铝合金高碳钢(铝铬合金)

1. 铝铬合金

并不相似，Al为主族元素（属于单一价态金属：+3），Cr为副族元素（属于变价金属：+3、+6）

铬（Cr）与铝的性质相似，Cr(OH)3+OH- ＝CrO- 2+2H2O，下列推断中正确的是A．往CrCl3溶液加入过量NaOH溶液可制得Cr(OH)3B．对CrCl3·6H2O加热脱水可得CrCl3C．Cr2O3既能溶于酸，又能溶于NaOH溶液D．CrO- 2水解使溶液显酸性

2. 铝铬合金氧化

铬和铝能在合金表面形成致密的氧化膜，能阻止氧化的进一步进行，所以能加强抗氧化性。

3. 铝铬合金的用途

以铝为主次要合金元素为铬。

铝合金以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。

铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。

4. 铝铬合金生产工艺

冶炼铝可以用热还原法，但是成本太高。工业上冶炼铝应用电解法，主要原理是霍尔-埃鲁铝电解法：以纯净的氧化铝为原料采用电解制铝 ，因纯净的氧化铝熔点高（约2045℃），很难熔化，所以工业上都用熔化的冰晶石(Na3AlF6)作熔剂,使氧化铝在1000℃左右溶解在液态的冰晶石中，成为冰晶石和氧化铝的熔融体，然后在电解槽中，用碳块作阴阳两极，进行电解。

全面介绍如下：

《铝的生产加工》

铝在生产过程中有四个环节构成一个完整的产业链：铝矿石开采－氧化铝制取－电解铝冶炼－铝加工生产。 

一般而言，两吨铝矿石生产一吨氧化铝；两吨氧化铝生产一吨电解铝。

（一）氧化铝的生产方法 

迄今为止，已经提出了很多从铝矿石或其它含铝原料中提取氧化铝的方法。由于技术和经济方面的原因，有些方法已被淘汰，有些还处于试验研究阶段。已提出的氧化铝生产方法可归纳为四类，即碱法、酸法、酸碱联合法与热法。目前用于大规模工业生产的只有碱法。 

铝土矿是世界上最重要的铝矿资源，其次是明矾石、霞石、粘土等。目前世界氧化铝工业，除俄罗斯利用霞石生产部分氧化铝外，几乎世界上所有的氧化铝都是用铝土矿为原料生产的。 

铝土矿是一种主要由三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石组成的矿石。到目前为止，我国可用于氧化铝生产的铝土矿资源全部为一水硬铝石型铝土矿。 

铝土矿中氧化铝的含量变化很大，低的仅约30％，高的可达70％以上。铝土矿中所含的化学成分除氧化铝外，主要杂质是氧化硅、氧化铁和氧化钛。此外，还 含有少量或微量的钙和镁的碳酸盐、钾、钠、钒、铬、锌、磷、镓、钪、硫等元素的化合物及有机物等。其中镓在铝土矿中含量虽少，但在氧化铝生产过程中会逐渐 在循环母液中积累，从而可以有效地回收，成为生产镓的主要来源。 

衡量铝土矿优劣的主要指标之一是铝土矿中氧化铝含量和氧化硅含量的比值，俗称铝硅比。 

用碱法生产氧化铝时，是用碱（NaOH或Na2CO3）处理铝矿石，使矿石中的氧化铝转变成铝酸钠溶液。矿石中的铁、钛等杂质和绝大部分的硅则成为不溶 解的化合物。将不溶解的残渣（赤泥）与溶液分离，经洗涤后弃去或进行综合处理，以回收其中的有用组分。纯净的铝酸钠溶液即可分解析出氢氧化铝，经分离、洗 涤后进行煅烧，便获得氧化铝产品。分解母液则循环使用来处理另一批矿石。碱法生产氧化铝有拜耳法、烧结法以及拜耳--烧结联合法等多种流程。 拜耳法是由奥地利化学家拜耳（K·J·Bayer）于1889～1892年发明的一种从铝土矿中提取氧化铝的方法。一百多年来在工艺技术方面已经有了 许多改进，但基本原理并未发生变化。为纪念拜耳这一伟大贡献，该方法一直沿用拜耳法这一名称。 

