在凝聚进程中吸附在枝晶表面或晶界,热加工时,晶界上的 钠构成液态吸附层,发作脆性开裂时,构成NaAlSi化合物,无游离钠存在,不发作“钠脆”。当镁含量超2%时,镁攫取硅,分出游离钠,发作“钠脆”。因 此高镁铝合金不允许运用钠盐熔剂。防止“钠脆”的方法有氯化法,使钠构成NaCl排入渣中,加铋使之生成Na2Bi进入金属基体;加锑生成Na3Sb或加 入稀土亦可起到相同的作用。
航空铝各种型号的性能
2019-01-11 10:51:50
【飞机用的铝合金和普通铝合金相比,对强度、硬度、韧性、抗疲劳性、塑性有较高的要求。 飞机上用的铝合金有好多种。 1、硬铝:铝镁铜合金。航空业应用较广泛的铝合金。常用2024、2A12、2017A,强度、韧性、抗疲劳性较好,塑性好。用来制造蒙皮、隔框、翼肋等。 2、超硬铝:铝锌镁铜合金。常用7075、7A09,强度极限和屈服强度高,承受载荷大,用来制造机翼上翼面蒙皮、大梁等。 3、防锈铝合金:常用铝镁合金5A02、5A06、5B05。具有较高的抗蚀性、抗疲劳性、良好的塑性、焊接性。用来制造油箱、油管等。 4、锻造铝合金,常用6A02,硬度高,具有良好的耐腐蚀性。制造发动机零件、接头等。 5、铸造铝合金,比重小,抗蚀性、耐热性高,制造发动机机匣等。 纯铝系11001100纯度在99%以上的一般用途铝。在阳极氧一般器物、散热鳍片、建 12001200化后外观稍稍泛白,此外其它特性与上述材、热交换器零件 合金相同。 1N00比1100强度稍高,挤压性良好。其它特性同1100。日用品 20112011切削性良好、强度高、耐蚀性差。要求耐蚀性的场合使用6262合金。旋钮、光学零件、螺丝 20142014 20172017因为铜含量高、耐蚀性、强度高、使用在航空飞机、齿轮、油压零 20242024构造用材料,也适用于锻造品。件、自行车轮鼓 Al-Cu系21172117固溶化处理后,作为铆钉、铆扣材料。铆钉、铆扣 2018221820182218锻造性良好、高温强度高,适用于要求耐热性的锻造零件,耐蚀性差。气缸盖、活塞、VTR气缸 26182618高温强度高、耐蚀性差活塞、橡胶成型用的模具、 一般耐热用零件 22192219高温、低温的强度特性良好、溶接性也良好、但耐蚀性差低温用储槽、航天机器 20252025锻造性良好、强度高、耐蚀性差螺旋桨、磁性鼓 2N01耐热性佳、强度高、耐蚀性差飞机引擎、油压零件 30033003强度比1100高、成形性、溶接性、耐蚀散热片、化妆板、复印机 3203-性良好轮鼓、车用空调部品、船舶用材 Al-Mn系3004310430043104强度比3003高、成形性、耐蚀性良好铝罐体、灯泡头、彩色铝 30053005强度比3003高大约高20%、耐蚀性比较建材、彩色铝 好 31053105强度比3003高,其它特性与3004类似建材、彩色铝 Al-Si系40324032耐热性、耐磨性良好、热膨胀性系数小活塞、油缸盖、 40434043流动性良好、凝固收缩小。阳极处理后自溶接线、建筑面板、硬焊 然发色呈灰色薄片 500550055050强度与3003相同、加工性、溶接性、耐蚀性、阳极处理后表面良好,与6063型建筑用内外装、车辆内装、船舶内装 材色泽调合 Al-Mg系50525052中程度强度的代表性合金,耐蚀性、溶接一般板金、船舶、车辆、 性、成形性良好、耐海水性良好,建筑、铝罐体盖、 56525652限制5052的不纯物元素,能抑制过氧化氢的分解,其它特性同5052过氧化氢的容器 51545154强度比5052高约20%同5052、压力容器 52545254限制5154的不纯物元素,能抑制过氧化氢的分解,其它特性同5154过氧化氢的容器 54545454强度比5052高约20%。