铝及铝合金1.doc

有色金属铝及铝合金一、铝的基本特性铝是从铝土矿（AL2O32H2O）来制造氧化铝（AL2O3），并将之电解来制造的。铝，比重是2.7，乃是在实用金属中仅次于铍铜的轻金属。电和热传导性的优良是仅次于铜，纯度高的耐蚀性非常良好，可加工性虽大，但机械强度却小。单金属状态不合于构造材料等，所以常加以其它金属来作为轻合金使用。铝的熔点为660，抗拉强度随着温度的升高而急骤地减少，在600时就接近于0了。伸长却相反地，随着温度的升高而迅速的增加。若将常温加工过的铝施以退火时，则从100150开始将会软化，而在350400就完成软化了。铝的基本特性如下：轻量性Light Weight铝之比重仅为钢铁之三分之一。耐蚀性High Corrosion Resistance铝在自然环境中表面形成薄层之氧化膜可阻绝空气中之氧气，避免进一步氧化，具有优良之耐蚀性，铝表面如再经各种不同之表面处理，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、Excellent 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Good Strength利用合金之添加及轧延、热处理制程可生产强度2/mm260kg/2不同强度等级之产品，以适用于各种不同强度要求之产品上。表面处理性Variety of Attractive Appearance铝具有优良之表面处理性包括阳极处理、表面化成处理、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，以适应各种用途。导电性Good Electrical Conductivity铝之导电度为铜之60 %，但重量亦仅铜之三分之一，相同重量之铝，其导电度为铜之两倍，故若以相同之导电度衡量，铝之成本远较铜便宜，此方面之应用以电导线最多。导热性Excellent Thermal Conductivity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Variety of Forms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 Machinability与钢铁比较可节省高达70%，通常强度较高之铝合金之切削性较佳。熔接性Weldability纯铝及铝镁合金之熔接性佳，在结构体及船舶之应用方面占有重要之地位。无低温脆性Low Temperature Properties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、快餐容器及家庭五金上之应用极多，尤其铝箔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没有磁性反应之金属。几乎不受电磁气之磁场影响，金属本身不带磁气。适用于必须非磁性之各种电器机械。反射性Reflectivity铝表面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。二、铝及其合金的牌号分类轧延材非热处理型合金纯铝合金 (1000 系列)铝锰合金 (3000 系列) 铝硅合金 (4000 系列)铝镁合金 (5000 系列)热处理型合金铝铜镁合金 (2000 系列)铝镁硅合金 (6000 系列)铝锌镁合金 (7000 系列)铸造材非热处理型合金纯铝合金 铝硅合金 (ADC1)铝镁合金 (ADC5 , ADC6)热处理型合金铝铜硅合金 (ADC10 , ADC12)铝铜镁硅合金 (ADC14)铝镁硅合金 (ADC3)三、铝材的一般用途合金系统合金称呼材 料 特 性 之 概 要用 途 例JISA.A1000系列纯铝系10601060作为导电材料IACS保证61%，需要强度时使用6061电线1085 1080107010501N301085 108010701050成形性、表面处理性良好，在铝合金中其耐蚀性最佳。 因为是纯铝、其强度较低，纯度愈高其强度愈低。日用品、铝板、照明器具、反射板、装饰品、化学工业容器、散热片、溶接线、导电材1100 12001100 1200AL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记相同。一般器物、散热片、瓶盖、印刷板、建材、热交换器组件1N00强度比1100略高，成形性良好，其化特性与1100相同。日用品2000系列ALxCu系20112011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2014 201720242014 20172024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21172117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2018 22182018 2218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。耐蚀性不佳。汽缸头、活塞、 VTR汽缸26182618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22192219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20252025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3000系列ALxMn系3003320330033203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、化妆板、复印机滚筒、船舶用材3004310430043104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30053005强度比3003高约20%，耐蚀也比较好。建材、彩色铝板31053105强度比3003略高，其他之特性与3003类似。建材、彩色铝板、瓶盖4000系列ALxSi系40324032耐热性、耐摩秏性良好，热膨胀系数小。活塞、汽缸头40434043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5000系列ALxMg系500550055050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50525052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56525652限制5052之不纯物元素，并抑制过氧化氢分离之合金，其他特性与5052同过氧化氢容器51545154强度比5052约高20%，其他特性与5052相同与5052同样、压力容器52545254限制5154之不纯物元素，并抑制过氧化氢分解之合金，其他特性与5154相同。过氧化氢容器54545454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50565056耐蚀性优越以切削加工作表面修饰，阳极氧化处理性及其染色性良好。