工业纯铝

基本信息
　　工业纯铝 (commercial purity aluminium)
组织结构
　　工业纯铝实质上可以看作是铁、硅含量很低的铝一铁一硅系合金。在杂质相中除了有针状硬脆的FeAl3和块状硬脆的硅质点外，还能形成两个三元相，当Fe>Si时，形成α(Fe2SiAl8)相；当Si>Fe时，形成　β(FeSiAl5)相。两相都是脆性化合物，后者对塑性的危害更大些。因此，一般在工业纯铝中都使Fe>Si。当Fe>Si时，还能缩小结晶温度区间和减小产生铸造裂纹倾向。当Fe/Si≥2～3时，可生产出晶粒细小、有良好冲压性能的工业纯铝板材。需要指出的是，在工业纯铝中铁和硅多半以三元化合物形式存在，出现FeAl3和游离硅的机会很少。
特点
　　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。 工业纯铝不能热处理强化，可通过冷变形提高强度，惟一的热处理形式是退火，再结晶开始温度与杂质含量和变形度有关，一般在200℃左右。退火板材的σb=80～100MPa，σ0.2=30～50MPa，ζ=35%～40%，HB=25～30。经60%～80%冷变形，乱虽然能提高到150～180MPa，但ζ值却下降到1%～1.5%。增加铁、硅杂质含量能提高强度，但降低塑性、导电性和抗蚀性。1200(L5)工业纯铝板的退火软化特性与冷作硬化特性如图所示。从图中可见，采取调整冷变形后的退火温度或控制退火后的冷变形量都可获得不同冷作硬化状态的力学性能。为了提高成形性，采取前种方法为好。
　　应用 工业纯铝用途非常广泛，可作电工铝，如母线、电线、电缆、电子零件；可作换热器、冷却器、化工设备；烟、茶、糖等食品和药物的包装用品，啤酒桶等深冲制品；在建筑上作屋面板、天棚、间壁墙、吸音和绝热材料，以及家庭用具、炊具等。
1、密度小且可强化
　　纯铝的密度接近2700kg/m3，约为铁的密度的35%。纯铝通过冷加工可使其强度提高一倍以上。而且可通过添加镁、锌、铜、锰、硅、锂、钪等元素合金化，再经过热处理进一步强化，其比强度可与优质的合金钢媲美。
2、易加工
　　铝用用任何一种铸造方法铸造。铝的塑性好，可轧成薄板和箔；拉成管材和细丝；挤压成各种民用的型材；可以大多数机床所能达到的最大速度进行车、铣、镗、刨等机械加工。
3、耐腐蚀而且导电、导热性好
　　铝及其合金的表面，易生成一层致密、牢固的Al2O3保护膜。这层保护膜只有卤素离子或碱离子的激烈作用下才会遭到破坏。因此，铝有很好的耐大气（包括工业性大气和海洋大汽）腐蚀和水腐蚀的能力。能抵抗多数酸和有机物的腐蚀，采用缓蚀剂，可耐弱碱液腐蚀；采用保护措施，可提高铝合金的抗蚀能力。铝的导电、导热性能公次于银、铜和金。
4、无低温脆性
　　铝在摄氏零度以下，随着温度的降低，强度和塑性不公不会降低，反而提高。
5、美观且反射性强
　　铝的抛光表面对白光的反射率达80%以上，纯度越高，反射率越高。同时，铝对红外线、紫外线、电磁波、热辐射等都有良好的反射性能。铝及其合金由于反射能力强，表面呈银白色光泽。经机加工后可达至很高的光洁度和光亮度。经阳极氧化和着色，可获得五颜六色、光彩夺目的铝制品。
6、无磁性、冲击不生火
7、有吸音性
8、耐核辐射
纯铝的物理性质
元素的化合价：3
　　原子量：26.98
　　原子半径：0.143nm
　　晶格类型：面心立方晶格
　　晶格常数：0.404nm
　　无同素异晶转变
　　物理性能：密度：20度（固态）：2.6996 g/cm3
　　700度（液态）：2.371 g/cm3
　　熔点：99.996%AL： 660.24度
　　99.6% AL： 658.7度
　　融化潜热：388.116 J/g
　　比热容：常温固态：0.946 J/（g。K）
　　熔点液态：1.289 J/（g。K）
　　热导率：2.177 W/（cm。
　　线膨胀系数：23.6×10（－6）
　　收缩率：6.6%
　　电极电位：－1.3V
　　电导率：38.2/欧姆/米
　　力学性能：弹性模量：69000～71000MPa
　　抗拉强度：90～120MPa
　　屈服强度：20～90MPa
　　伸长率：11%～25%
　　布氏硬度：24－32HB
　　冲击韧度：10～20 J/cm2
化学性能
　　在淡水、海水、空气、浓硝酸、硝酸盐、汽油、润滑油、各种有机溶剂中有良好的耐蚀性；在碱，碳酸盐，稀酸中耐蚀性很差
稀土对纯铝性能的影响
　　官可湘等研究了单一稀土Ce对工业纯铝力学性能的影响，探讨了稀土对纯铝中杂质相细化作用、稀土主要分布在晶界及枝晶间，它们与Fe、Si等杂质形成高熔点金属间化合物，使富Fe相杂质细化，同时对晶界有稳定作用；由于富Fe相的细化作用，且弥散均匀分布，因而力学性能得到大幅度提高，抗拉强度上升44.18%，伸长率提高32.04%；最佳稀土加入量为0.03%。