铝材基本特性.docx
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铝材基本特性
铝及铝合金的根本特性
铝合金在现代工业上应用甚为广泛,其主要原因为其具有以下特性
▲轻量性
▲耐蚀性
▲成形性
▲强度性
▲切削性
▲外表处理性
▲导电性
▲易加工性
▲无毒性
▲无磁性
▲熔接性
▲导热性
▲无低温脆性
▲再生性
▲反射性
铝之价格虽较
般碳钢高,
但易于回收重熔使用,
为地球上可充分且有效利用之资源
轻量性
LightWeight
铝之比重仅为钢铁之三分之一。
耐蚀性
HighCorrosionResistanee
铝在自然环境中外表形成溥层之氧化膜可阻绝空气中之氧气,防止进一步氧化,具有优良之耐蚀性,铝外表如再经各种不冋之外表处理,其耐蚀性更佳,可适合室外及较恶劣之环境中使用。
成形性
Workability、Exeellent
Formability
利用完成退火〔或部份退火〕可产生质软之铝合金,适用于各种成形加工要求,此方面之典型应用如铝轮圈、天
花板嵌灯灯罩、电容器外壳、铝锅等。
强度
GoodStrength
利用合金之添加及轧延、热处理制程可生产强度2kg/mm~60kg/mm不冋强度等级之产品,以适用于各种不冋
强度要求之产品上。
外表处理性
VarietyofAttractiveAppearanee
铝具有优良之外表处理性包括阳极处理、外表化成丰理、涂覆及电镀等,尤其阳极处理可产生各种不同色泽、硬度之皮膜,以适就各种用途。
导电性
GoodElectricalConduetivity
铝之导电度为铜之60%,但重量亦仅铜之三分之一,相冋重量之铝,其导电度为铜之两倍,故假设以相冋之导电度衡量,铝之本钱远较铜廉价,此方面之应用以电导线最多。
导热性
ExeellentThermalConduetivity
铝之导热性极佳,故在家庭五金、冷气机散热片、热交换器之应用方面极为广泛。
易加工性
VarietyofForms
铝之加工性特佳,可加工成棒、线、挤型材,挤型材在铝之用量占有极大比例。
切削性
Maehinability
与钢铁比拟可节省高达70%,通常强度较高之铝合金之切削性較佳。
熔接性
Weldability
纯铝及铝合金之熔接性佳,在结构体及船舶之应用方面占有重要之地位。
无低温脆性
owTemperatureProperties
铝在超低温之状态下,无一般碳钢之低温脆性问题,可适用于低温设备、船舶等。
无毒性
Non-toxic
铝不具毒性,在食品用途方面极为广泛,如食品包装袋、速食容器及家庭五金上之应用极多,尤其铝铂最主要之用途即为食品包装。
再生性
Salvage
铝之价格虽较一般碳钢高,但易于回收重熔使用,为地球上可充分且有效利用之资源。
无磁性
Non-Magnetic
沒有磁性反响之金属。
几乎不受电磁气之磁场影响,金属本身不帶磁气。
适用于必須非磁性之各种电器机械。
反射性
Reflectivity
铝外表之亮度能有效反射热、电波,因此被使用于暖房器之反射板、照明器具、平行天线等。
纯度愈高反射
性愈佳。
铝制品之分类:
轧延材、铸造材
非热处理型合金
轧延材
热处理型合金
铸造材非热处理型合金
纯铝合金〔1000系列〕
铝锰合金〔3000系列〕
铝矽合金〔4000系列〕
铝镁合金〔5000系列〕
铝铜镁合金〔2000系列〕
铝镁矽合金〔6000系列〕
铝锌镁合金〔7000系列〕纯铝合金
铝矽合金〔ADC1〕
铝镁合金(ADC5,ADC6)
铝铜矽合金(ADC10,ADC12)
热处理型合金铝铜镁矽合金(ADC14)
铝镁矽合金(ADC3)
铝加工品分类:
轧延制品:
片材(Sheet)、板材(Plate)、捲片材(Coil)、带材(strip)
挤型制品:
管材、实心棒材、型材(Profiles)。
铸造制品:
铸件。
