先进金属结构材料.PDF

先进金属结构材料 Advanced metallic structural materials 铝合金及其应用 北京航空航天大学材料学院 School of materials science and engineering, BUAA 李树索 E-mail lishs@buaa.edu.cn 主要内容 简介 一、 工业纯铝 二、铝合金的合金化原理 三、铝合金的热处理 四、铝合金的分类 五、铝合金的应用与发展 简 介 ✈铝是一种轻金属，其化合物在自然界中分布极广，地 壳中铝的含量约为8.8％ （重量），仅次于氧和硅，居 第三位。就金属元素而言，铝则居第一位。 ✈铝被世人称为第二金属，其产量及消费仅次于钢铁。 ✈自然界已知的含铝矿物有258种，其中常见的约43种， 最重要的含铝矿石有铝土矿、明矾石、霞石等。实际 上，由纯矿物组成的铝矿床是没有的，一般都是与其 它脉石矿物共生分布，并混有杂质。 ✈用于提炼金属铝的主要是一水硬铝石、一水软铝石或 三水铝石组成的铝土矿。 简 介 ✈世界上铝土矿资源总量约在400 －500亿吨，储量在 10亿吨以上的国家有澳大利亚 （79亿吨）、几内亚 （59亿吨）、巴西 （29亿吨）、牙买加 （20亿吨） 及印度 （12亿吨）等，这些国家的铝土矿占世界铝 土矿总储量的73％。 ✈我国铝土矿的资源在世界上属于比较丰富的 国家之一，但分布高度集中，山西(41.6%) 、 贵州(17.1%) 、河南(16.7%)和广西(15.5%)四 省区的储量合计占全国总储量的90.9%。 简 介 ✈铝的问世是在1825年，虽然时间不长，但发展很快。铝的冶炼有 两种方法：化学冶炼法和电解法。 化学法： 1825年，德国人F.Wohler用钾还原无水氯化铝制的金属铝。 1845年，法国人H.S.Deville用钠还原NaCl·AlCl 混合物也 3 得到金属铝，并建厂炼铝。 电解法 冰晶石熔融 2Al O 4Al＋3O ↑ 2 3 2 目前主要的工业生产方法 力学性能性能特点 低碳钢 低合金钢 高合金钢 铸铁 铝合金 相对密度 1.0 1.0 1.0 0.92 0.35 相对比 1.0 1.6 2.5 0.60 1.8 强度极限 相对比 1.0 1.7 4.2 0.70 2.9～4.3 屈服极限 相对比刚度 1.0 1.0 1.0 0.51 8.5 铝合金在航空航天领域的应用  铝合金密度小、延性好、耐腐蚀、易加工、价格便宜。因此， 几乎从三十年代开始，人们就企图用铝合金建造飞机。  长期以来，铝合金一直被大量用于制造飞机机体和运载火箭 箭体结构