工業純鋁

基本信息
　　工業純鋁 (commercial purity aluminium)
組織結構
　　工業純鋁實質上可以看作是鐵、硅含量很低的鋁一鐵一硅系合金。在雜質相中除了有針狀硬脆的FeAl3和塊狀硬脆的硅質點外，還能形成兩個三元相，當Fe>Si時，形成α(Fe2SiAl8)相；當Si>Fe時，形成　β(FeSiAl5)相。兩相都是脆性化合物，后者對塑性的危害更大些。因此，一般在工業純鋁中都使Fe>Si。當Fe>Si時，還能縮小結晶溫度區間和減小產生鑄造裂紋傾向。當Fe/Si≥2～3時，可生產出晶粒細小、有良好沖壓性能的工業純鋁板材。需要指出的是，在工業純鋁中鐵和硅多半以三元化合物形式存在，出現FeAl3和游離硅的機會很少。
特點
　　工業純鋁具有鋁的一般特點，密度小，導電、導熱性能好，抗腐蝕性能好，塑性加工性能好，可加工成板、帶、箔和擠壓制品等，可進行氣焊、氬弧焊、點焊。 工業純鋁不能熱處理強化，可通過冷變形提高強度，惟一的熱處理形式是退火，再結晶開始溫度與雜質含量和變形度有關，一般在200℃左右。退火板材的σb=80～100MPa，σ0.2=30～50MPa，ζ=35%～40%，HB=25～30。經60%～80%冷變形，亂雖然能提高到150～180MPa，但ζ值卻下降到1%～1.5%。增加鐵、硅雜質含量能提高強度，但降低塑性、導電性和抗蝕性。1200(L5)工業純鋁板的退火軟化特性與冷作硬化特性如圖所示。從圖中可見，采取調整冷變形后的退火溫度或控制退火后的冷變形量都可獲得不同冷作硬化狀態的力學性能。為了提高成形性，采取前種方法為好。
　　應用 工業純鋁用途非常廣泛，可作電工鋁，如母線、電線、電纜、電子零件；可作換熱器、冷卻器、化工設備；煙、茶、糖等食品和藥物的包裝用品，啤酒桶等深沖制品；在建筑上作屋面板、天棚、間壁墻、吸音和絕熱材料，以及家庭用具、炊具等。
1、密度小且可強化
　　純鋁的密度接近2700kg/m3，約為鐵的密度的35%。純鋁通過冷加工可使其強度提高一倍以上。而且可通過添加鎂、鋅、銅、錳、硅、鋰、鈧等元素合金化，再經過熱處理進一步強化，其比強度可與優質的合金鋼媲美。
2、易加工
　　鋁用用任何一種鑄造方法鑄造。鋁的塑性好，可軋成薄板和箔；拉成管材和細絲；擠壓成各種民用的型材；可以大多數機床所能達到的最大速度進行車、銑、鏜、刨等機械加工。
3、耐腐蝕而且導電、導熱性好
　　鋁及其合金的表面，易生成一層致密、牢固的Al2O3保護膜。這層保護膜只有鹵素離子或堿離子的激烈作用下才會遭到破壞。因此，鋁有很好的耐大氣（包括工業性大氣和海洋大汽）腐蝕和水腐蝕的能力。能抵抗多數酸和有機物的腐蝕，采用緩蝕劑，可耐弱堿液腐蝕；采用保護措施，可提高鋁合金的抗蝕能力。鋁的導電、導熱性能公次于銀、銅和金。
4、無低溫脆性
　　鋁在攝氏零度以下，隨著溫度的降低，強度和塑性不公不會降低，反而提高。
5、美觀且反射性強
　　鋁的拋光表面對白光的反射率達80%以上，純度越高，反射率越高。同時，鋁對紅外線、紫外線、電磁波、熱輻射等都有良好的反射性能。鋁及其合金由于反射能力強，表面呈銀白色光澤。經機加工后可達至很高的光潔度和光亮度。經陽極氧化和著色，可獲得五顏六色、光彩奪目的鋁制品。
6、無磁性、沖擊不生火
7、有吸音性
8、耐核輻射
純鋁的物理性質
元素的化合價：3
　　原子量：26.98
　　原子半徑：0.143nm
　　晶格類型：面心立方晶格
　　晶格常數：0.404nm
　　無同素異晶轉變
　　物理性能：密度：20度（固態）：2.6996 g/cm3
　　700度（液態）：2.371 g/cm3
　　熔點：99.996%AL： 660.24度
　　99.6% AL： 658.7度
　　融化潛熱：388.116 J/g
　　比熱容：常溫固態：0.946 J/（g。K）
　　熔點液態：1.289 J/（g。K）
　　熱導率：2.177 W/（cm。
　　線膨脹系數：23.6×10（－6）
　　收縮率：6.6%
　　電極電位：－1.3V
　　電導率：38.2/歐姆/米
　　力學性能：彈性模量：69000～71000MPa
　　抗拉強度：90～120MPa
　　屈服強度：20～90MPa
　　伸長率：11%～25%
　　布氏硬度：24－32HB
　　沖擊韌度：10～20 J/cm2
化學性能
　　在淡水、海水、空氣、濃硝酸、硝酸鹽、汽油、潤滑油、各種有機溶劑中有良好的耐蝕性；在堿，碳酸鹽，稀酸中耐蝕性很差
稀土對純鋁性能的影響
　　官可湘等研究了單一稀土Ce對工業純鋁力學性能的影響，探討了稀土對純鋁中雜質相細化作用、稀土主要分布在晶界及枝晶間，它們與Fe、Si等雜質形成高熔點金屬間化合物，使富Fe相雜質細化，同時對晶界有穩定作用；由于富Fe相的細化作用，且彌散均勻分布，因而力學性能得到大幅度提高，抗拉強度上升44.18%，伸長率提高32.04%；最佳稀土加入量為0.03%。