铝合金之选用原則:
铝合金的种类极多,一项产品假设要充分利用铝合金之特性,必須考虑该产品之加工过程及使用上之要求,所利用的特性可能不止一种,
而这些特性某些亦可能互相冲突,那么更需审慎选料,以达适材适用。
▲耐蚀性.▲强度.▲成型性.▲切削性.▲熔接性。
铝合金之优劣判断原則:
化学成份、机械性能、应用评价、物理特性、工业技术特性、生产厂商之信誉
•化学成份:
系指铝合金+正确的母合金比率〔矽Si、铁Fe、镁Mg、锰Mn、铜Cu等〕
铝材一般用途
合金
系统
合金称呼
材料特性之概要
用途例
JIS
1060
1060
作为导电材料IACS保证61%,需要强度时使用6061
电线
1085
1085
1080
1080
纯
1070
1070
成形性、外表处理性良好,在铝合金中其耐蚀性最正确。
日用品、铝板、照明器具、反射板、
装饰品、
1000
铝
因为是纯铝、其强度较低,纯粹度愈高其强度愈低。
化学工业容器、散热片、溶接、导电材
系列
1050
1050
系
1N30
1—
1100
1100
AL纯度99.0%以上之一般用途铝材,阳极氧化处理后之外观略呈白色外与上
一般器物、散热片、
瓶盖、印刷板、
建材、热
1200
1200
记相同。
交换器组件
1N00
强度比1100略高,成形性良好,其化特性与1100相同。
日用品
AL
2021
2021
快削合金,切削性好强度也高。
但耐蚀性不佳。
要求耐蚀性时,使用6062系
合金
音量轴、光学组件、
螺丝头
2021
2021
2000
系列
x
Cu
2021
2024
2021
2024
含有多量的Cu,耐蚀性不佳,但强度高,可作为构造用材使用。
锻造品亦可适用。
航空器、齿轮、油
;压组件、轮轴
系
2117
2117
固溶化热处理后,作为铰钉用材,为延迟常温时效速度之合金。
铰钉
2021
2021
锻造用合金。
锻造性良好且高温强度较高,因此使用于需要耐热性之锻造品。
汽缸头、活塞、
2218
2218
耐蚀性不佳。
VTR汽缸
2618
2618
锻造用合金。
高温强度优越但耐蚀性不佳。
活塞、橡胶成形用模具、一般耐热用途组件
2219
2219
强度高,低温及高温特性良好,溶接性也优越,但耐蚀性不佳。
低温用容器、航天机器
2025
2025
锻造用合金。
锻造性良好且强度高,但耐蚀性不佳。
螺旋桨、磁气桶
2N01
—
锻造用合金。
具耐热性,强度也高,但耐蚀性不佳。
航空器引擎、油压组件
AL
3003
3003
强度比1100约高10%,成形性、溶接性、耐蚀性均良好。
一般器物、散热片、化装板、复印机滚筒、船舶用材
x
3203
3203
3000
系列
Mn
3004
3004
强度比3003高,成形性优越,耐蚀性也良好。
铝罐、灯炮盖头、屋顶板、彩色铝板
3104
3104
系
3005
3005
强度比3003高约20%,耐蚀也比拟好。
建材、彩色铝板
3105
3105
强度比3003略高,其它之特性与3003类似。
建材、彩色铝板、瓶盖
4032
4032
耐热性、耐摩秏性良好,热膨胀系数小。
活塞、汽缸头
AL
x
4000
系列
Si
系
4043
4043
汤流良好,凝固收缩少,用硫酸阳极氧化处理呈灰色之自然发色。
溶接线、建筑嵌板
AL
5005
5005
5050
强度与3003相同,加工性、溶接性、耐蚀性良好,阳极氧化后之修饰加工良好,与6063形材颜色相称。
建筑用内外装、车辆之内装、船舶之内装
5000
x
5052
5052
为中程度强度之最具代表性合金,耐蚀性、溶接性及成形性良好,特别是疲劳强度高,耐海水性佳。
一般钣金、船舶、车辆、建筑、瓶盖、蜂巢板
系列
Mg
5652
5652
限制5052之不纯物元素,并抑制过氧化氢别离之合金,其它特性与5052同
过氧化氢容器
5154
5154
强度比5052约高20%,其它特性与5052相同