相机本体、通信机器组件、拉链50825082强度与5083相近，成形性、耐蚀性良好。罐盖51825182强度比5082约高5%，其他之特性与5082相同。 罐盖50835083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50865086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，光辉处理后之阳极氧化处理可有很高的光辉性。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6000系列ALxMgxSi系60616061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6N01中强度之挤型用合金，有6061与6063之中间的强度，挤出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60636063代表性的挤出用合金，强度比6061低，挤出性良好，可作复杂的断面形状之形材，耐蚀性及表面处理性均佳建筑、公路护栏、高栏、车辆、家具、家电制品、装饰品61016101高强度导电用材。55% IACS保证电线、61516151锻造加工性特别好，耐蚀性及表面处理性亦佳，适用于复杂的锻造品。机械、汽车组件6262耐蚀性快削合金，耐蚀性及表面处理性比2011更佳，其强度与6061相同。相机本体、氧化器组件、制动器组件、瓦斯器具组件7000系列ALxZnxMg系70727072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70757075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，但成本提高。航空器、滑雪杖70507050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、其他陆上构造物、航空器70037003溶接构造用挤出合金，强度比7N01略低，但挤出性良好，可作薄肉之大型形材，其他之特性大致与7N01相同。车辆、机车车轮外圈注：其中AA为美国铝业协会标准，JIS为日本工业标准。四、合金编号及化学成分金编号化学成份W t %SiFeCuMuMgCrZnZr.Zr+Ti,Ga.VTi其他元素AL个别总量10850.10以下0.12以下0.03以下0.02以下0.02以下-0.03以下-0.02以下0.01以下-99.85以上10800.15以下0.15以下0.03以下0.02以下0.02以下-0.03以下-0.03以下0.02以下-99.80以上10700.20以下0.25以下0.04以下0.03以下0.03以下-0.04以下-0.03以下0.03以下-99.70以上10500.25以下0.40以下0.05以下0.05以下0.05以下-0.05以下-0.03以下0.03以下-99.50以上1100Si+Fe 1.0以下0.05-0.200.05以下-0.10以下-0.05以下0.15以下99.00以上1200Si+Fe 1.0以下0.05以下0.05以下-0.10以下-0.05以下0.05以下0.15以下99.00以上1N00Si+Fe 1.0以下0.05-0.200.05以下0.10以下-0.10以下-0.10以下0.05以下0.15以下99.00以上1N30Si+Fe 0.7以下0.10以下0.05以下0.05以下-0.05以下-0.03以下-99.30以上20140.05-1.20.7以下3.9-5.00.40-1.20.20-0.80.10以下0.25以下Zr+Ti 0.20 以下0.15以下0.05以下0.15以下余量20140.05-1.20.7以下3.9-5.00.40-1.20.20-0.80.10以下0.25以下Zr+Ti 0.20 以下0.15以下0.05以下0.15以下余量20170.20-0.80.7以下3.5-4.50.40-1.00.40-0.80.10以下0.25以下Zr+Ti 0.20 以下0.15以下0.05以下0.15以下余量22190.20以下0.30以下5.8-6.80.20以下0.02以下-0.10以下V0.050.15 , Zr 0.10 0.250.02-0.100.05以下0.15以下余量20240.05以下0.50以下3.8-4.90.30-0.91.2-1.80.10以下0.25以下Zr+Ti 0.20 以下0.15以下0.05以下0.15以下余量20240.05以下0.50以下3.8-4.90.30-0.91.2-1.80.10以下0.25以下Zr+Ti 0.20 以下0.15以下0.05以下0.15以下余量30030.6以下0.7以下0.05-0.201.0-1.5-0.10以下-0.05以下0.15以下余量32030.6以下0.7以下0.05以下1.0-1.5-0.10以下-0.05以下0.15以下余量30040.30以下0.7以下0.25以下1.0-1.50.8-1.3-0.25以下-0.05以下0.15以下余量31040.6以下0.8以下0.05-0.250.8-1.40.8-1.3-0.25以下Ca 0.05以下,V 0.05以下0.10以下0.05以下0.15以下余量30050.6以下0.7以下0.30以下1.0-1.50.20-0.60.10以下0.25以下-0.10以下0.05以下0.15以下余量31050.6以下0.7以下0.30以下0.30-0.80.20-0.80.20以下0.40以下-0.10以下0.05以下0.15以下余量50050.30以下0.7以下0.20以下0.20以下0.50-1.10.10以下0.25以下-0.05以下0.15以下余量50520.25以下0.40以下0.10以下0.10以下2.2-2.80.15-0.350.10以下-0.05以下0.15以下余量5652Si+Fe 0.40以下0.04以下0.01以下2.2-2.80.15-0.350.10以下-0.05以下0.15以下余量5154Si+Fe 0.45以下0.10以下0.10以下3.1-3.90.15-0.350.20以下-0.20以下0.05以下0.15以下余量5254Si+Fe 0.45以下0.05以下0.01以下3.1-3.90.15-0.350.20以下-0.05以下0.05以下0.15以下余量54540.25以下0.40以下0.10以下0.50-1.02.4-3.00.05-2.00.25以下-0.20以下0.05以下0.15以下余量50820.20以下0.35以下0.15以下0.15以下4.0-5.00.15以下0.25以下-0.10以下0.05以下0.15以下余量51820.20以下0.35以下0.15以下0.20-0.504.0-5.00.10以下0.25以下-0.10以下0.05以下0.15以下余量50830.40以下0.40以下0.10以下0.40-1.04.0-4.90.05-0.250.25以下-0.15以下0.05以下0.15以下余量50860.40以下0.50以下0.10以下0.20-0.73.5-4.50.05-0.250.25以下-0.15以下0.05以下0.15以下余量5N010.15以下0.25以下0.20以下0.20以下