铝合金的种类.docx

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铝合金的种类

铝合金的种类

变形铝合金的分类方法很多，目前，世界上绝大部分国家通常按以下三种方法进行分类。

（1）按合金状态图及热处理特点分为：

可热处理强化铝合金和不可热处理强化铝合金两大类。

（2）按合金性能和用途可分为；工业纯铝、切削铝合金、耐热铝合金、低强度铝合金、中强度铝合金、高强度铝合金（硬铝）、超高强度铝合金（超硬铝）、锻造铝台金及特殊铝合金等。

（3）按合金中所含主要元素成分可分为：

工业纯铝（1×××系），A1—Cu合金（2×××系），Al—Mn合金（3×××系），A1—Si合金（4×××系），Al—Mg合金（5×××系），A1—Mg—Si合金（6×××系），A1—Zn—Mg—Cu合金（7×××），A1—Li合金（8×××系）及备用合金组（9×××系）。

选择铝合金的牌号与状态时，以上各方面很难同时满足，也没有必要，应根据产品的性能要求，使用环境，加工过程等因素，设定各种性能的优先次序，方可做到合理选材，在保证性能的前是下合理控制成本。

硬度：

很多客户在购买铝时非常关心，硬度首选跟合金化学成份有直接的关系。

其次，不同的状态也影响较大，从所能达到的最高硬度来看，7系，2系，4系，6系，5系，3系，1系，依次降低。

硬度：

强度是产品设计时必须考虑的重要因素，成其是铝合金组件作为组件时，应根据所承受的压力，选择适当的合金。

纯铝强度最低，而2系及7系热处理型合金度最高，硬度和强度有一定的下相关系。

耐蚀性：

耐蚀性包括化学腐蚀，耐应力腐蚀等性能。

一般而言，1系纯铝的耐蚀性最佳，5系表现良好，其次是3系和6系，2系及7系较差。

耐蚀性选用原则应根据其使用场合而定。

高强度合金腐蚀环境下使用，必须使用各种防蚀用复合材料。

2014应用于要求高强度与硬度（包括高温）的场合。

飞机重型、锻件、厚板和挤压材料，车轮与结构元件，多级火箭第一级燃料槽与航天器零件，卡车构架与悬挂系统零件　　2017是第一个获得工业应用的2XXX系合金，目前的应用范围较窄，主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件，螺旋桨与配件　　2024飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件　　2036汽车车身钣金件　　2048航空航天器结构件与兵器结构零件　　2124航空航天器结构件　　2218飞机发动机和柴油发动机活塞，飞机发动机汽缸头，喷气发动机叶轮和压缩机环　　2219航天火箭焊接氧化剂槽，超音速飞机蒙皮与结构零件，工作温度为-270~300℃。

焊接性好，断裂韧性高，T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力　　2319焊拉2219合金的焊条和填充焊料　　2618模锻件与自由锻件。

活塞和航空发动机零件　　2A01工作温度小于等于100℃的结构铆钉　　2A02工作温度200~300℃的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片　　2A06工作温度150~250℃的飞机结构及工作温度125~250℃的航空器结构铆钉　　2A10强度比2A01合金的高，用于制造工作温度小于等于100℃的航空器结构铆钉　　2A11飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件。

航空器的中等强度的螺栓与铆钉　　2A12航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等，建筑与交通运输工具结构件　　2A14形状复杂的自由锻件与模锻件　　2A16工作温度250~300℃的航天航空器零件，在室温及高温下工作的焊接容器与气密座舱　　2A17工作温度225~250℃的航空器零件　　2A50形状复杂的中等强度零件　　2A60航空器发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等　　2A70飞机蒙皮，航空器发动机活塞、导风轮、轮盘等　　2A80航空发动机压气机叶片、叶轮、活塞、涨圈及其他工作温度高的零件　　2A90航空发动机活塞　　3003用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件，或既要求有这些性能又需要有比1XXX系合金强度高的工作，如厨具、食物和化工产品处理与贮存装置，运输液体产品的槽、罐，以薄板加工的各种压力容器与管道　　3004全铝易拉罐罐身，要求有比3003合金更高强度的零部件，化工产品生产与贮存装置，薄板加工件，建筑加工件，建筑工具，各种灯具零部件　　3105房间隔断、档板、活动房板、檐槽和落水管，薄板成形加工件，瓶盖、瓶塞等

