工業純鋁一般定為純度為99.0%～99.9%的鋁，中國定為純度為98.8%～99.7%的鋁。中國塑性變形加工工業純鋁牌號有1080、1080A、1070、1070A(L1)、1370、1060(L2)、1050、1050A(L3)、1A50(LB2)、1350、1145、1035(L4)、1A30(L4-1)、1100(L5-1)、1200(L-5)、1235等。鐵和矽是其主要雜質，並按牌號數字增加而遞增。
基本介紹
- 中文名：工業純鋁
- 外文名：commercial purity aluminium
- 純度：99.0%～99.9%
- 特點：導電導熱性能好抗腐蝕性能好等
- 用途：可作電工鋁，如母線、電線、電纜
- 學科：材料工程
組織結構,分類,特性,物理性質,化學性能,套用,稀土元素對工業純鋁導電性的影響,
組織結構
工業純鋁實質上可以看作是鐵、矽含量很低的鋁一鐵一矽系合金。在雜質相中除了有針狀硬脆的FeAl3和塊狀硬脆的矽質點外，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，後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、有良好衝壓性能的工業純鋁板材。需要指出的是，在工業純鋁中鐵和矽多半以三元化合物形式存在，出現FeAl3和游離矽的機會很少。
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、箔和擠壓製品等，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，雖然能提高到150～180MPa，但ζ值卻下降到1%～1.5%。增加鐵、矽雜質含量能提高強度，但降低塑性、導電性和抗蝕性。採取調整冷變形後的退火溫度或控制退火後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，採取前種方法為好。
分類
（1）1A50工業純鋁
化學成份：
鋁Al：99.50
矽Si: ≤0.25
銅Cu: ≤0.05
鎂Mg: ≤0.05
鋅Zn: ≤0.07
錳Mn: ≤0.05
鈦Ti: ≤0.05
鐵Fe: 0.000-0.400
註：單個:≤0.03
力學性能：
抗拉強度σb (MPa)：≤137
伸長率δ10 (%)：≤3
（2）1A99工業純鋁
化學成份：
矽 Si ：0.003
鐵 Fe： 0.003
銅 Cu ：0.003
鋁 Al ：99.99
力學性能：
抗拉強度 σb/（MPa）：35-100
伸長率 （δ10/%）：≥0.5
特性
（1）密度小
純鋁的密度接近2700KG/M3，約為鐵的密度的35%。
（2）可強化
純鋁的強度雖不高，但通過冷加工可使其提高一倍以上。而且可通過添加鎂、鋅、銅、錳、矽、鋰、鈧等元素合金化，再經過熱處理進一步強化，其強度可與優質的合金鋼媲美。
（3）易加工
鋁可用任何一種鑄造方法鑄造。鋁的可塑性好，可軋成薄板和箔；拉成管材和細絲；擠壓成各種民用的型材；可以大多數工具機所能達到的最大速度進行車、銑、鏜、刨等機械加工。
（4）耐腐蝕
鋁及其合金的表面，易生成一層緻密、牢固的AL2O3保護膜。這層保護膜只有在鹵素離子或鹼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性大氣）腐蝕和水腐蝕的能力。能抵抗多數酸和有機物的腐蝕，採用緩蝕劑，可耐弱鹼液腐蝕；採用保護措施，可提高鋁合金的耐腐蝕性能。
（5）導電、導熱性好
鋁的導電、導熱性能僅次於銀、銅和金。室溫時，電工鋁的等體積電導率可達62%IACS，若按單位質量導電能力計算，其導電能力為銅的一倍。
（6）反射性強
（7）無磁性、衝擊不生火花
這對某些特殊用途十分可貴，比如儀表材料，電氣設備的禁止材料，易燃、易爆物生產器材等。
（8）有吸音性
對室內裝飾有利，也可配置成阻尼合金。
（9）耐核輻射
（10）美觀
鋁及其合金由於反射性能力強，表面呈銀白色光澤。經機加工後就可達到很高的光潔度和光亮度。如果經陽極氧化和著色，不僅可以提高抗蝕性能，而且可以獲得五顏六色，光彩奪目的製品。鋁也是生產塗漆材料的極好基體。
物理性質
原子量：26.98
原子半徑：0.143nm
晶格常數：0.404nm
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℃
99.6% AL： 658.7℃
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。K）
線膨脹係數：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
衝擊韌度：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；在鹼，碳酸鹽，稀酸中耐蝕性很差。
套用
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，啤酒桶等深沖製品；在建築上作屋面板、天棚、間壁牆、吸音和絕熱材料，以及家庭用具、炊具等。
鋁自1825年由丹麥科學工作者厄爾斯泰德（H.C.Oersted）發現以來，已有一百多年的歷史。1886年工業化提煉鋁的熔鹽電解法（Hall-Heroult法）問世也已經有一百餘年。百多年來鋁及鋁合金得到極為廣泛的套用，工農業各部門，航空，航天，國防工業，乃至人們的日常生活，無不廣泛地套用鋁。鋁的產量在有色金屬中占首位僅次於鋼鐵產量。鋁之所以套用廣泛，除了有著豐富的蘊藏量（約占地殼質量的8.2%，為地殼中分布最廣的金屬元素），冶煉較簡便以外，更重要的是鋁有著一系列的優良特性。
稀土元素對工業純鋁導電性的影響
（1）混合稀土M2RE (50%Ce + 23%La) 對工業純鋁的導電性未見有改善作用。
（2）純稀土元素鑭、鈰對工業純鋁L2 、L3 的導電性有明顯的改善作用，且鑭、鈰含量在小於1.5 %時這種作用隨著稀土含量增加而增大，含量超過此範圍，電阻率有上升的趨勢。
（3）稀土元素鑭、鈰的加入，使鋁的高溫電阻率略有增大。
（4）稀土元素鑭、鈰的加入，可改變鋁中雜質元素的分布，尤其可使矽由固溶態轉變成析出態，從而減小了矽對鋁導電性的不利影響。
