铝材牌号及解说.docx

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铝材牌号及解说

铝材牌号及解说

铝合金通常使用铜、锌、锰、硅、镁等合金元素。

跟普通的碳钢相比有更轻及耐腐蚀的性能，但抗腐蚀性不如纯铝。

在干净、干燥的环境下铝合金的表面会形成保护的氧化层。

造成电偶腐蚀（Galvaniccorrosion）加速的情况有：

铝合金与不锈钢接触的情况、其他金属的腐蚀电位比铝合金低或是在潮湿的环境下。

如果铝和不锈钢要一同使用必须在有water-containingsystems或是户外安装两金属间电子或电解隔离。

铝合金的成分需要向美国铝业协会（AluminiumAssociation,AA）注册。

许多组织公布更具体制造铝合金的标准，包括美国汽车工程协会（SocietyofAutomotiveEngineers,SAE）特别是航空标准，还有美国材料试验协会（AmericanSocietyforTestingandMaterials,ASTM）。

工程用途

概要

铝合金广泛的被应用在工程结构上。

合金系统由数字系统分类（ANSI），或由名称表示主要的组成合金（DIN及ISO）。

选择正确的合金为一种指定的应用，需要考虑材料的强度、延性、成形性、焊接性、抗腐蚀性等等。

简短的历史概述合金和制造技术。

铝广泛地使用在现代航空器里是由于它高强度和较低的重量比率。

弹性度

铝使用不当，可能会导致些问题。

尤其是在对比铁或钢后，觉得铝有“更好的表现”的那些直觉行事的设计师，机械师，或技术员。

跟铁或钢相比，相同大小的铝重量只有铁或钢的三分之一，似乎有着巨大的吸引力。

但必须注意到，刚性同时也减少了三分之二。

因此，直接更换一个铁或钢铁的零件，并施加可接受的力量，虽然不会造成破坏，但是铝的弹性会造成零件三倍以上的挠度。

如果失败是不是一个问题，但过度的弹性是不可取的。

尤其在要求精度或者有效率传输的地方。

随意的将钢管更换为同样大小的铝管将造成一定程度弯曲。

例如，用相同的尺寸的铝管取代钢管的自行车框架，增加弹性的操作下，负荷所造成的不同心度将会吸收运行的力量。

为了增加刚性增加管壁的厚度，造成重量增加，也丧失了弹性与重量比的优势。

就这情况而言，最好重新设计铝尺寸的部分，以适应其特点。

例如，使自行车的框架铝管具有超大直径，而不是厚的管壁。

这样增加了强度，重量也没有增加很多[3]。

这样处理的极限在于对挫曲的敏感性增加。

最新型的Corvette汽车，是一个很好的例子，重新设计后的部分利用了铝的优势。

使用了铝的制底盘和悬挂系统零件，消除不必要的金属后不但减轻也减少了截面积，这些车有大的尺寸和良好的刚度。

因此，在同样或更激烈的使用情况下不需要跟钢制的零件一样频繁更换，大部分人对此觉得有吸引力。

同样地，铝自行车框架可以改良设计，以便提供刚性和一些额外的灵活性，后者的功用可以当作另一种避震器。

铝合金的强度和耐久性差别很大，不仅组成合金元素的差别，也由于制造过程的差异。

这种可变性加上经验曲线的使用，使铝时常获得了坏名声。

举例来说，70年代早期许多设计不良的铝自行车框架高频率的损坏后，伤害了铝的声誉。

然而，铝零件广泛的使用在航空器和高性能的汽车行业，放大来讲是禁得起极微小的失败率，同时也说明了自行车零组件没有不可靠的问题。

时间和经验证明了铝依旧是可靠的。

同样地，铝在汽车应用尤其是在引擎零件上，得益于一段时间内的发展。

奥迪工程师，在评论最近由奥迪工厂恢复一台1930年代汽车联盟赛车的V12引擎有超过500匹马力，引擎所使用的铝合金今天会被使用在像是除草机和家具上。

在1960年代Corvair铝制的汽缸盖和曲轴箱，即使上螺纹被磨平及总体上的失败仍得到了良好的名声。

这是已往不曾见过的设计。

其中一个重要的结构限制是铝合金疲劳性能，而钢具有较高的疲劳极限（理论上可以承受无限多的周期性载荷），铝的疲劳极限是接近零，也就是说它最终将破坏，甚至非常小的循环荷载作用都可以使它破坏，但对于小的应力可以使用非常长的时间。

