鋁合金、304不銹鋼和316L不銹鋼各自的物理、力學和化學特性

博主:adminadmin 2022-12-02 21:48:01 條評論
摘要:鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金又分為不可熱處理強化型鋁合金和可熱處理強化型鋁合金。不可熱處理強化型不能通過熱處理來提高機械性能,只能通過冷加工變形來實現強化,它主要包括高純鋁、工業高純鋁、工業純鋁以及...
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  鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金又分為不可熱處理強化型鋁合金和可熱處理強化型鋁合金。不可熱處理強化型不能通過熱處理來提高機械性能,只能通過冷加工變形來實現強化,它主要包括高純鋁、工業高純鋁、工業純鋁以及防銹鋁等。可熱處理強化型鋁合金可以通過淬火和時效等熱處理手段來提高機械性能,它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。

鋁合金、304不銹鋼和316L不銹鋼各自的物理、力學和化學特性

  鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機械性能,物理性能和抗腐蝕性能。

  鑄造鋁合金按化學成分可分為鋁硅合金,鋁銅合金,鋁鎂合金和鋁鋅合金。

  一、純鋁產品

  純鋁分冶煉品和壓力加工品兩類,前者以化學成份Al表示,后者用漢語拼音LG(鋁、工業用的)表示。

  二、壓力加工鋁合金

  鋁合金壓力加工產品分為防銹(LF)、硬質(LY)、鍛造(LD)、超硬(LC)、包覆(LB)、特殊(LT)及釬焊(LQ)等七類。常用鋁合金材料的狀態為退火(M燜火)、硬化(Y)、熱軋(R)等三種。

  三、鋁材

  鋁和鋁合金經加工成一定形狀的材料統稱鋁材,包括板、帶、箔、管、棒、線、型等。

  四、鑄造鋁合金

  鑄造鋁合金(ZL)按成分中鋁以外的主要元素硅、銅、鎂、鋅分為四類,代號編碼分別為100、200、300、400。

  五、高強度鋁合金

  高強度鋁合金指其抗拉強度大于480兆帕的鋁合金,主要是壓力加工鋁合金中硬鋁合金類、超硬鋁合金類和鑄造合金類。

  六、不同牌號鋁合金的典型用途

  合金典型用途

  1050食品、化學和釀造工業用擠壓盤管,各種軟管,煙花粉

  1060要求抗蝕性與成形性均高的場合,但對強度要求不高,化工設備是其典型用途

  1100用于加工需要有良好的成形性和高的抗蝕性但不要求有高強度的零件部件,例如化工產品、食品工業裝置與貯存容器、薄板加工件、深拉或旋壓凹形器皿、焊接零部件、熱交換器、印刷板、銘牌、反光器具