严格的环境下耐蚀性比5154要良好汽车轮圈 50565056耐蚀性良好、可利用切削加工增加表面光相机镜框、通信机器零件、 亮、阳极处理性和染色性良好栓件 50825082与5083强度接近、成型、耐蚀性良好罐盖 Al-Mg系 51825182强度比5082高约5%,其它特性与5082相同罐盖 50835083溶接构造性合金,实用非热处理合金当中,强度较高,耐蚀性合金,用于溶接构造,耐海水性,低温性良好轮船、车辆、低温储槽、压力容器 50865086强度比5154高,耐海水性良好的非热处理溶接构造合金轮船、压力容器、磁盘 强度与3003大致相同,光辉热处理后的 5N01阳极氧化处理可得到高度光辉性,成型厨房用品、照相机、铭板 性、耐蚀性良好 5N02铆钉用合金,耐海水性良好铆钉 Al-Mg-Si系热处理型耐蚀合金,虽然T6处理后可得 到相当高的降伏强度,但溶接接头强度较车辆、陆上构造物、自行 60616061低,需再重新做T4、T6处理,否则以螺车架、运动器材、休闲用 栓和铆钉接合,为一般构造用使用量较多品 的一种合金。 强度和挤压性介于6061与6063之间,可以风淬得到接近6061的强度,适合形状复杂、大型的薄壁型材,耐蚀性溶接性良车辆的箱体、自行车轮圈、 60636063挤压的代表性合金,强度虽比6061低,挤压特性优异,可得到复杂的断面形状,耐蚀性,表面处理性良好。建筑用型材、窗用、铝围幕、家具、体闲运动器材、散热片 61016101高强度导电用材料,55%IACS保证,电线、导电板 61516151特别是用于锻造加工性,耐蚀性,表面处理性也良好的复杂锻造品机械、汽车零件 6262耐蚀易切削性合金,耐蚀性和表面处理性比2011良好,具有6061同等的强度。镜头本体、气化器零件、刹车零件、瓦斯器具零件 Al-Zn-Mg系70727072电极电位低,主要用于防蚀目的的披覆材料,利用牺牲阳极作用,适用于热交换器的散热鳍片披覆材料、鳍片 70757075铝合金中强度较高的一种合金,耐蚀差,需用7072作为披覆材,改善耐蚀性航空飞机、滑雪杆 70507050淬火性改良型合金,耐应力腐蚀龟裂性良好,适合厚板锻造品航空飞机、高速回转体 7N01溶接构造用合金,强度高,且溶接部常温放置后能够回复到与母材相近的强度、耐蚀性相当良好捷运车箱用梁、自行车架、机车车架、大型构造物 70037003溶接构造用合金,强度虽然比7N01稍低,但挤压特性良好,能够得到薄壁大型型材,其它特性同7N01捷运车箱用梁、自行车架、机车车架、大型构造物、机车圈 Al-Fe系80218021含有高量的铁,比1N30强度高,伸长率和展压性良好的铝箔用合金。包装用、电器通信用 80798079含有高量的铁与硅,比1N30强度高,伸长率和展压性良好的铝箔用合金。包装用、电器通信用
锰硅合金冶炼原理
2019-01-25 15:50:04
在炉料的冶炼受热过程中,炉料中的锰和铁的高价氧化物在炉料区被高温分解或被CO还原成低价氧化物,到1373~1473K时,高价氧化锰逐渐被充分还原为MnO,全部的FeO进一步还原成Fe;MnO比较稳定,只能用碳进行直接还原,由于炉料中SiO2较高,MnO还没来得及还原就与之反反应结合成了低熔点的硅酸锰。因此,MnO的还原反应实际上是在液态炉渣的硅酸锰中进行的,硅酸锰的状态和熔点为 MnO+SiO2===MnSiO3 t熔=1250℃ 2MnO+SiO2===Mn2SiO4 t熔=1345℃ 由于锰与碳能生成稳定的化合物Mn3C,用碳直接还原得到的是锰的碳化物Mn3C。