工業(yè)純鋁

基本信息
　　工業(yè)純鋁 (commercial purity aluminium)
組織結(jié)構(gòu)
　　工業(yè)純鋁實(shí)質(zhì)上可以看作是鐵、硅含量很低的鋁一鐵一硅系合金。在雜質(zhì)相中除了有針狀硬脆的FeAl3和塊狀硬脆的硅質(zhì)點(diǎn)外，還能形成兩個(gè)三元相，當(dāng)Fe>Si時(shí)，形成α(Fe2SiAl8)相；當(dāng)Si>Fe時(shí)，形成　β(FeSiAl5)相。兩相都是脆性化合物，后者對(duì)塑性的危害更大些。因此，一般在工業(yè)純鋁中都使Fe>Si。當(dāng)Fe>Si時(shí)，還能縮小結(jié)晶溫度區(qū)間和減小產(chǎn)生鑄造裂紋傾向。當(dāng)Fe/Si≥2～3時(shí)，可生產(chǎn)出晶粒細(xì)小、有良好沖壓性能的工業(yè)純鋁板材。需要指出的是，在工業(yè)純鋁中鐵和硅多半以三元化合物形式存在，出現(xiàn)FeAl3和游離硅的機(jī)會(huì)很少。
特點(diǎn)
　　工業(yè)純鋁具有鋁的一般特點(diǎn)，密度小，導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能好，抗腐蝕性能好，塑性加工性能好，可加工成板、帶、箔和擠壓制品等，可進(jìn)行氣焊、氬弧焊、點(diǎn)焊。 工業(yè)純鋁不能熱處理強(qiáng)化，可通過冷變形提高強(qiáng)度，惟一的熱處理形式是退火，再結(jié)晶開始溫度與雜質(zhì)含量和變形度有關(guān)，一般在200℃左右。退火板材的σb=80～100MPa，σ0.2=30～50MPa，ζ=35%～40%，HB=25～30。經(jīng)60%～80%冷變形，亂雖然能提高到150～180MPa，但ζ值卻下降到1%～1.5%。增加鐵、硅雜質(zhì)含量能提高強(qiáng)度，但降低塑性、導(dǎo)電性和抗蝕性。1200(L5)工業(yè)純鋁板的退火軟化特性與冷作硬化特性如圖所示。從圖中可見，采取調(diào)整冷變形后的退火溫度或控制退火后的冷變形量都可獲得不同冷作硬化狀態(tài)的力學(xué)性能。為了提高成形性，采取前種方法為好。
　　應(yīng)用 工業(yè)純鋁用途非常廣泛，可作電工鋁，如母線、電線、電纜、電子零件；可作換熱器、冷卻器、化工設(shè)備；煙、茶、糖等食品和藥物的包裝用品，啤酒桶等深沖制品；在建筑上作屋面板、天棚、間壁墻、吸音和絕熱材料，以及家庭用具、炊具等。
1、密度小且可強(qiáng)化
　　純鋁的密度接近2700kg/m3，約為鐵的密度的35%。純鋁通過冷加工可使其強(qiáng)度提高一倍以上。而且可通過添加鎂、鋅、銅、錳、硅、鋰、鈧等元素合金化，再經(jīng)過熱處理進(jìn)一步強(qiáng)化，其比強(qiáng)度可與優(yōu)質(zhì)的合金鋼媲美。
2、易加工
　　鋁用用任何一種鑄造方法鑄造。鋁的塑性好，可軋成薄板和箔；拉成管材和細(xì)絲；擠壓成各種民用的型材；可以大多數(shù)機(jī)床所能達(dá)到的最大速度進(jìn)行車、銑、鏜、刨等機(jī)械加工。
3、耐腐蝕而且導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好
　　鋁及其合金的表面，易生成一層致密、牢固的Al2O3保護(hù)膜。這層保護(hù)膜只有鹵素離子或堿離子的激烈作用下才會(huì)遭到破壞。因此，鋁有很好的耐大氣（包括工業(yè)性大氣和海洋大汽）腐蝕和水腐蝕的能力。能抵抗多數(shù)酸和有機(jī)物的腐蝕，采用緩蝕劑，可耐弱堿液腐蝕；采用保護(hù)措施，可提高鋁合金的抗蝕能力。鋁的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能公次于銀、銅和金。
4、無(wú)低溫脆性
　　鋁在攝氏零度以下，隨著溫度的降低，強(qiáng)度和塑性不公不會(huì)降低，反而提高。
5、美觀且反射性強(qiáng)
　　鋁的拋光表面對(duì)白光的反射率達(dá)80%以上，純度越高，反射率越高。同時(shí)，鋁對(duì)紅外線、紫外線、電磁波、熱輻射等都有良好的反射性能。鋁及其合金由于反射能力強(qiáng)，表面呈銀白色光澤。經(jīng)機(jī)加工后可達(dá)至很高的光潔度和光亮度。經(jīng)陽(yáng)極氧化和著色，可獲得五顏六色、光彩奪目的鋁制品。
6、無(wú)磁性、沖擊不生火
7、有吸音性
8、耐核輻射
純鋁的物理性質(zhì)
元素的化合價(jià)：3
　　原子量：26.98
　　原子半徑：0.143nm
　　晶格類型：面心立方晶格
　　晶格常數(shù)：0.404nm
　　無(wú)同素異晶轉(zhuǎn)變
　　物理性能：密度：20度（固態(tài)）：2.6996 g/cm3
　　700度（液態(tài)）：2.371 g/cm3
　　熔點(diǎn)：99.996%AL： 660.24度
　　99.6% AL： 658.7度
　　融化潛熱：388.116 J/g
　　比熱容：常溫固態(tài)：0.946 J/（g。K）
　　熔點(diǎn)液態(tài)：1.289 J/（g。K）
　　熱導(dǎo)率：2.177 W/（cm。
　　線膨脹系數(shù)：23.6×10（－6）
　　收縮率：6.6%
　　電極電位：－1.3V
　　電導(dǎo)率：38.2/歐姆/米
　　力學(xué)性能：彈性模量：69000～71000MPa
　　抗拉強(qiáng)度：90～120MPa
　　屈服強(qiáng)度：20～90MPa
　　伸長(zhǎng)率：11%～25%
　　布氏硬度：24－32HB
　　沖擊韌度：10～20 J/cm2
化學(xué)性能
　　在淡水、海水、空氣、濃硝酸、硝酸鹽、汽油、潤(rùn)滑油、各種有機(jī)溶劑中有良好的耐蝕性；在堿，碳酸鹽，稀酸中耐蝕性很差
稀土對(duì)純鋁性能的影響
　　官可湘等研究了單一稀土Ce對(duì)工業(yè)純鋁力學(xué)性能的影響，探討了稀土對(duì)純鋁中雜質(zhì)相細(xì)化作用、稀土主要分布在晶界及枝晶間，它們與Fe、Si等雜質(zhì)形成高熔點(diǎn)金屬間化合物，使富Fe相雜質(zhì)細(xì)化，同時(shí)對(duì)晶界有穩(wěn)定作用；由于富Fe相的細(xì)化作用，且彌散均勻分布，因而力學(xué)性能得到大幅度提高，抗拉強(qiáng)度上升44.18%，伸長(zhǎng)率提高32.04%；最佳稀土加入量為0.03%。