  1145及絕熱鋁箔,熱交換器

  1199電解電容器箔,光學反光沉積膜

  1350電線、導電絞線、匯流排、變壓器帶材

  2011螺釘及要求有良好切削性能的機械加工產品

  2014應用于要求高強度與硬度(包括高溫)的場合。飛機重型、鍛件、厚板和擠壓材料,車輪與結構元件,多級火箭第一級燃料槽與航天器零件,卡車構架與懸掛系統零件

  2017是第一個獲得工業應用的2XXX系合金,目前的應用范圍較窄,主要為鉚釘、通用機械零件、結構與運輸工具結構件,螺旋槳與配件

  2024飛機結構、鉚釘、導彈構件、卡車輪轂、螺旋槳元件及其他種種結構件

  2036汽車車身鈑金件

  2048航空航天器結構件與兵器結構零件

  2124航空航天器結構件

  2218飛機發動機和柴油發動機活塞,飛機發動機汽缸頭,噴氣發動機葉輪和壓縮機環

  2219航天火箭焊接氧化劑槽,超音速飛機蒙皮與結構零件,工作溫度為-270300攝氏度。焊接性好,斷裂韌性高,T8狀態有很高的抗應力腐蝕開裂能力

  2319焊拉2219合金的焊條和填充焊料

  2618模鍛件與自由鍛件。活塞和航空發動機零件

  2A01工作溫度小于等于100攝氏度的結構鉚釘

  2A02工作溫度200300攝氏度的渦輪噴氣發動機的軸向壓氣機葉片

  2A06工作溫度150250攝氏度的飛機結構及工作溫度125250攝氏度的航空器結構鉚釘

  2A10強度比2A01合金的高,用于制造工作溫度小于等于100攝氏度的航空器結構鉚釘

  2A11飛機的中等強度的結構件、螺旋槳葉片、交通運輸工具與建筑結構件。航空器的中等強度的螺栓與鉚釘

  2A12航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、鉚釘等,建筑與交通運輸工具結構件

  2A14形狀復雜的自由鍛件與模鍛件

  2A16工作溫度250300攝氏度的航天航空器零件,在室溫及高溫下工作的焊接容器與氣密座艙

  2A17工作溫度225250攝氏底的航空器零件

  2A50形狀復雜的中等強度零件

  2A60航空器發動機壓氣機輪、導風輪、風扇、葉輪等

  2A70飛機蒙皮,航空器發動機活塞、導風輪、輪盤等

  2A80航空發動機壓氣機葉片、葉輪、活塞、漲圈及其他工作溫度高的零件

  2A90航空發動機活塞

  3003用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蝕性可焊性好的零件部件,或既要求有這些性能又需要有比1XXX系合金強度高的工作,如廚具、食物和化工產品處理與貯存裝置,運輸液體產品的槽、罐,以薄板加工的各種壓力容器與管道

  3004全鋁易拉罐罐身,要求有比3003合金更高強度的零部件,化工產品與貯存裝置,薄板加工件,建筑加工件,建筑工具,各種燈具零部件

  3105房間隔斷、檔板、活動房板、檐槽和落水管,薄板成形加工件,瓶蓋、瓶塞等

  3A21飛機油箱、油路導管、鉚釘線材等;建筑材料與食品等工業裝備等

  5005與3003合金相似,具有中等強度與良好的抗蝕性。用作導體、炊具、儀表板、殼與建筑裝飾件。陽極氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮,并與6063合金的色調協調一致

  5050薄板可作為致冷機與冰箱的內襯板,汽車氣管、油管與農業灌溉管;也可加工厚板、管材、棒材、異形材和線材等

  5052此合金有良好的成形加工性能、抗蝕性、可燭性、疲勞強度與中等的靜態強度,用于制造飛機油箱、油管,以及交通車輛、船舶的鈑金件,儀表、街燈支架與鉚釘、五金制品等

  5056鎂合金與電纜護套鉚釘、拉鏈、釘子等;包鋁的線材廣泛用于加工農業捕蟲器罩,以及需要有高抗蝕性的其他場合

  5083用于需要有高的抗蝕性、良好的可焊性和中等強度的場合,諸如艦艇、汽車和飛機板焊接件;需嚴格防火的壓力容器、致冷裝置、電視塔、鉆探設備、交通運輸設備、導彈元件、裝甲等

  5086用于需要有高的抗蝕性、良好的可焊性和中等強度的場合,例如艦艇、汽車、飛機、低溫設備、電視塔、鉆井裝置、運輸設備、導彈零部件與甲板等

  5154焊接結構、貯槽、壓力容器、船舶結構與海上設施、運輸槽罐

  5182薄板用于加工易拉罐蓋,汽車車身板、操縱盤、加強件、托架等零部件

  5252用于制造有較高強度的裝飾件,如汽車等的裝飾性零部件。在陽極氧化后具有光亮透明的氧化膜

  5254過氧化氫及其他化工產品容器

  5356焊接鎂含量大于3%的鋁-鎂合金焊條及焊絲

  5454焊接結構,壓力容器,海洋設施管道

  5456裝甲板、高強度焊接結構、貯槽、壓力容器、船舶材料

  5457經拋光與陽極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件

  5652過氧化氫及其他化工產品貯存容器

  5657經拋光與陽極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件,但在任何情況下必須確保材料具有細的晶粒組織