热敏度

通常必须考虑金属的热敏感性。

事实上铝对热感应上相对地复杂，不像钢将要熔化时发出亮红色。

由于铝熔化之前没有迹象显示，使用喷灯成型时需要一些专门的知识。

铝过热的时候受到内部压力和拉力，这些压力往往会导致延迟的扭曲。

举例来说，常见的有翘曲或过热裂开的汽车铝缸盖。

几年后，沿着铝自行车框架焊接逐渐变成趋势。

1970年代黏着剂被用在一些自行车上，不幸的是当铝管受到轻微腐蚀就会松动黏接，终究车架解体。

因此，航天工业，完全避免热进入零件[胶粘剂]间或机械紧固件。

过热的铝可放心热处理零件在一炉，并逐步冷却－有退火的效果。

然而这样做的结果有可能造成扭曲，所以热处理焊接自行车框架，会导致重要的部分产生不重合。

如果不严重，冷却之后有可能可以重合在一起。

如果框架设计有相当的刚性，变形将需要很大的力量。

铝的不耐高温性不包括使用在火箭上，用于气体燃烧可达3500K的燃烧室，在Aagena上，阶段引擎部分设计使用了再生铝冷却喷嘴，包括关键喷喉；实际上铝极端高导热性防止了喷喉在巨大的热流下到达熔点，是一个可靠的轻组件。