其反应式是 MnO•SiO2+4/3C===1/3Mn3C+SiO2+CO↑ 炉料中的氧化铁比氧化锰容易还原,预先出来的铁与锰形成共熔体(MnFe)3C,极大地改善了MnO的还原条件。 随着温度的增高。硅也被还原出来,其反应式是 SiO2+2C===Si+2CO↑ 由于硅与锰能生成比Mn3C更稳定的化合物MnSi,当还原出来的Si遇到Mn3C时,Mn3C中的碳就被置换出来,造成合金中碳量下降,其反应式为 1/3Mn3C+Si===MnSi+1/3C 随着还原出来的硅含量的提高,碳化锰受到破坏,合金中的碳含量进一步降低。 用碳从液态炉渣中还原生产锰硅合金的总反应式为 其开始反应温度为773℃。炉料中的磷约有75%进入合金。 在锰硅合金的冶炼过程中,为了改善硅的还原条件,炉料中必须有足够的SiO2,以保证冶炼过程始终处在酸性渣下进行;但是,如果渣中SiO2过量,又会造成排渣困难,通常冶炼锰硅合金的炉渣成分为 w(SiO2)=34%~42% n(CaO+MgO)/nSiO2=0.6~0.8 w(Mn)<8%
锰硅合金价格
2017-06-06 17:49:53
硅锰合金价格,国内硅锰价格暂时出现高位盘整,各地报价趋于集中,市场现货仍紧,但也有部分商家有高价现货出售,市场现货紧张局面暂时未得到完全解决,进口锰矿价格仍有上涨出现,但钢材价格有所回落调整,目前市场商家心态微妙。产品国标地区含税价格(元/吨)备注硅锰FeMn65Si17辽宁7100-7300出厂含税价硅锰FeMn65Si17天津7100-7200出厂含税价硅锰FeMn65Si17河北7000-7200出厂含税价硅锰FeMn65Si17内蒙古7000-7250出厂含税价硅锰FeMn65Si17宁夏7000-7200出厂含税价硅锰FeMn65Si17山东7000-7200
再生铝与电热法铝硅钛合金结缘伴行展望
2019-01-09 11:26:46
前些时间,笔者以“中国再生铝产业2015形势预测”为题,报道了中国再生铝业的现状及未来发展方向。报道显示,历经数十年的中国再生铝业目前基本上还是初级铸造合金锭。高端变形铝合金尚处于探索阶段,拓展产品品种,将是中国再生铝业今后发展方向。历经数十年发展,然而中国再生铝产业,迄今为止只能生产初级铝合金锭,发人深思。 (一)30年前出现的由铝硅钛三元合金配制的含钛0.6%上下的铝硅共晶合金,用于汽车发动机中的活塞、缸体、缸盖等零部件制作,经试验室试验,工业性试验,以及5万、15万公里行车试验,结果合金有以下优点:有良好的细化结晶组织作用、较高的耐热性、较高的耐磨性;能使活塞使用寿命延长35%左右,合金经济效益明显。由河南省科技委员会发布的鉴定证书注明ZL108T活塞合金技术规格、合金化学成分如下(%):Si:11-12,Cu:1.4-1.6, Mg:o.6-0.8,Mn:o.5-0.7,Ti:0.5-0.6,Fe:0.4-0.5,Al余量。 来自全国26个单位派出技术专家34人,参与鉴定,其中多家汽车制造厂、拖拉机厂、活塞厂及内燃机配件制造厂、汽车研究机构等。鉴定具有很高的专业性、权威性。与此同时产出的铝硅钛亚共晶变形合金,经过专业机构测试,其机械性能接近LD2,可作为LD3代用品,广泛应用于建筑业、运输业等诸多部门,市场空间不可限量。虽然上述产品因其生产方式、生产方法不科学,严重破坏电解工艺、损坏电解槽,被放弃、禁用,未能产业化,但产品的优越性、广泛适用性,仍然给人留下深刻的印象。以铝土矿直接电解,违规蛮干,严重破坏电解工艺,伤损电解槽被放弃禁用,理所当然,但铝硅钛三元合金,不应被忽视,应探索、研发其它方式、方法进行生产。 