从热力学的角度来看,铝是非常活跃的金属结构材料,仅次于镁和铍。铝在金属电位序列中的位置是一个热力学稳定性低的元素,否则铝很容易被腐蚀。但事实上,铝和铝合金具有良好的耐腐蚀性,可以在中性大气、天然水、某些化学品和大多数食品中令人满意地使用多年。这是因为保护氧化膜总是在大气中的铝表面自然形成。表面氧化膜的浊度决定了金属铝的耐腐蚀性,也就是说,铝的耐腐蚀性实际上取决于表面形成的氧化物的性质和状态,而不是金属铝的性能。1.1.4机械性能铝的机械性能与加工状态或退火状态密切相关。表1-2分别列出了冷轧板和退火板的机械性能。冷轧铝板的强度明显高于退火铝板,而延伸率远低于退火铝板。
过程性能
① 延展性好。这很容易处理。它可以轧制成薄板和箔,拉入管道和长丝,挤压成各种型材,锻造或铸造成各种零件。可高速加工,如车削、铣削、镗孔、刨削等。
② 可焊接。铝合金可采用TIG或MIG惰性气体焊接。焊接后机械性能高,耐腐蚀性好,外观美观,能满足结构材料的要求。高硅高镁铝合金焊接性差。
③ 易于表面处理。纯铝的强度不高。冷加工强化可以将强度提高两倍以上,当然塑性也会相应降低。通过添加各种元素可以将其合金化为铝合金,以提高其强度并降低其塑性。一些铝合金可通过热处理进一步强化,其比强度可与优质合金钢相媲美。铝阳极氧化工艺比较成熟,操作简便,已得到广泛应用。铝阳极氧化膜具有高硬度、耐磨性、耐腐蚀性、良好的绝缘性和着色性,能显著改变和改善铝合金的外观和使用性能。通过化学预处理,铝合金表面还可以进行电镀、电泳和喷涂,进一步提高铝的装饰和保护效果。
④ 易于回收。铝的熔化温度低,废料容易再生。回收率很高,回收能耗仅为冶炼能耗的3%。
⑤ 可加工性。高强度铝合金的可加工性较好,且铝纯度越高,可加工性越差。