鋁合金按其成分和加工方法又分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金是先將合金配料熔鑄成坯錠,再進行塑性變形加工,通過軋制、擠壓、拉伸、鍛造等方法制成各種塑性加工制品。鑄造鋁合金是將配料熔煉后用砂模、鐵模、熔模和壓鑄法等直接鑄成各種零部件的毛坯。
鋁合金研究與發展的初期主要是和航空工業聯系在一起的,只有近百年的歷史,但發展得很快,用途范圍不斷擴大,在金屬材料中其產量在鋼鐵之后居第二位,在有色金屬材料中居首位。鋁合金將有很大的發展:采用更新的工藝方法,改進原有合金,發展新合金,賦予更新更加完善的使用性能,擴大使用范圍,增大使用量。 [1]
1908年美國鋁業公司發明電工鋁合金1050,并制成鋼芯鋁絞線,開創高壓遠程輸電先鋒。
1915年美國鋁業公司發明2017合金,1933年發明2024合金,使鋁在航空器中的應用得以迅速擴大。 1933年美國鋁業公司發明6061合金,隨即創造了擠壓機淬火工藝,顯著擴大了擠壓型材應用范圍。
1943年美國鋁業公司發明了6063合金及7075合金,開創了高強度鋁合金的新紀元。
1965年美國鋁業公司又發明了A356鑄造鋁合金,這是經典鑄造鋁合金。
隨著對鋁合金材料方面的研究深入,高強鋁合金(2000、7000系列)以其優異的綜合性能在商用飛機上的使用量已經達到其結構質量的80%以上,因此得到全球航空工業界的普遍重視。鋁合金開始逐漸應用于生活,軍事,科技方面。
航空航天
鋁合金是制造飛機用的主要材料。鋁合金與制造汽車用的軟鋼比較起來,價格貴、密度小,相對密度為2.8,與軟鋼相對密度7.8比較,約輕三分之一,盡管強度相差不多,但對飛機來說,材料輕是主要的,而且耐腐蝕性較強,加工也方便,故鋁合金是制造飛機理想的材料。 [4]
硬鋁根據其合金元素含量不同可分別制造鉚釘、飛機的螺旋槳及飛機上的高強度零件; 超硬鋁是含有鋅的硬鋁,其硬度、強度均比硬鋁高,不同品種的超硬鋁用于制造各種結構零件、高載荷零件,是航空工業的重要材料之一。
純鋁的密度小(ρ=2.7g/cm3),大約是鐵的 1/3,熔點低(660℃),鋁是面心立方結構,故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%),易于加工,可制成各種型材、板材,抗腐蝕性能好;但是純鋁的強度很低,退火狀態 σb 值約為8kgf/mm2,故不宜作結構材料。通過長期的生產實踐和科學實驗,人們逐漸以加入合金元素及運用熱處理等方法來強化鋁,這就得到了一系列的鋁合金。 添加一定元素形成的合金在保持純鋁質輕等優點的同時還能具有較高的強度,σb 值分別可達 24~60kgf/mm2。這樣使得其“比強度”(強度與比重的比值 σb/ρ)勝過很多合金鋼,成為理想的結構材料,廣泛用于機械制造、運輸機械、動力機械及航空工業等方面,飛機的機身、蒙皮、壓氣機等常以鋁合金制造,以減輕自重。采用鋁合金代替鋼板材料的焊接,結構重量可減輕50%以上。