事实证明,对矿石进行改性加工处理,使其理化性能适应电解工艺要求的复合氧化铝,作为电解添加剂,与氧化铝混配进行电解,经试验室试验,可以在保持电解工艺正常运行的条件下,产出含有少量钛及硅的铝硅钛三元合金,可用于再生铝深加工,可以产出上述ZL108T的活塞合金和亚共晶变形合金。可惜此法竟无人问津,长期被忽视。我国再生铝产业步履蹒跚数十年,只能生产初级铸造铝合金锭。 除了电解法之外,还可以采用其它方式、方法。例如电热法、碳热法、化学置换法等。关键是要有创新发展思维理念和意愿,能勇于开拓创新。在诸多方法中,电热法产业化已有先例。可炼制含钛高硅的铝硅合金,以再生铝、废杂铝稀释较为有效、便捷、科学合理。如果能使再生铝产业与电热法结缘伴行,或将是再生铝产业转型升级、迅速产出高级铸造合金、高端变形合金的较强劲有力的引擎,使再生铝迅速走出低谷,由弱转强,面目一新。为此,笔者就电热法略述拙见如下。 (二)电热法炼制铝硅钛合金工艺过程中,有些重要环节必须妥善处理,倘漠然置之,就会遭到挫折和失败,国内外此类事例比比皆是。上世纪60年代,我国抚顺、本溪、唐山、上海等地都曾试过电热法炼制铝硅合金,无一例外,都因忽略了炼制铝硅合金的某些环节的特殊要求,先后放弃了试验。其主要原因,一是炉子选用不当,冶炼工艺事故频频,无法正常生产;二是炉料配备粗放随意,产出合金含铁高,用途受限。同时球团耐热强度不高,造碴多,涨炉底事故频频发生。 与大多数矿热还原工艺不同,炼制铝硅合金有其特殊性,有特殊要求。首先,它要求反应区能量密度足以保证产出的合金能连续不断、及时地从出口顺利淌出,而且保持均衡稳定;要求反应区温度能稳定保持在2050℃~2200℃之间,温度低了反应不完全造渣多,温度高了还原金属特别是铝会大量挥发;要求物料成分尤其是还原剂成分稳定,保持反应区导电率稳定;工艺过程炉料要均匀下移,在合金及时排出的同时,CO及碴也及时均匀排出;要求电极能埋得深,电极消耗保持均衡;总之,反应区各项工艺要素、电制度、热制度平衡而不紊乱。 长期试验研究和生产实践证明,虽然大功率三相矿热炉也能取得较好的技术指标,但与单相单电极炉相比却相形见绌,因而单相单电极炉应是优选。用三相三电极矿热炉炼制铝硅合金时,各项消耗指标都偏高,而且经常发生熔炼工艺紊乱,尤其是功率小的炉子,无法正常生产,勉强维持,产出的合金含铝量也达不到要求,究其原因主要是: (一)小功率三相炉,三根电极三个反应区,即便较大的6300kVA炉子,每相功率也只有6300/3kVA,显然反应区的能量密度太小,产量小,无法连续出炉,还原金属尤其是铝在炉子内停留时间过长,大量挥发,产率低,合金中铝含量少,只能达到30%~35%。(二)三相炉电抗大,功率因数低,一般只有0.78~0.88,加以功率小,相对地炉壁、炉面、炉底散热面积大,热效率低,电耗高。 (三)炼制铝硅合金,工艺要求采用低电压大电流,这时有效电阻及无功电阻值在不断变化,无法做到三相功率完全一致,三个反应区能量密度均衡,为了消除这种不均衡状态,就要经常变动变压器二次相序,迫使停电,破坏了熔炼工艺,金属产率低,电耗增加。与单相单电极炉比较,铝及硅的损失都大, (四)三相电炉因三相功率不均衡,需要调整,致使三根电极上下移动频繁,反应区能量密度均衡遭破坏,各项工艺要素也随之变坏,还原反应无法快速、完全地进行,生产出现紊乱,炉子经常处于不满负荷状态。 (五)三相电炉三根电极之间产生分流,这不但降低了反应区的能量密度,还使炉子上部的温度升高,降低了炉料电阻,迫使电极埋入深度变浅,导致难熔物SiC、Al4C3积存于炉底,造成塌料、涨炉底事故,无法正常生产,直至较终被迫放弃生产。 认真总结经验,同时并参考国外经验,不难得出结论,电热法炼制铝硅合金,确实有其特殊性,有一定难度,但如果炉子选用得当,炉子具备了炼制铝硅合金所必备的功能,炼制铝硅合金是完全可行的。