铝合金的物理化学性质分析

1.纯铝的物理、化学性质

（1）纯铝的物理性质 铝元素在地壳中的储量排第3位，仅次于氧元素和硅元素其总储量占地壳质量的7.45％，其产量仅次于钢铁，成为价廉和应用广泛的金属。铝的密度为2.7g／cm³，具有比强度高，塑性、耐蚀性、导电、导热性好，没有铁磁性反光能力强等优点，纯铝的物理性质见表1-4。若与同质量的铜比较，铝的电导率为铜的188％，如与同体积的铜相比，则铝的电导率为铜的57％。铝的导热性为铜的56％几乎比铁大三倍，所以铝被广泛用来制造导电材料和热传导器件。

表1-4 纯铝的物理性质

（续

（2）纯铝的化学性质 铝的化学性质比较活泼，20℃时的标准电位为－1.69V，在空气中能与氧气结合，形成致密、坚固的氧化铝薄膜，保护下层金属不再继续氧化，故铝在大气中有极好的耐蚀性。铝的耐蚀性取决于氧化膜在该介质中的稳定性。铝在水中的耐蚀性主要取决于水温、水质和铝的纯度。在水温低于50℃时，随水质和铝纯度的提高，铝的耐蚀性提高。如果水中含有少量活性离子，如Cl－、Cu²⁺等，铝的耐蚀性会急剧下降。铝在酸或碱中的耐蚀性见表1-5。

表1-5 铝在酸或碱中的耐蚀性

2.铝合金的物理、化学性质

（1）铝合金的物理性质 铝合金的物理性能主要取决于合金的成分和使用环境，根据成分不同，可以将铝合金分为铝铜类合金、铝硅类合金、铝锌类合金和铝镁类合金等。

1）铝铜类合金。铝铜类合金的物理性能见表1-6，铜含量8％～12％（质量分数）的合金。列表中牌号为AЛ1、（Y或142）RR53、122、AЛ12都是各国开发的性能较高的耐热合金。升温进行抗拉强度试验后可以看出其高温性能显著高于其他一般合金。特别是在200～300℃时，只有耐热合金才能保持较好的强度。

表1-6 铝铜类合金的物理性能

2）铝硅类合金。铝硅类合金的物理性能见表1-7。根据硅含量的不同，大致可分成以下三组：①硅的质量分数小于5％———此组合金可不需变质处理，但力学性能很差，工业上已很少采用。②硅的质量分数为6％～8％———此组合金需作变质处理。③硅的质量分数为9％～14％———此组合金必须作变质处理。

表1-7 铝硅类合金的物理性能(www.xing528.com)

　　3）铝锌类合金。铝锌类合金的物理性能见表1-8。由于锌的密度较高，所以铝锌类合金的密度比其他类型合金的略高。此类合金，在铸态时，一般都具有较高的力学性能，能自发而又缓慢地产生时效，使合金的硬度和极限强度逐步增加。但是随着锌含量的增加，合金密度升高，合金的流动性降低，合金的塑性变得很差。

表1-8 铝锌类合金的物理性能

4）铝镁类合金。铝镁类合金的物理性能见表1-9。此类合金的密度为2.55g／cm³除铝锂类合金外，在铝合金中最轻。镁在铝中的溶解度很大，当温度为449℃时可高达17.4％，但在100℃时就只有1.9％。铝镁合金强度随着镁含量的增加而提高，不过镁的质量分数达到7％的合金已经很脆了，通过均匀化处理后再淬火，可使镁含量高的合金具有较高塑性。

表1-9 铝镁类合金的物理性能

（2）铝合金的化学性质 铝合金的耐蚀性能随着合金化学成分的不同而存在一定差异。表1-10为应用得最广泛的工业铝合金耐蚀性能的比较数据。耐蚀性的试验一般是在温度不超过70℃的条件下进行的。

表1-10 各种铝合金耐蚀性能的比较

（续

（续

注：5表示耐蚀性最高；4表示耐蚀性较高；3表示耐蚀性合格；2表示耐蚀性低