与5052同样、压力容器
系
5254
5254
限制5154之不纯物元素,并抑制过氧化氢分解之合金,其它特性与5154相同。
过氧化氢容器
5454
5454
强度比5052约高20%,其特性与5154大致相同,但在恶烈环境下之耐蚀性比
5154良好。
汽车用车轮
5056
5056
耐蚀性优越以切削加工作外表修饰,阳极氧化处理性及其染色性良好。
相机本体、通信机器组件、拉炼
5082
5082
强度与5083相近,成形性、耐蚀性良好。
罐盖
5182
5182
强度比5082约高5%,其它之特性与5082相同。
罐盖
5083
5083
溶接构造用合金。
在实用非热处理合金中是最高强度之耐蚀合金,适用于溶接构造。
耐海水性、低温特性良好
船舶、车辆、低温用容器、压力容器
5086
5086
强度比5154高,为耐海水性良好的非热处理系溶接构造用合金。
船舶、压力容器、磁气圆盘
5N01
—
强度与3003相同,光芒处理后之阳极氧化处理可有很高的光芒性。
成形性、耐蚀性良好。
厨房用品、相机、装饰品、铝板
5N02
铰钉用合金,耐海水性良好
铰钉
AL
6061
6061
热处理型之耐蚀性合金。
用T6处理能有非常高的耐力值,但溶接接口之强度
低,因此使用于螺钉、铰钉
船舶、车辆、陆上构造物
x
6N01
中强度之挤型用合金,有6061与6063之中间的强度,挤岀性冲压淬火性均良好,可作复杂形状之大型薄肉形材,耐蚀性、溶接性均佳。
车辆、陆上构造物、船舶
6063
6063
代表性的挤岀用合金,强度比6061低,挤岀性良好,可作复杂的断面形状之
建筑、公路护栏、高栏、车辆、家具、
家电制
6000
系列
Mg
形材,耐蚀性及外表处理性均佳
品、装饰品
6101
6101
高强度导电用材。
55%IACS保证
电线、
x
6151
6151
锻造加工性特别好,耐蚀性及外表处理性亦佳,适用于复杂的锻造品。
机械、汽车组件
Si
系
6262
耐蚀性快削合金,耐蚀性及外表处理性比2021更佳,其强度与6061相同。
相机本体、氧化器组件、制动器组件、具组件
瓦斯器
7072
7072
电极电位低,主要用于防蚀性覆盖皮材,亦适用于热交换器之散热片。
铝合金合板材之皮材,散热片
7000
AL
7075
7075
铝合金中具有最高强度的合金之一,但耐蚀性不佳,与7072之覆盖皮材可改
善其耐蚀性,但本钱提高。
航空器、滑雪杖
系列
7050
7050
改善7075淬火性之合金,耐应力腐蚀裂痕性良好,适用于厚板、锻造品
航空器、高速回转体
x
7N01
溶接构造用合金,强度高而且溶接部之强度于常温放置,可回后到接近母材的强度。
耐蚀性也非常良好。
车辆、其它陆上构造物、航空器
Zn
x
Mg
系
7003
7003
溶接构造用挤岀合金,强度比7N01略低,但挤岀性良好,可作薄肉之大型形
材,其它之特性大致与7N01相同。
车辆、机车车轮外圈
铝材专业用途
建筑用铝合金
使用处所
适用材料
合金
形态
屋顶
1050、1100、3105、5052
板
住宅、仓库、工厂、办公室、商店
1050、1100、3003、5005、5052、6063
板、形材
天花板、内壁、隔间
1100、5005、6063
板、形材
换气孔、扶手、照明器
1080、5052、5N01、6063
形材、板
门
1050、1100、5005、5052、6063
板、形材
百叶窗
5052、5182
板
窗帘窗轨
5052、6063
形板、板
格子门、门扉
5052、6063
板、形材、管
滑窗
1100、5052、6063
形材、板
窗框
6063
形材
围墙
5052、6061、6N01、6063、5056
板、形材、线
阳台、baleony
5052、6063、6N01
形材
土木用铝合金
使用处所适用材料
合金
形态
道路标识
5052、6061、6063