  5A02飛機油箱與導管,焊絲,鉚釘,船舶結構件

  5A03中等強度焊接結構,冷沖壓零件,焊接容器,焊絲,可用來代替5A02合金

  5A05焊接結構件,飛機蒙皮骨架

  5A06焊接結構,冷模鍛零件,焊拉容器受力零件,飛機蒙皮骨部件

  5A12焊接結構件,防彈甲板

  6005擠壓型材與管材,用于要求強高大于6063合金的結構件,如梯子、電視天線等

  6009汽車車身板

  6010薄板:汽車車身

  6061要求有一定強度、可焊性與抗蝕性高的各種工業結構性,如制造卡車、塔式建筑、船舶、電車、家具、機械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材

  6063建筑型材,灌溉管材以及供車輛、臺架、家具、欄柵等用的擠壓材料

  6066鍛件及焊接結構擠壓材料

  6070重載焊接結構與汽車工業用的擠壓材料與管材

  6101公共汽車用高強度棒材、電導體與散熱器材等

  6151用于模鍛曲軸零件、機器零件與軋制環,供既要求有良好的可鍛性能、高的強度,又要有良好抗蝕性之用

  6201高強度導電棒材與線材

  6205厚板、踏板與耐高沖擊的擠壓件

  6262要求抗蝕性優于2011和2017合金的有螺紋的高應力零件

  6351車輛的擠壓結構件,水、石油等的輸送管道

  6463建筑與各種器具型材,以及經陽極氧化處理后有明亮表面的汽車裝飾件

  6A02飛機發動機零件,形狀復雜的鍛件與模鍛件

  7005擠壓材料,用于制造既要有高的強度又要有高的斷裂韌性的焊接結構,如交通運輸車輛的桁架、桿件、容器;大型熱交換器,以及焊接后不能進行固熔處理的部件;還可用于制造體育器材如網球拍與壘球棒

  7039冷凍容器、低溫器械與貯存箱,消防壓力器材,軍用器材、裝甲板、導彈裝置

  7049用于鍛造靜態強度與7079-T6合金的相同而又要求有高的抗應力腐蝕開裂勇力的零件,如飛機與導彈零件起落架液壓缸和擠壓件。零件的疲勞性能大致與7075-T6合金的相等,而韌性稍高

  7050飛機結構件用中厚板、擠壓件、自由鍛件與模鍛件。制造這類零件對合金的要求是:抗剝落腐蝕、應力腐蝕開裂能力、斷裂韌性與抗疲勞性能都高

  7072空調器鋁箔與特薄帶材;2219、3003、3004、5050、5052、5154、6061、7075、7475、7178合金板材與管材的包覆層

  7075用于制造飛機結構及期貨他要求強度高、抗腐蝕性能強的高應力結構件、模具制造

  7175用于鍛造航空器用的高強度結構性。T736材料有良好的綜合性能,即強度、抗剝落腐蝕與抗應力腐蝕開裂性能、斷裂韌性、疲勞強度都高

  7178供制造航空航天器的要求抗壓屈服強度高的零部件

  7475機身用的包鋁的與未包鋁的板材,機翼骨架、桁條等。其他既要有高的強度又要有高的斷裂韌性的零部件

  7A04飛機蒙皮、螺釘、以及受力構件如大梁桁條、隔框、翼肋、起落架等

  變形鋁及鋁合金狀態、代號

  1.范圍

  本標準規定了變形鋁合金的狀態代號。

  本標準適用于鋁及鋁加工產品。

  2.基本原則

  2.1基礎狀態代號用一個英文大寫字母表示。

  2.2細分狀態代號采用基礎狀態代號后跟一位或多位阿拉伯數字表示。

  2.3基本狀態代號

  基本狀態分為5種

  代號名稱說明與應用

  F自由加工狀態適用于在成型過程中,對于加工硬化和熱處理條件特殊要求的產品,該狀態產品的力學性能不作規定。

  O退火狀態適用于經完全退火獲得最低強度的加工產品。

  H加工硬化狀態適用于通過加工硬化提高強度的產品,產品在加工硬化后可經過(也可不經過)使強度有所降低的附加熱處理。

  W固熔熱處理狀態處理狀態一種不穩定狀態,僅適用于經固溶熱處理后,室溫下自然時效的合金,該狀態代號僅表示產品處于自然時效階段。

  T熱處理狀態(不同于F、O、H狀態)適用于熱處理后,經過(或不經過)加工硬化達到穩定的產品。T代號后面必須跟有一位或多位阿拉伯數字。

  在空氣中或化學腐蝕介質中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼,不銹鋼是具有美觀的表面和耐腐蝕性能好,不必經過鍍色等表面處理,而發揮不銹鋼所固有的表面性能,使用于多方面的鋼鐵的一種,通常稱為不銹鋼。代表性能的有13鉻鋼,18-8鉻鎳鋼等高合金鋼。