前苏联数十年的经验证明,炉子的功率必需保证反应区能量密度足够大,足以保证每分钟的产量达到连续出炉同时带出积存于炉底部的碴,三相炉的有功功率通常是13000kVA以上,单相单电极炉的有功功率通常是10000kVA以上。 在选用三相炉时,16500kVA以上的炉子,为了使三相有功功率保持平衡,反应区能量密度均衡稳定,建议采用二次低压补偿装置(西安瑞弛冶金设备公司首创),以使功率因数提高到0.93左右。如有适用调频装置,亦应采用。在采用三相能量平衡装置时,可使三相能量保持平衡,相电压50~55V以使低电压大电流。 在选用单相单电极时,增设调频柜,可使电耗降低7%~10%,功率因数达0.93上下。在利用闲置矿热炉时,功率6300kVA的炉子改造后功率可增大1.58倍,不属国家规定淘汰之列,新建10000kVA以上单相单电极低频炉,建议采用8927416X专利技术。旧炉改造可采用两种方式:交-直-交-低频方式,十二相同步-逆变-低频方式。 8927416X专利技术特点在于,炉体安装在炉底平车上,炉膛内安装有一根自焙电极,采用低频交流电源。炉体外装有可绕炉体移动的扒皮车。炉底平车置于基础上,车板上设有多条钢轨,炉体放在钢轨上,炉底平车的移动由油缸和管路组成液压系统控制,可使炉体沿炉口方向移动,以改变电极在炉膛中的位置。电炉采用的交流电源,是三相电源采用整流、逆变电路技术后,构成的单相低频交流电源,亦即将三相市电经变压器变压,再经可控硅整流、逆变后,构成单相低频交流电源。扒皮车由车体及设于车体上的电焊机、扒皮夹子、汽动装置组成、车轮放在炉体外侧的圆形轨道上。 把三相矿热炉改造成单相单电极炉,采用交-直-交-低频方式,与8927416X专利技术不同之处是,所利用的闲置矿热炉原有炉体是固定的,而电极是可移动的,可以根据工艺需要随时改变其与出口之间的距离。采用十二相同步-逆变-低频方式时,原有炉体也不变,只将固定电极装置改为可移动,原有变压器留用,其接线为A/Y,需再添一台Y/Y性能变压器,组成十二相同步-逆变-调频交流电源,功率增大2/1.265倍。用上述两种方式改造的炉子,所用电极的直径正好与原有炉体的直径相适应。炉子具有的电气特性,完全符合炼制铝硅合金的工艺要求。 两台6300kVA经改造的单相单电极低频炉,其产量高于一台普通16500kVA三相炉子的产量,其创造的技术、经济效益更优于后者。前苏联长期实践经验证明,采用单相供电的六根电极排成一行的长方形电炉,炼制铝硅合金较有发展前途,它具有良好的工艺与电气特性,功率因数提高5%~7%,电耗下降15%。 鉴于各地多有闲置三相矿热炉,建议选择条件好的炉子,就地(或移地)加以改造,将其改造成为单相单电极低频炉。改造后的炉子将具有诸多优点。现以6300kVA三相炉子,以十二相同步——逆变——低频方式改造为例,加以说明: (1)改造后的炉子,功率增大为9960kVA,完全可保证连续出炉的工艺要求。 (2)利用原有炉体、设施,可节省大量投资,并不难在3~5个月内投入生产。 (3)由于单相单电极能量密度大,反应区各项技术要素稳定,温度易于控制在所要求的2050℃~2200℃之间。 (4)由于只有一根电极,消除了电极间分流,电极埋入深度大,保证了电流通过电弧直达炉底,反应区能量密度衡定,还原反应正常进行,提高了热效率,减少了热损失。 (5)改造后的炉子电极与出炉口之间距离可调整(电极可移动)温度高,保证了还原金属及炉渣及时排出,金属收率提高,同时中间产物SiC、Al4C3等难熔物较易被Al2O3还原,避免涨炉底现象发生。 (6)一根可移动电极,可保持电炉满负荷运行,功率利用率可达100%,必要时改变电极与出炉口之间的距离,超负荷运行,可利用“平谷峰”电价制度,于夜间(谷时)多用电,以降低平均电价。 (7)由于一根电极,暴露于空气中炉料中面积小因而消耗少,铁质电极壳相应消耗少,有利于降低合金含铁量。 (8)一根电极便于调频柜安装、维护,而低频的应用与推广,是国家节能措施,将工频50Hz调低为0~3Hz,可以减少大电流线路的电抗,节能降耗。频率0~3HZ具有直流的功能,功率分布合理,不偏弧,电流集肤效应减少,均匀流过电极,温度高而平稳,原料还原率高,电磁搅拌力大,微粒渣反复碰撞形成大颗粒,易于分离,使合金中混渣少,质量高,并有利于合金精制。 (9)单相单电极低频炉,不但优于三相炉,也优于直流炉。直流电炉2/3的功率在阳极(炉底),由于热量过于集中,不能充分利用,并造成局部过热,导致还原金属大量挥发,使金属收率降低,电耗增大。国外使用直流炉炼制铝硅合金,每吨合金耗电15000度以上,国内在炼制工业硅时每吨硅耗电竟高达16500度,而低频炉可使电耗低于13000度/吨合金。(10)一根电极,消除了三相三根电极的三角区,便于操作,特别是便于机械化、自动化改造,也便于采用中空电极,用氮气将氧化铝、刚玉或高铝矿粉与炭粉吹进反应区,使其直接反应,以提高合金中铝含量。 (11)单相单电极低频炉较三相炉排出烟尘少30%,噪音小,利于环保达标,利于粉末提纯加密技术的应用,实施无废料废渣生产。 一座改造后的10000kVA单相单电极低频矿热炉,可年产含钛铝硅合金约6000吨,按每kVA计算的年产量约为普通三相炉1.3倍。改造一台6300kVA三相炉为10000kVA单相单电极低频炉,所投资金不难在投产后一年内收回。 正是由于单相单电极炉的优越功能,上世纪40年代,前苏联一种被称为‘米格炉’的单相单电极炉风行一时,但由于对电网干扰大被禁止。我国在上世纪50年代由前苏联帮助建造的供炼硅用5000kVA单相双电极矿热炉,采用连续出炉工艺吨硅单耗可较三相炉低约10%以上。单相单电极炉较三相三电极优势明显。然而迄今为止国内尚未有以单相单电极炉成功炼制铝硅合金案例,注重点仍倾向于大功率三相三电极炉,两家规模企业以铝硅合金立项,建造的功率16500kVA矿热炉,投产后都转产铁合金。另外多家试炼制过铝硅合金的企业,所选矿热炉都是三相三电极炉,因而在优选单相单电极炉同时,不可忽视三相三电极炉。三相三电极炉经技术改造后,完全可以适应炼制铝硅合金的工艺要求。例如有功功率大于13000kVA的炉子,采用二次低压补偿,增设三相平衡自动调整装置和调频柜后,按低电压大电流要求相电压控制在50V~55V之间,反应区下移电极埋入深,使反应区能量达到较佳限度,满足冶炼工艺要求,炼制出合格合金,使冶炼工艺运行正常稳定。 至于炉料制备,必须按确定的Al2O3/SiO2(以下以A/S表示)平衡配料,严格按操作规程进行,这是炼制铝硅合金、铝硅钛合金工艺得以正常进行的必备条件。炉料需经加工清除其中有害杂质,在所有杂质中较为有害的是Fe2O3,而合金中铁的含量很大程度决定合金的市场竞争力。含铁过高,用于稀释的原铝(或再生铝、废杂铝)的量加大,配制的合金成本高,利润降低。因此,要求在炼制的合金成本不增加的前提下,含铁愈低愈好,为此特别限定合金的含铁量,一般不超过1.5%。 在限定炼制铝硅合金铁含量的条件下,对原料选用、加工方法,特别是除铁方法的选定,必须做足文章,因为这涉及到市场供求如物料价格高低、加工费用大小,加工难易程度,以及国家政策要求等诸多方面因素的综合分析、评估等。