建筑装饰件。

阳极氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮，并与6063合金的色调协调一致　　5050薄板可作为致冷机与冰箱的内衬板，汽车气管、油管与农业灌溉管；也可加工厚板、管材、棒材、异形材和线材等　　5052此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度与中等的静态强度，用于制造飞机油箱、油管，以及交通车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉、五金制品等　　5056镁合金与电缆护套铆钉、拉链、钉子等；包铝的线材广泛用于加工农业捕虫器罩，以及需要有高抗蚀性的其他场合　　5083用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，诸如舰艇、汽车和飞机板焊接件；需严格防火的压力容器、致冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹元件、装甲等　　5086用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，例如舰艇、汽车、飞机、低温设备、电视塔、钻井装置、运输设备、导弹零部件与甲板等　　5154焊接结构、贮槽、压力容器、船舶结构与海上设施、运输槽罐　　5182薄板用于加工易拉罐盖，汽车车身板、操纵盘、加强件、托架等零部件　　5252用于制造有较高强度的装饰件，如汽车等的装饰性零部件。

在阳极氧化后具有光亮透明的氧化膜　　5254过氧化氢及其他化工产品容器　　5356焊接镁含量大于3%的铝-镁合金焊条及焊丝　　5454焊接结构，压力容器，海洋设施管道　　5456装甲板、高强度焊接结构、贮槽、压力容器、船舶材料　　5457经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件　　5652过氧化氢及其他化工产品贮存容器　　5657经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件，但在任何情况下必须确保材料具有细的晶粒组织　　5A02飞机油箱与导管，焊丝，铆钉，船舶结构件　　5A03中等强度焊接结构，冷冲压零件，焊接容器，焊丝，可用来代替5A02合金　　5A05焊接结构件，飞机蒙皮骨架　　5A06焊接结构，冷模锻零件，焊拉容器受力零件，飞机蒙皮骨部件　　5A12焊接结构件，防弹甲板　　

6005挤压型材与管材，用于要求强高大于6063合金的结构件，如梯子、电视天线等　　6009汽车车身板　　6010薄板：

汽车车身　　6061要求有一定强度、可焊性与抗蚀性高的各种工业结构性，如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、家具、机械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材　　6063建筑型材，灌溉管材以及供车辆、台架、家具、栏栅等用的挤压材料　　6066锻件及焊接结构挤压材料　　6070重载焊接结构与汽车工业用的挤压材料与管材　　6101公共汽车用高强度棒材、电导体与散热器材等　　6151用于模锻曲轴零件、机器零件与生产轧制环，供既要求有良好的可锻性能、高的强度，又要有良好抗蚀性之用　　6201高强度导电棒材与线材　6205厚板、踏板与耐高冲击的挤压件　　6262要求抗蚀性优于2011和2017合金的有螺纹的高应力零件　　6351车辆的挤压结构件，水、石油等的输送管道　　6463建筑与各种器具型材，以及经阳极氧化处理后有明亮表面的汽车装饰件　　6A02飞机发动机零件，形状复杂的锻件与模锻件

　　7005挤压材料，用于制造既要有高的强度又要有高的断裂韧性的焊接结构，如交通运输车辆的桁架、杆件、容器；大型热交换器，以及焊接后不能进行固熔处理的部件；还可用于制造体育器材如网球拍与垒球棒　　7039冷冻容器、低温器械与贮存箱，消防压力器材，军用器材、装甲板、导弹装置　　7049用于锻造静态强度与7079-T6合金的相同而又要求有高的抗应力腐蚀开裂勇力的零件，如飞机与导弹零件——起落架液压缸和挤压件。