板、形材
公路护栏高栏
6061、6N01、6063、5083
形材、板、管
照明柱
5052、5083、6063
管
桥梁、步道桥
5083、6061、6N01、7003、7N01
形材、板、管
板、形材
&寸七隔曰墙
1100、5052、6063
形材、板、管
一般大型构造物
2021、5052、5083、6061
6N01、6063、7003、7N01
形材、板、管
触轮〔trolley〕
5083、6101、6063、7003
形材
有关线路上部构造
5052、5083、6061、6N01、7003、7N01
形材、板、管
工程用垫板
7N01、7003
形材
鹰架〔造船、建筑用〕
5052、6N01、6063
板、形材
闸门
5052、5083
板、形材
覆盖
6063
形材
电气机器组件用
使用处所
适用材料
合金
形态
-般装饰用途
1080、1070、1050、6063
板、形材
弱电底座、保护板
1100、5052、5082
板
呆护箱、电容器箱
1100、1050
板
电解电容器
1085、1070、1050
箔
可变蓄电池
1100、1050、1070、5052
板、箔
Volumeshaft、轴承
2021、2021
棒、管
扩音器框架
1100、5052
板
转钮
2021、5052、5056、6063、6262
棒、板
开关面板Switchplate
1100、5052
板
白热灯炮金属口
3004
板
日光灯金属口
1100
板
Sheathheater
1100、3003、6063
管
导电管
1050、3003、6063
形材、管
半导体散热器
1050、6063
板、形材
TV天线
1100、3003、6063
管
TV橱柜
5052
板
VTRcylinder
2021、2618
棒
VTR导带器
5052、5056、6063、7003
形材、管
磁气圆盘
5086
板
磁气drum
2025、2218、4032
锻造品
雷达天线、碟式天线
6061、6N01、6063
形材
马达框架
1050、6063
板、形材
回转机Coil
1060、6101
形材
2024、7N01
形材
1060、6101、6061、6063
形材、板、管
电缆被覆
1050
管、板
奂气扇叶片
1100、3003、5052
板
电饭锅
1100、3003、3004、5N01
板
散热片
1100、1200、1050、3003、7072
板
复印机滚筒
1050、3003、6063
管
般机器用、包装容器用铝合金
料材用适
金合
态形
2
6
2
6
棒
零
机
相
照
PC件
O
N
5
板
类件
2
6
2
6
、
O
2
棒
J盘
O
O
板
板地
3
8
O
5
板
3OO
7
3OO
7
、
O
7N
、
5
7O
7
棒形
绅
5
7
棒
由车
O
7N
、
O
6N
、
6
管
框染印
S
3
6
z-fk
轮
3OO
7
管
p
纱up
O
7N
锻
箱苗
2
5
O
5
板
3OO
7
管
库藏一谕一
3
8
O
5
板
管水
3
6
O
6
管
罐乳
2
5
O
5
板
2
5
O
5
板
罐
2
8
5
板
桶酒k
O
5
O
板
仓k
3
8
O
5
板
水中呼吸用高压筒
2021、5056
锻造品
液化瓦斯筒
5052、5083
板
包装容器
1N30、8021、8079
箔
球棒
6061、6N01、6063、7001、7178
管
弓刖
2024、7075、7078
管
球拍类
6061、6N01、6063、7N01、7003
形材
铭板
1050、1070、1080
板
印刷板
1050、1100、3003
板
游泳池
5052、5083、6063
板、形材
化学装置用铝合金
使用处所
适用材料
合金
形态
lNG瓦斯桶类配管发装置
3003、5052、5083、6063