家庭配线

1960年代跟铝的高导电性和比铜低的价格，在美国的家庭配线使用了铝，即使许多装置的设计不是能使用铝导线的。

新的用途带了一些问题：

铝巨大的热膨胀系数造成导线容易变长，最终连接到不同的金属（螺丝），造成短路

纯铝有一个“蠕变”倾向，稳定持续的压力（随着温度的上升），再次造成短路。

电偶腐蚀（Galvaniccorrosion）造成接触端的金属电阻增加。

这些过热和过松的联接，反而导致了一些火灾。

建造者对导线的选用开始变的谨慎，在新建筑上许多法令禁止了它的用途。

但较新的装置，最终改善了连接设计，以避免松动和过热。

一开始的标示为"Al/Cu"，现在则是印着"CO/ALR"。

另一种阻止发热的方法，卷曲铝线与铜线编成短辫，利用高压卷曲并利用工具减少铝的热膨胀。

现在，新的合金、设计和方法用在铝导线和铝端子的结合合金编号

锻造用和铸造用铝合金使用不同的命名系统。

锻造用铝合金使用四位数号码，其中包含了合金成份所占的比例。

破折号后的4位数号码代表热处理的类型，例如“6061-T6”。

铸造用铝合金使用4至5位数号码与一个小数点。

在百位数的数字代表合金元素，小数点用来辨认是铸件或是铝锭。

锻造用合金

国际合金命名系统（InternationalAlloyDesignationSystem）被广泛接受命名锻造合金。

每个合金是由于四位数号码，其中第一位数为主要合金元素。

1000系列至少含99%（重量百分比）的铝

2000系列铜合金，强度媲美钢。

以前称为杜拉铝，是常用的航太合金，但容易受到粒间腐蚀，逐渐被7000系列取代。

3000系列锰合金，有加工硬化。

4000系列硅合金，亦称为硅铝明

5000系列镁合金，可解决加工硬化，强度媲美钢铁。

6000系列镁硅合金，易于加工，可沉积硬化，得到的强度不是很高。

7000系列锌合金，可析出硬化，在所有铝合金中有最高强度。

8000系列混合锻造用铝合金元素含量

（重量百分比）代号硅铁铜锰镁铬锌钒钛钡镓铅锆其他铝

每种总和

10600.250.350.050.030.030.030.050.050.030.030.030.030.030.03最少99.6

11000.95Si+Fe0.05-0.200.050.100.050.15最少99.0

20140.50-1.20.73.9-5.00.40-1.20.20-0.80.100.250.150.050.15剩余的

20240.500.503.8-4.90.30-0.91.2-1.80.100.250.150.050.15剩余的

22190.20.305.8-6.80.20-0.400.020.100.05-0.150.02-0.100.10-0.250.050.15剩余的

30030.60.70.05-0.201.0-1.50.100.050.15剩余的

30040.300.70.251.0-1.50.8-1.30.250.050.15剩余的

31020.400.70.100.05-0.400.300.100.050.15剩余的

50520.250.400.100.102.2-2.80.15-0.350.100.050.15剩余的

50830.400.400.100.40-1.04.0-4.90.05-0.250.250.150.050.15剩余的

50860.400.500.100.20-0.73.5-4.50.05-0.250.250.150.050.15剩余的

51540.250.400.100.103.1-3.90.15-0.350.200.200.050.15剩余的

54540.250.400.100.50-1.02.4-3.00.05-0.200.250.200.050.15剩余的

54560.250.400.100.50-1.04.7-5.50.05-0.200.250.200.050.15剩余的

60050.6-0.90.350.100.100.40-0.60.100.100.100.050.15剩余的

6005A†0.50-0.90.350.300.500.40-0.70.300.200.100.050.15剩余的

60600.30-0.60.10-0.300.100.100.35-0.60.50.150.100.050.15剩余的

60610.40-0.80.70.15-0.400.150.8-1.20.04-0.350.250.150.050.15剩余的

60630.20-0.60.350.100.100.45-0.90.100.100.100.050.15剩余的

60660.9-1.80.500.7-1.20.6-1.10.8-1.40.400.250.200.050.15剩余的

60701.0-1.70.500.15-0.400.40-1.00.50-1.20.100.250.150.050.15剩余的

60820.7-1.30.500.100.40-1.00.60-1.20.250.200.100.050.15剩余的

61050.6-1.00.350.100.100.45-0.80.100.100.100.050.15剩余的

61620.40-0.80.500.200.100.7-1.10.100.250.100.050.15剩余的

62620.40-0.80.70.15-0.400.150.8-1.20.04-0.140.250.150.40-0.70.40-0.70.050.15剩余的

63510.7-1.30.500.100.40-0.80.40-0.80.200.200.050.15剩余的

64630.20-0.60.150.200.050.45-0.90.050.050.15剩余的

70050.350.400.100.20-0.71.0-1.80.06-0.204.0-5.00.01-0.060.08-0.200.050.15剩余的

70720.7Si+Fe0.100.100.100.8-1.30.050.15剩余的

70750.400.501.2-2.00.302.1-2.90.18-0.285.1-6.10.200.050.15剩余的

71160.150.300.50-1.10.050.8-1.44.2-5.20.050.050.030.050.15剩余的

71290.150.300.50-0.90.101.3-2.00.104.2-5.20.050.050.030.050.15剩余的

71780.400.501.6-2.40.302.4-3.10.18-0.286.3-7.30.200.050.15剩余的

†锰加铬必须介于0.12-0.50%“其他”限制适用于所有的元素，无论是表格中有或没有。

铸造用铝合金

美国铝业协会（AluminiumAssociation,AA）采取与锻造用合金相似的命名原则。

英国标准〈BritishStandard,BS〉、德国标准（DeutschesInstitutfürNormung,DIN）使用了不同的名称。

在美国铝业协会（AA）系统，第二个二位数代表了最小含铝量，例如150.x代表最少含99.50%铝。

该数字小数点后值为0或1，指的铸件和铸锭分别[4]。

美国铝业协会系统下的主要铸造用铝合金列表如下：

1xx.x系列：

至少含99%铝

2xx.x系列：

铜

3xx.x系列：

硅,铜和（或）镁

4xx.x系列：

硅

5xx.x系列：

镁

7xx.x系列：

锌

8xx.x系列：

锡

9xx.x系列：

混合常用航太合金

这些铝合金，被用在飞机及其他航空器结构有悠久的历史。

7075铝合金

6061铝合金

6063铝合金

2024铝合金

5052铝合金