8 铝及铝合金

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8 铝及铝合金
工业纯铝采用熔盐电解，即利用直流电以冰晶石为溶剂在 950℃~970℃电解氧化铝的方法制取，所得到的工业电解纯铝经三层熔液电解法制得工业高纯铝。如果再使用区域熔炼或有机溶液电解法冶炼工业高纯铝可制取纯度在 99.999%以上的高纯铝，最高纯度可达99.99995%。工业纯铝的主要用途是配制铝基合金，高纯铝则主要应用于科学试验、化学工业和其它特殊需求。此外，纯铝还可以用来制造电线、铝箔、屏蔽壳体、反射器、包覆材料、化工容器和日用炊具等产品，是目前有色金属中应用最多的一种材料。常用铝锭的牌号及化学成分如表 8-2 所示。
工业纯铝中含有少量杂质，主要为 Fe 和 Si，它们在铝中的溶解度很小，形成富 Fe、Si 的脆性化合物，虽能提高铝的强度，但却严重损害铝的塑性、抗腐蚀性和导电性，除杂质元素外，纯铝的力学性能还与其加工状态有关。
二、铝的合金化
工业纯铝的强度和硬度都很低，虽然可以通过冷作硬化的方式强化，但是也不能直接用于制作结构材料。因此必须进行合金化，目前制造铝合金的常用合金元素大致可分为主加元素和辅加元素。主加合金元素有 Si、Cu、Mg、Mn、Zn 和 Li 等，这些元素的单独加
入或配合加入，可以获得性能各异的铝合金以满足各种工程应用的需求。辅加元素有 Cr、Ti、Zr、Ni、Ca、B 和 RE 等，其目的是进一步提高铝合金的综合性能，并改善铝合金的某些工艺性能。
由于固态铝没有同素异构转变，因此不能象钢那样借助于热处理相变强化。合金元素对铝的强化作用主要表现为固溶强化、沉淀强化、过剩相强化及细化晶粒强化。