鋁是有色金屬中最常見(jiàn)的材料。它因具有鐵系金屬材料所沒(méi)有的各種特點(diǎn)而被廣泛使用。在進(jìn)行產(chǎn)品設計時(shí)，需要充分了解這些特點(diǎn)，選擇合適的材料種類(lèi)、加工方法、熱處理等。這次對鋁的性質(zhì)和種類(lèi)進(jìn)行一下說(shuō)明。

鋁的特點(diǎn)

鋁有如下的性質(zhì)。

? 輕而結實(shí)
鋼材的比重大致為7.9左右，而鋁的比重為2.7左右，重量?jì)H為鋼材的約三分之一。另一方面，強度為一般結構用鋼材的70%左右。因此，鋁是“比強度”（單位重量的強度）較高的材料。

? 不易生銹
鋁具有表面始終覆蓋一層非常薄的氧化皮膜的性質(zhì)。它如同保護膜的作用，而腐蝕很難發(fā)展到比氧化皮膜還深的程度。因此無(wú)需進(jìn)行防銹涂裝和鍍敷。

? 易于加工
鋁的“屈服點(diǎn)”較低，且“延展性能”好，因此是適合塑性加工的材料。熔點(diǎn)低，流動(dòng)性好，因此還適合鍛造。此外還容易進(jìn)行切削加工，并能夠進(jìn)行焊接。

? 導熱、導電性好
鋁是“熱傳導率”較高的材料。因此被用于空調或發(fā)動(dòng)機冷卻水用的散熱器等。另外，導電性能好，重量輕，因此還被用作輸電線(xiàn)材料。

鋁的注意事項

雖然鋁具有很多的優(yōu)點(diǎn)，但也有需要注意的事項。

? 強度較低
雖然鋁“比強度”高，但與鐵鋼材料相比強度較低。雖然適合飛機機翼那樣能夠變柔軟的構造物，但不適合齒輪那樣要求有強度的零件。

? 在有的條件下會(huì )發(fā)生腐蝕
雖然鋁不易生銹，但有時(shí)會(huì )在接觸多鹽的環(huán)境或異種金屬時(shí)發(fā)生腐蝕。因此要想避免腐蝕則需要氧化鋁膜處理等。

? 線(xiàn)性膨脹系數較大
鋁的線(xiàn)性膨脹系數接近鐵系材料的2倍。因此會(huì )產(chǎn)生較大熱應力，當被用作反復加熱和冷卻的零件時(shí)，有可能會(huì )因熱疲勞而發(fā)生破損。

? 沒(méi)有疲勞極限
在鐵系材料的情況下，一般會(huì )有不至于發(fā)生金屬疲勞的“下限應力”即“疲勞極限”。也就是說(shuō)，在設計上，如果只會(huì )產(chǎn)生低于“疲勞極限”的變動(dòng)負荷，理論上就能夠永久使用。但是由于鋁沒(méi)有該“疲勞極限”，因此在設計時(shí)需要比較使用中產(chǎn)生的變動(dòng)應力和SN線(xiàn)圖等，確認在所設想的產(chǎn)品使用壽命中，即使龜裂加劇是否也不會(huì )有強度問(wèn)題。

鋁最具代表性的種類(lèi)和特點(diǎn)

鋁材被大致分為“變形鋁合金”和“鑄造鋁合金”?！白冃武X合金”是為了利用塑性變形進(jìn)行加工的材料。而“鑄造鋁合金”顧名思義是適用于鑄造的鋁。
變形鋁合金

? A1050
是純鋁系的最具代表性的材料種類(lèi)。強度雖然較低，但加工性、耐腐蝕性良好，被用于裝飾品或輸電線(xiàn)等。
? A2017
是被稱(chēng)為“硬鋁”的材料種類(lèi)。雖然耐腐蝕性較差，但能夠得到較高的強度，因此被用于飛機、汽車(chē)、機械零件等。
? A2024
是被稱(chēng)為“超硬鋁”的材料種類(lèi)。能夠獲得比A2017還高的強度。
? A5052
耐腐蝕性、加工性、焊接性良好，是流通量最大的鋁合金。被用于框架材料和鈑金零件等。
? A6061
是耐腐蝕性良好的鋁合金。通過(guò)叫做“T6處理”的熱處理，會(huì )進(jìn)一步具有更高的耐腐蝕性。
? A6063
耐腐蝕性、表面處理性良好，是最多用于擠壓成型產(chǎn)品的鋁合金。被用于鋁窗框和電氣材料等。
? A7075
是被稱(chēng)為“超超硬鋁”的材料類(lèi)型，是鋁合金中強度最大的。在二戰前，日本在世界上率先開(kāi)發(fā)出該鋁材料，并用于“零式艦載戰斗機”，為其卓越的性能做出了巨大貢獻。目前A7075也被作為代表性的飛機材料而得到廣泛應用。

鑄造用合金

? AC2B
鑄造性能卓越，是最常用的鑄鋁合金。用于發(fā)動(dòng)機的汽缸蓋和閥體等。
? AC4C
除了鑄造性能外，也是耐腐蝕性、機械性質(zhì)卓越的合金。被用于變速箱體和壓縮機機體等。
? ACD10
是適合壓鑄的材料，鑄造性、切削性、機械性質(zhì)卓越而得到廣泛應用。被用于發(fā)動(dòng)機的汽缸體等。

總結
鋁是具有很多卓越特點(diǎn)的材料。特別是由于其較高的“比強度”而帶來(lái)諸多優(yōu)點(diǎn)，今后也會(huì )是繼續廣泛應用的產(chǎn)品。請仔細理解特點(diǎn)并有效地加以使用。
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