板、管、形材
空气瓦斯
别离装置
1050、1100、3003、4043、5052、
5083、5154、6063、6151、6951
管、形材、板
化学容器配管
1050、1070、3003、5052、5083
板、管、clad材
过氧化氢装置
1070、1080、5652、5254
管、板、棒
6061T651合金特性
在退火或融体化处理状态,可作严苛之成形加工,由热处理可发挥完全的性能,耐蚀性好,强度为中等度,熔接也可充分
构造工作物,道路及铁路输出送关系机材化学成分〔%〕
Si
Fe
Cu
Mn
Mg
Cr
Zn
Ti
其它元素
各計
物理特性
比重
2.71g/cm3
弹性率
7.0kg/mm2x103
刚性率
2.7kg/mm2x103
溶融温度范围
580-650°C
比热(0-100°)
0.22cal/gC
线膨胀率(20-100°C)
热传导率〔25°C〕
0.37cal/am.s.C°
比电气阻〔20°C〕
0.043mm2/m
等容量导电率〔20°C〕
40%LACS
机械性质
材质
0.2%降伏强度
最高引长强度
伸長率50%
勃氏硬度
最高剪断强度
疲劳强度
kg/mm2
kg/mm2
kg/mm2
kg/mm2
kg/mm2
0
25
30
30
T6,T651
12
95
98
2024T351合金特性
高强力合金。
溶体化热处理后,在常温自然进效。
即所谓之超杜拉铝
航空机及其他构造物之应用力材
化学成分〔%〕
Si
Fe
Cu
Mn
Mg
Cr
Zn
其它元素
各計
物理特性
比重
2.77g/cm3
弹性率
7.5kg/mm2x103
刚性率
2.9kg/mm2x103
溶融温度范围
500-640°C
比热(0-100°)
0.22cal/gC
线膨胀率(20-100°C)
热传导率〔25°C〕
0.29cal/am.s.C°
比电气阻〔20°C〕
0.057mm2/m
等容量导电率〔20°C〕
30%LACS
机械性质
材质
0.2%降伏强度
最高引张强度
伸长率50%
勃氏硬度
最高剪断剪度
疲劳强度
kg/mm2
kg/mm2
kg/mm2
kg/mm2
kg/mm2
0
20
22
47
T351,T4
33.0*
20
19
120
*材厚以上之制材之强度比这数值大15-25%
7075T651合金特性
用途
需重视高度重量強度〔比强度〕之航空机及其他构造物
化学成分〔%〕
Si
Fe
Cu
Mn
Mg
Cr
Zn
Ti
其它元素
各計
物理特性
比重
2.80g/cm3
弹性率
7.3kg/mm2x103
刚性率
2.8kg/mm2x103
溶融温度范围
475-640°C
比热(0-100°)
0.23cal/gC°
线膨胀率(20-100°C)
热传导率〔25°C〕
0.29cal/am.s.C°
比电气阻〔20°C〕
0.058mm2/m
等容量导电率〔20°C〕
30%LACS
机械性质
材质
0.2%降伏强度
最高引张强度
伸长率50%
勃氏硬度
最高剪断剪度
疲劳強度
kg/mm2
kg/mm2
kg/mm2
kg/mm2
kg/mm2
0
17
16
60
-
T6,T651
11
11
150
5052合金特性
为有中等强度之加工硬化合金,利用度极高成型加工性、耐蚀性、耐久性能都好。
用途
一般钣金在海洋中使用之崁板及构造材
化学成分〔%〕
Si
Fe
Cu
Mn
Mg
Cr
Zn
Ti
其它元素
各計
物理特性
比重
2.69g/cm3
弹性率
7.3kg/mm2x103
刚性率
2.7kg/mm2x103
溶融温度范围
595-650°C
比热(0-100°)
0.23cal/gC
线膨胀率(20-100°C)
热传导率〔25°C〕
0.33cal/am.s.
C°
比电气阻〔20°C〕
0.049mm2/m
等容量导电率
(20°C)
35%LACS
机械性质