比方河南的氧化铝工业,由于实施选矿—拜耳工艺流程,副产大量尾矿,为使尾矿资源化,获得国家免税待遇,可选用除铁尾矿作原料,也可以废弃低铝硅比铝土矿,经除铁、除杂后,用以炼制铝硅合金,两者都具有量大质优特点;山西省资源条件更为优越,高岭土普遍含铁低,平均在0.3%上下,朔州、忻州等高铝煤产地,排放的高铝粉煤灰、煤矸石更为可贵。平朔二矿所产粉煤灰中Al2O3含量达47%,Fe2O3含量只有0.44%,不需要除铁加工。另外,怀仁某煤矿所产煤灰粉中Al2O3含量高达54.22%,A/S1.59,而Fe2O3含量为0.8%,如用作电热炼制铝硅合金原料,也不需要除铁加工,怀仁所产洗选矸不需要添加含Al2O3物料,还原剂可选用洗选精煤,完全可以在煤上多下功夫。此外内蒙古、陕北等地也有高铝煤矸石、粉煤灰产出,托克托电厂排放的粉煤灰Al2O3含量达54.77%,SiO2:36.5%、A/S1,51、Fe2O3含量2.29%,经高梯度磁分选可降至0.6%,无需添加含Al2O3物料,可直接用以制团。实际上,全国可资源利用的炼制铝硅合金原料可谓取之不尽,用之不竭。 原料制备的另一个重要环节是制团工艺。球团要求细度、导电度、机械强度、孔隙度等要充分满足冶炼工艺要求,球团耐热强度决定冶炼过程造碴多少的决定因素,耐热强度必须保证球团顺利进入反应区。正常运转时约有14%~17%的残碴形成,其成分主要是多铝红柱石(3Al2O3.2SiO2)、刚玉、六铝酸钙(Ca.6Al2O3)、SiC、AlOC等,通常在连续出炉时被带出炉外,返回流程,如果球团耐热程度不够,造碴过多无法及时排出炉外,会引发涨炉底事故,事故频发会造成无法正常生产。 总之,性能优越适用矿热炉,优良合格球团,是炼制铝硅合金的必备条件,不可漠然置之。 (三)除了上述通用方式,还可创新其他探索方法,例如炼制铝硅钛合金或铝铁合金使其分离制取含铁低,并含有其他有益成份的铝合金或含有少量铝的铁合金,而产出的含有少量硅、钛的铝合金,与再生铝、废杂铝熔配如同上述成分的铝硅亚共晶变形合金。 上世纪90年代,我国铝硅铁首创焦作李封铁合金厂,去前苏联参观访问回国后即试验电热法炼制铝硅铁合金一举成功,投产后头3天炼出的合金成分如下: 如果能使铁含量保持到10%或以下,运用振动法、重力离心法、或水淬—磁选法,或可能把铁含量降至2%~3%,含铁2%~3%的铝硅合金与适量再生铝或废杂铝熔配,可配制出含铁0.7以下,含钛适量的铝硅亚共晶变形合金,合金机械性能,经测试与LD2接近,可作为LD2的代用品广泛应用于建筑业、运输业等方面,从而使产能过剩的铝硅铁就可在自救的同时助推再生铝业转型升级脱困转强。 可配制的铝硅亚共晶变形合金成份及测试结果如下:1.Al-6%Si-1%Ti合金可以轧制成板、挤压成各种规格的棒、管、型材等。勿需中间退火可直接将管毛料拉拔成一定规格尺寸的半成品。 2.为保证得到具有较好综合性能的Al-6%Si变形铝合金,钛含量应该限制在0.5%~1.0%的范围较适宜。 3.Al-6%Si-1% Ti合金板的机械性能,在冷变形状态下抗拉强度、屈服强度比工业纯铝高约5~7kg/mm2,延伸率基本相当:在退火状态时,Al-6%Si-1% Ti合金的抗拉强度比工业纯铝高约5kg/mm2,屈服强度略高,延伸率基本相同,与同样状态下的LD2合金相比,抗拉强度略低,延伸率相对较高。 4.Al-6%Si-1%Ti合金挤压棒的机械性能,在退火状态下抗拉强度、延伸率比工业纯铝高,与同状态下的LD2合金棒之抗拉强度基本接近,但延伸率和硬度要略高些,断面收缩率约低15%有希望成为退火状态下LD2合金棒的代用材料。 5.该合金成型性好,型材可一次弯成900角不裂。如与废杂铝熔配,废杂铝中铜、锌等金属有益无害。此外还有一种过共晶铝硅合金早已问世也应重视。 关键仍是除铁,2%~3%的铁含量,在稀释硅的同时也被稀释。