拜耳法包括两个主要过程。首 先是在一定条件下氧化铝自铝土矿中的溶出（氧化铝工业习惯使用的术语，即浸出。以下同）过程，然后是氢氧化铝自过饱和的铝酸钠溶中水解析出的过程，这就是 拜耳提出的两项专利。拜耳法的实质就是以湿法冶金的方法，从铝土矿中提取氧化铝。在拜耳法氧化铝生产过程中，含硅矿物会引起Al2O3和Na2O的损失。 

在拜耳法流程中，铝土矿经破碎后，和石灰、循环母液一起进入湿磨，制成合格矿浆。矿浆经预脱硅之后预热至溶出温度进行溶出。 溶出后的矿浆再经过自蒸发降温后进入稀释及赤泥（溶出后的固相残渣）的沉降分离工序。自蒸发过程产生的二次汽用于矿浆的前期预热。沉降分离后，赤泥经洗涤 进入赤泥堆场，而分离出的粗液（含有固体浮游物的铝酸钠溶液，以下同）送往叶滤。粗液通过叶滤除去绝大部分浮游物后称为精液。精液进入分解工序经晶种分解 得到氢氧化铝。分解出的氢氧化铝经分级和分离洗涤后，一部分作为晶种返回晶种分解工序，另一部分经焙烧得到氧化铝产品。晶种分解后分离出的分解母液经蒸发 返回溶出工序，形成闭路循环。氢氧化铝经焙烧后得到氧化铝。 

不同类型的铝土矿所需要的溶出条件差别很大。三水铝石型铝土矿 在105℃的条件下就可以较好地溶出，一水软铝石型铝土矿在200℃的溶出温度下就可以有较快的溶出速度，而一水硬铝石型铝土矿必须在高于240℃的温度 下进行溶出，其典型的工业溶出温度为260℃。溶出时间不低于60分钟。 

拜耳法用于处理高铝硅比的铝土矿，流程简单，产品 质量高，其经济效果远比其它方法为好。用于处理易溶出的三水铝石型铝土矿时，优点更是突出。目前，全世界生产的氧化铝和氢氧化铝，90%以上是用拜耳法生 产的。由于中国铝土矿资源的特殊性，目前中国大约50%的氧化铝是由拜耳法生产的。 

将拜耳法和烧结法二者联合起来的流程称 之为联合法生产工艺流程。联合法又可分为并联联合法、串联联合法与混联联合法。采用什么方法生产氧化铝，主要是由铝土矿的品位（即矿石的铝硅比）来决定 的。从一般技术和经济的观点看，矿石铝硅比为3左右通常选用烧结法；铝硅比高于10的矿石可以采用拜耳法；当铝土矿的品位处于二者之间时，可采用联合法处 理，以充分发挥拜耳法和烧结法各自的优点，达到较好的技术经济指标。 

目前全球氧化铝年产量在5500万吨左右，我国的氧化铝产量约为680万吨。

（二）原铝、铝合金及铝材的生产方法 

目前工业生产原铝的唯一方法是霍尔－埃鲁铝电解法。由美国的霍尔和法国的埃鲁于1886年发明。霍尔－埃鲁铝电解法是以氧化铝为原料、冰晶石 （Na3AlF6）为熔剂组成的电解质，在950－970℃的条件下通过电解的方法使电解质熔体中的氧化铝分解为铝和氧，铝在碳阴极以液相形式析出，氧在 碳阳极上以二氧化碳气体的形式逸出。每生产一吨原铝，可产生1.5吨的二氧化碳，综合耗电在15000kwh左右。 

工业铝电解槽大体上可以分为侧插阳极自焙槽、上插阳极自焙槽和预焙阳极槽三类。由于自焙槽技术在电解过程中电耗高、并且不利于对环境的保护，所以自焙槽技术正在被逐渐淘汰。目前全球原铝年产量约为2800万吨，我国的原铝年产量约为700万吨。 

必要时可以对电解得到的原铝进行精炼得到高纯铝。目前的铝合金生产方法主要以熔配法为主。由于铝及其合金具有优良的可加工性能，所以通过锻、铸、轧、冲、压等方法生产板、带、箔、管、线等型材。