  從金相學角度分析,因為不銹鋼含有鉻而使表面形成很薄的鉻膜,這個膜隔離開與鋼內侵入的氧氣起耐腐蝕的作用。

  為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性,鋼必須含有12%以上的鉻。

  304是一種通用性的不銹鋼,它廣泛地用于制作要求良好綜合性能(耐腐蝕和成型性)的設備和機件。

  304不銹鋼是按照美國ASTM標準出來的不銹鋼的一個牌號。304相當于我國的0Cr19Ni9(0Cr18Ni9)不銹鋼。304含鉻19%,含鎳9%。

  304是得到最廣泛應用的不銹鋼、耐熱鋼。用于食品設備、昔通化工設備、核能等.

  304不銹鋼化學成份

  規格CSiMnPSCrNi(鎳)Mo

  SUS431≤0.08≤1.00≤2.00≤0.05≤0.0318.00-20.008.2510.50-

  304就是1Cr18Ni9。

  不銹鋼防銹的機理是合金元素形成致密氧化膜,隔絕氧接觸,阻止繼續氧化。所以不銹鋼并不是“不銹”。

  304材料出現生銹現象,可能有以下幾個原因:

  1.使用環境中存在氯離子。

  氯離子廣泛存在,比如食鹽、汗跡、海水、海風、土壤等等。不銹鋼在氯離子存在下的環境中,腐蝕很快,甚至超過普通的低碳鋼。

  所以對不銹鋼的使用環境有要求,而且需要經常擦拭,除去灰塵,保持清潔干燥。(這樣就可以給他定個“使用不當”。)

  美國有一個例子:某企業用一橡木容器盛裝某含氯離子的溶液,該容器已使用近百余年,上個世紀九十年代計劃更換,因橡木材料不夠現代,采用不銹鋼,更換后16天容器因腐蝕泄漏。

  2.沒有經過固溶處理。

  合金元素沒有溶入基體,致使基體組織合金含量低,抗蝕性能差。

  3.這種不含鈦和鈮的材料有天生的晶間腐蝕的傾向。

  加入鈦和鈮,再配以穩定處理,可以減少晶間腐蝕。

  316是含鉬不銹鋼種。高溫條件下,當硫酸的濃度低于15%和高于85%時,316不銹鋼具有廣泛的用途。316不銹鋼還具有良好的而氯化物侵蝕的性能。

  316L不銹鋼的最大碳含量0.03,可用于焊接后不能進行退火和需要最大耐腐蝕性的用途中

  耐腐蝕性

  耐腐蝕性能優于304不銹鋼,在漿和造紙的過程中具有良好的耐腐蝕的性能。而且316不銹鋼還耐海洋和侵蝕性工業大氣的侵蝕。

  耐熱性

  在1600度以下的間斷使用和在1700度以下的連續使用中,316不銹鋼具有好的耐氧化性能。在800-1575度的范圍內,最好不要連續作用316不銹鋼,但在該溫度范圍以外連續使用316不銹鋼時,該不銹鋼具有良好的耐熱性。316L不銹鋼的耐碳化物析出的性能比316不銹鋼更好,可用上述溫度范圍。

  冷軋與熱軋的區別:

  在常溫下的軋制一般理解為冷軋,從金屬學觀點看,低于在結晶溫度的軋制為冷軋

  熱軋,是以板坯(主要為連鑄坯)為原料,經加熱后由粗軋機組及精軋機組制成帶鋼。從精軋最后一架軋機出來的熱鋼帶通過層流冷卻至設定溫度,由卷取機卷成鋼帶卷,冷卻后的鋼帶卷,根據用戶的不同需求,經過不同的精整作業線(平整、矯直、橫切或縱切、檢驗、稱重、及標志等)加工而成為鋼板、平整卷及縱切鋼帶產品。