倘铁含量稀释不到位,再以重力离心法二次除铁,可将其清除到0.5%以下。 研究表明,铝硅铁合金中三元相为:Fe2SiAl8、FeSiAl6、FeSiAl4,且在硅中溶解极小。用振动法、重力离心法、水淬-磁选法有可能把铁清除到2%~3%上下,自然混锌法亦可一试。不论哪种方式,产出的副产品都可再利用,其经济效益仍可维持高位。 利用铁在高温时能有效抑制铝的挥发,碳热法炼制铝硅合金,也是一个可行的选项。国外许多国家都曾试验过。日本企业以高温间接加热法,以氧化铝、氧化铁粉、石墨粉按重量比60:15:25混合制团,在21500C高温下,保温30分钟,炼制出铝铁Fe/AL2.61的铝铁合金。由于铁在铝中固溶度受熔体温度左右,低温时固溶度随之降低,共晶温度时降至0.03%~0.05%,其时铁呈原子团存在而不紊乱,可以多种方式予以清除;由于铁不熔于锌和铅也可以混锌法、混铅法进行处理。上世纪80年代日本人还曾以高炉法进行试验,产出的合金含铝60%以上,含铁20%~25%,含硅10%~15%,虽然两种方式都未能产业化,但都有改进优化余地,具有一定参考价值。(王成之)
搅拌摩擦加工铸态铝铁合金组织和性能研究
2018-12-27 16:26:15
搅拌摩擦加工(FSP)是在搅拌摩擦焊接(FSW)基础上发展起来的一种新型有效的加工技术,可用于材料微观组织改性和新型材料制备。加工过程中,利用高速旋转搅拌头的搅拌和摩擦作用,使加工区材料混合破碎,并发生剧烈塑性变形和热机循环作用,实现微观结构的细化、致密化和均匀化。
FSP可破碎粗大枝晶组织和第二相,溶解沉淀相,消除铸态缺陷,显著改善金属材料的性能。铝铁合金具有质轻、耐热性好和抗腐蚀等诸多优良性能,在航天航空领域有着广泛的应用前景。普通熔铸铝铁合金中,铁在铝中的固溶度很低,主要生成Al3Fe等金属间化合物。
Al3Fe呈针状或片状,严重割裂基体,成为应力集中源,显著降低铝铁合金的力学性能。控制和改善含铁相的形态、大小和分布,能使铝铁合金成为实用的结构材料,提高合金性能和实际应用价值。因此,寻求有效的加工细化方法成为解决问题的关键。目前采用高压扭转和等径弯曲等强塑性变形方法能显著细化组织和Al3Fe金属间化合物,增加铁原子在铝基体中的固溶度,提高该合金的力学性能。不过这些方法加工工序复杂,而且得到的试样尺寸较小,因而在实际应用中受到限制。
FSP能有效的细化合金组织,适合连续加工制备大面积的块状材料,是一种很有潜力的材料细化方法。因此,本文采用FSP对普通熔铸方法制备出的铝铁合金进行3道次往复加工,研究3道次加工后铝铁合金组织和性能的变化。
实验用99.9%工业纯铝和Al-20Fe中间合金为原材料,配制含铁3%(质量分数)的Al-3%Fe合金。合金在箱式电阻炉中用石墨坩埚熔炼,经除气和精炼后,于820℃在铜模中浇注成100mm×80mm×5mm板坯试样。FSP实验在改造的X5032型立式升降台铣床上进行。搅拌头材料为W18Cr4V,轴肩直径为16mm,搅拌针直径为5mm,高度为3.8mm。搅拌头旋转速度为1180r/min,焊接速度为47.5mm/min。对铸态合金进行3道次往复FSP。
合金铸态组织存在大量针状Al3Fe相,尺寸约为20~50μm。经搅拌摩擦加工后,针状Al3Fe相被破碎成长度小于1μm的粒状,弥散均匀分布在铝基体中。铸态组织转变为低位错密度的再结晶晶粒,基体中存在细小的含铁亚稳相。搅拌摩擦加工后,加工区的显微硬度较铸态区降低,但分布较均匀。加工区合金的抗拉强度稍微下降,延伸率显著增大。搅拌摩擦加工前后,合金拉伸断口呈现出微孔聚合韧性断裂特征。加工前,韧窝呈抛物线状的撕裂韧窝,韧窝尺寸较小而且较浅,而加工后的韧窝形貌呈等轴状。