5. 铝铬合金熔点

NO.1 钨 熔点：3410℃

钨是熔点最高的金属，一般熔点高于1650℃并有一定储 量的金属以及熔点高于锆熔点（1852℃）的金属称为难熔金属。

NO.2 铼 熔点：3180℃

铼是一种银白色的稀有高熔点金属，沸点居首位，它坚硬、耐磨、耐腐蚀。在空气中稳定，在高温下与硫蒸汽化合成二硫化铼，与氟、氯、溴形成卤化物。

NO.3 锇 熔点：3033℃

锇是铂族金属成员之一，具有硬度高、难熔、耐磨、耐腐蚀的特性。在室温时易形成蓝色氧化膜(OsO2），受热时氧化生成四氧化锇OsO4。

NO.4 钽 熔点：2980℃

钽是一种金属元素，纯钽略带蓝色色泽，延展性极佳，在冷状态下无需中间退火就可轧成很薄(小于0.01毫米)的板。

NO.5 钼 熔点：2610℃

钼是VIB族金属，是一种银白色的金属，硬而坚韧，熔点高，热传导率也比较高，常温下不与空气发生氧化反应。

NO.6 铌 熔点：2477℃

铌是一种银灰色、质地较软且具有延展性的稀有高熔点金属。常温下，铌不与空气发生反应，在氧气中红热时也不会被完全氧化。

NO.7 铱 熔点：2443℃

铱是一种化学元素，同时也是一种稀有元素，耐腐蚀的金属，铱对酸的化学稳定性极高，不溶于酸。

NO.8 钌 熔点：2250℃

钌是一种硬而脆呈浅灰色的多价稀有金属元素，是铂族金属中的一员。在地壳中含量仅为十亿分之一，是最稀有的金属之一。

NO.9 铪 熔点：2233℃

铪是一种带光泽的银灰色过渡金属，不与稀盐酸、稀硫酸和强碱溶液发生反应，但可溶于氢氟酸和王水。

NO.10 锝 熔点：2172℃

锝是首个以人工方法制得的元素，其主要来源为反应堆中铀裂变产物。锝的电化学性质介于铼和锰之间，更接近于铼。

6. 铝铬合金属于哪个行业

铬的主要用途如下:

1.在合金中，加进数量不同的铬，可以制造出各种不同用途的合金。滚珠轴承钢坚硬而耐磨，这种钢含1%的碳、1．5%的铬。铬钢中含有25%～30%的铬，可以经受1000℃的高温。这种钢做的零件，受热后也不起“鳞皮”。镍、铬和铁的合金，可以制成良好的加热元件，如果再加进钴和钼，能耐650℃～900℃的高温，可用来制造涡轮机的叶片。钴、钼和铬的合金，对人体无害，可用于外科的修补材料。一种以锰、铬和锑合金为主的材料，它的磁性可随温度的改变而变化，普遍应用于自动装置中。

2.耐海水腐蚀。我国研制了一种铬铝的合金钢，耐海水腐蚀性能比普通碳素钢高一倍。国外研制的铬硅合金钢，能在金属表面形成硫酸盐膜，也很耐腐蚀。

3.在氧化铝中添加一定量的氧化铬，就可人工造出光彩夺目的红宝石来。氧化铬还用于制造拖拉机发动机摩擦零件。当氧化铬燃烧时，形成了细小的颗粒，它们飞落在汽缸的内壁和其他摩擦表面上。在摩擦过程中，把所有粗糙的地方都磨平抛光，使零件紧密地吻合。录音磁带表层的颗粒，用氧化铬替代氧化铁，录音质量显著提高了。

4.铬耐大气腐蚀的特性是金属王国中出类拔萃的。科学家曾经试验在金属表面上镀铬，遇到不少困难，花了75年时间才得到解决。汽车、摩托车和自行车的外部零件上，镀层厚度在0．1毫米以下，而用于装饰美观的镀层，如眼镜架、钟表表面、手表带、门把手、车灯、照相机架，镀层薄到0．0002——0．005毫米。在一些炮筒、枪管内壁，镀铬层很薄，可是当发射了千百发以后，镀层仍然存在。

5.镀铬层还另有妙用。镀铬的聚苯乙烯比不镀铬的塑料耐用，它不受磨损、弯曲和冲击等的影响。用这种材料做零件，使用寿命也长。用薄的镀铬层来保护金刚石，那些有细小氧化裂纹的天然金刚石，仿佛披上了一件碳化铬的“铠甲”，从而得到了双重的效果：既可使金刚石做的刀具、钻头更耐用，又可使金刚石变得更硬。

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