  冷軋:用熱軋鋼卷為原料,經酸洗去除氧化皮后進行冷連軋,其成品為軋硬卷,由于連續冷變形引起的冷作硬化使軋硬卷的強度、硬度上升、韌塑指標下降,因此沖壓性能將惡化,只能用于簡單變形的零件。軋硬卷可作為熱鍍鋅廠的原料,因為熱鍍鋅機組均設置有退火線。軋硬卷重一般在613.5噸,鋼卷在常溫下,對熱軋酸洗卷進行連續軋制。內徑為610mm。

  產品特點:因為沒有經過退火處理,其硬度很高(HRB大于90),機械加工性能極差,只能進行簡單的有方向性的小于90度的折彎加工(垂直于卷取方向)。

  簡單點兒來說,一塊鋼坯在加熱后(就是電視里那種燒的紅紅的發燙的鋼塊)精過幾道軋制,再切邊,矯正成為鋼板,這種叫熱軋。

  冷軋,是在熱軋板卷的基礎上加工軋制出來的,一般來講是熱軋-酸洗-冷軋這樣的加工過程。冷軋是在常溫狀態下由熱軋板加工而成,雖然在加工過程因為軋制也會使鋼板升溫,盡管如此還是叫冷軋。

  由于熱軋經過連續冷變型而成的冷軋,在機械性能比較差,硬度太高。必須經過退火才能恢復其機械性能,沒有退火的叫軋硬卷。

  軋硬卷一般是用來做無需折彎,拉伸的產品,1.0以下厚度軋硬的運氣好的兩邊或者四邊折彎。

  醬油PH值大于醋,從醬油的釀造過程來看屬于堿性。316L不銹鋼屬于耐酸不耐堿,這就是腐爛的原因。

  現切的卷板與成品板沒區別。

  整理:

  鋁合金有很多種。。密度不同。無法寫。分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。上面資料找吧。

  304不銹鋼含鉻19%,含鎳9%,得到最廣泛應用的不銹鋼、耐熱鋼。用于食品設備、昔通化工設備、核能等.

  不銹鋼防銹的機理是合金元素形成致密氧化膜,隔絕氧接觸,阻止繼續氧化。所以不銹鋼并不是“不銹”。

  304材料出現生銹現象,可能有以下幾個原因:

  1.使用環境中存在氯離子。

  氯離子廣泛存在,比如食鹽、汗跡、海水、海風、土壤等等。不銹鋼在氯離子存在下的環境中,腐蝕很快,甚至超過普通的低碳鋼。

  所以對不銹鋼的使用環境有要求,而且需要經常擦拭,除去灰塵,保持清潔干燥。(這樣就可以給他定個“使用不當”。)

  美國有一個例子:某企業用一橡木容器盛裝某含氯離子的溶液,該容器已使用近百余年,上個世紀九十年代計劃更換,因橡木材料不夠現代,采用不銹鋼,更換后16天容器因腐蝕泄漏。

  316是含鉬不銹鋼種。高溫條件下,當硫酸的濃度低于15%和高于85%時,316不銹鋼具有廣泛的用途。316不銹鋼還具有良好的而氯化物侵蝕的性能。

  316L不銹鋼的最大碳含量0.03,可用于焊接后不能進行退火和需要最大耐腐蝕性的用途中

  耐腐蝕性

  耐腐蝕性能優于304不銹鋼,在漿和造紙的過程中具有良好的耐腐蝕的性能。而且316不銹鋼還耐海洋和侵蝕性工業大氣的侵蝕。

  耐熱性

  在1600度以下的間斷使用和在1700度以下的連續使用中,316不銹鋼具有好的耐氧化性能。在800-1575度的范圍內,最好不要連續作用316不銹鋼,但在該溫度范圍以外連續使用316不銹鋼時,該不銹鋼具有良好的耐熱性。316L不銹鋼的耐碳化物析出的性能比316不銹鋼更好,可用上述溫度范圍。

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