零件的疲劳性能大致与7075-T6合金的相等，而韧性稍高　　7050飞机结构件用中厚板、挤压件、自由锻件与模锻件。

制造这类零件对合金的要求是：

抗剥落腐蚀、应力腐蚀开裂能力、断裂韧性与抗疲劳性能都高　　7072空调器铝箔与特薄带材；2219、3003、3004、5050、5052、5154、6061、7075、7475、7178合金板材与管材的包覆层　　7075用于制造飞机结构及期货他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、模具制造　　7175用于锻造航空器用的高强度结构性。

T736材料有良好的综合性能，即强度、抗剥落腐蚀与抗应力腐蚀开裂性能、断裂韧性、疲劳强度都高　　7178供制造航空航天器的要求抗压屈服强度高的零部件　　7475机身用的包铝的与未包铝的板材，机翼骨架、桁条等。

其他既要有高的强度又要有高的断裂韧性的零部件　　7A04飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落架等

铝及铝合金的分类、成分和性能

（1）铝及铝合金的分类

铝是银白色的轻金属，纯铝的熔点为660℃,密度为2.7g/cm3。

工业用铝合金的熔点为566℃。

铝具有热容量和熔化潜热高、耐腐蚀性好，以及在低温下能保持良好的力学性能等特点。

铝及铝合金可分为工业纯铝、变形铝合金（又分为非热处理强化铝合金、热处理强化铝合金两类）和铸造铝合金。

变形铝合金是指经不同的压力加工方法（经过轧制、挤压等工序）制成的板、带、棒、管、型、条等半成品材料；铸造铝合金以合金铸锭供应。

铝合金分类示意见图1。

铝合金的分类及性能特点见表1。

表1铝合金的分类及性能特点

分类

合金名称

合金系

性能特点

示例

变

形

铝

合

金

非热处理强化

铝合金

防锈铝

Al-Mn

抗蚀性、压力加工性与焊接性能好，但强度较低

3A21

Al-Mg

5A05

热处理强化

铝合金

硬铝

Al-Cu-Mg

力学性能高

2A11,2A12

超硬铝

Al-Cu-Mg-Zn

硬度强度最高

7A04,2A50

锻铝

Al-Mg-Si-Cu

锻造性能好

耐热性能好

2A14,2A50

Al-Cu-Mg-Fe-Ni

2A70,2A80

铸造铝合金

简单铝硅合金

Al-Si

铸造性能好，不能热处理强化，力学性能较高

ZL102

特殊铝硅合金

Al-Si-Mg

铸造性能良好，可热处理强化，力学性能较高

ZL101

Al-Si-Cu

ZL107

Al-Si-Mg-Cu

ZL105,ZL110

Al-Si-Mg-Cu-Ni

ZL109

铝铜铸造合金

Al-Cu

耐热性好，铸造性能与抗蚀性差

ZL201

铝镁铸造合金

Al-Mg

力学性能高，抗蚀性好

ZL301

铝锌铸造合金

Al-Zn

能自动淬火，宜于压铸

ZL401

铝稀土铸造合金

Al-Re

耐热性能好

－

按GB/T3190—1996和GB/T16474—1996的规定，纯铝和铝合金牌号命名的基本原则是：

可直接采用国际四位数字体系牌号；未命名为国际四位数字体系牌号的纯铝及其合金采用四位字符牌号。

四位字符牌号的第一位、第三位、第四位为阿拉伯数字，第二位为英文大写字母（如“A”）。

纯铝编号系统的第一位为“1”，例如1×××或1A××，最后两位数字表示铝的纯度。

2×××为Al-Cu系，3×××为Al-Mn系，4×××为Al-Si系，5×××为Al-Mg系，6×××为Al-Si系，7×××为Al-Zn系，8×××为Al-其他元素，9×××为Al-备用系。

这样，我国变形铝合金的牌号表示法与国际上的通用方法基本一致。

1）工业纯铝

工业纯铝含铝99%以上，熔点660℃，熔化时没有任何颜色变化。

表面易形成致密的氧化膜，具有良好的耐蚀性。

纯铝的