铝合金种类与应用

1、铝合金铝合金铝是元素周期表中第三周期主族元素，原子序数为13，原子量为26.9815。 铝具有一系列比其他有色金属、钢铁、塑料和木材等更优良的特性，如密度小，仅为2.7 g / cm3，约为铜或钢的1/3；良好的耐蚀性和耐候性；良好的塑性和加工性能；良好的导热性和导电性；良好的耐低温性能，对光热电波的反射率高、表面性能好；无磁性；基本无毒；有吸音性；耐酸性好；抗核辐射性能好；弹性系数小；良好的力学性能；优良的铸造性能和焊接性能；良好的抗撞击性。此外，铝材的高温性能、成型性能、切削加工性、铆接性以及表面处理性能等也比较好。因此，铝材在航天、航海、航空、汽车、交通运输、桥梁、建筑、电子电气、能源动

2、力、冶金化工、农业排灌、机械制造、包装防腐、电器家具、日用文体等各个领域都获得了十分广泛的应用，下表列出了铝的基本特性及主要应用领域。基本特性基本特性主主 要要 特特 点点主要应用领域举例主要应用领域举例质量轻质量轻铝的密度为铝的密度为2.7 g/dm3,约为铜或铁的约为铜或铁的1/3。是轻量化的良好材料。是轻量化的良好材料用于制造飞机、航天器、轨道车辆、汽车、船用于制造飞机、航天器、轨道车辆、汽车、船舶、桥梁、高层建筑、重型机械部件和质量轻舶、桥梁、高层建筑、重型机械部件和质量轻的容器等的容器等强度好强度好铝的力学性能不如钢铁，但它的比强度高，可以添加铜、镁、铝的力学性能不如钢铁，但它的比强

3、度高，可以添加铜、镁、锰、铬等合金元素，制成铝合金，再经热处理，而得到很高锰、铬等合金元素，制成铝合金，再经热处理，而得到很高的强度。铝合金的强度比普通钢好，也可以和特殊钢媲美的强度。铝合金的强度比普通钢好，也可以和特殊钢媲美用于制造桥梁（特别是吊桥、可动桥）、飞机、用于制造桥梁（特别是吊桥、可动桥）、飞机、压力容器、集装箱、建筑结构材料、小五金等压力容器、集装箱、建筑结构材料、小五金等加工容易加工容易铝的延展性优良，易于挤出形状复杂的中空型材和适于拉伸铝的延展性优良，易于挤出形状复杂的中空型材和适于拉伸加工及其他各种冷热塑性成形加工及其他各种冷热塑性成形受力结构部件框架，一般用品及各种容器、

4、光受力结构部件框架，一般用品及各种容器、光学仪器及其他形状复杂的精密零件学仪器及其他形状复杂的精密零件美观、适于各美观、适于各种表面处理种表面处理铝及其合金的表面有氧化膜，呈银白色，相当美观。如果经铝及其合金的表面有氧化膜，呈银白色，相当美观。如果经过氧化处理，其表面的氧化膜更牢固，而且还可以用着色和过氧化处理，其表面的氧化膜更牢固，而且还可以用着色和喷涂等方法，制造出各种颜色和光泽的表面喷涂等方法，制造出各种颜色和光泽的表面建筑用壁板、器具装饰、装饰品、标牌、门窗、建筑用壁板、器具装饰、装饰品、标牌、门窗、幕墙、汽车和飞机蒙皮、仪表外壳及室内外装幕墙、汽车和飞机蒙皮、仪表外壳及室内外装修材料

5、等修材料等导热、导电性好导热、导电性好导热、导电率仅次于铜，约为钢铁的导热、导电率仅次于铜，约为钢铁的34倍倍电线、母线接头、锅、电饭锅、热交换器、汽电线、母线接头、锅、电饭锅、热交换器、汽车散热器、电子元件等车散热器、电子元件等对光、热、电对光、热、电波的反射性好波的反射性好对光的反射率，抛光铝为对光的反射率，抛光铝为70%，高纯度铝经过电解抛光后为，高纯度铝经过电解抛光后为94%，比银（，比银（92%）还高。铝对热辐射和电波也有很好的反）还高。铝对热辐射和电波也有很好的反射性能射性能照明器具、反射镜、屋顶瓦板、抛物面天线、照明器具、反射镜、屋顶瓦板、抛物面天线、冷藏库、冷冻库、投光器、冷暖

6、器的隔热材料冷藏库、冷冻库、投光器、冷暖器的隔热材料没有磁性没有磁性铝是非磁性体铝是非磁性体船上用的罗盘、天线、操舵室的器具等船上用的罗盘、天线、操舵室的器具等耐低温耐低温铝在温度低时，它的强度反而增加而无脆性，因此它是理想铝在温度低时，它的强度反而增加而无脆性，因此它是理想的低温装置材料的低温装置材料冷藏库、冷冻库、南极雪上车辆、氧及氢的生冷藏库、冷冻库、南极雪上车辆、氧及氢的生产装置产装置铝的基本特性及主要应用领域铝的基本特性及主要应用领域铝及铝合金的分类铝及铝合金的分类 纯铝比较软，富有延展性，易于塑性成形。如果根据各种不同的用途，要求具有更高的强度和改善材料的组织和其他各种性能，可以在

7、纯铝中添加各种合金元素，生产出满足各种性能和用途的铝合金。 铝合金可加工成板、带、条、箔、管、棒、型、线、自由锻件和模锻件等加工材(变形铝合金)，也可加工成铸件、压铸件等铸造材(铸造铝合金)。纯铝1系，如1000合金非热处理型合金Al-Mn系合金3系，如3003合金Al-Si系合金4系，如4043合金变形铝合金Al-Mg系合金5系，如5083合金Al-Cu系合金2系，如2024合金热处理型合金Al-Mg-Si系合金6系，如6063合金Al-Zn-Mg系合金7系，如7075合金Al-其它元素8系，如8089合金纯铝系非热处理型合金Al-Si系合金，如ZL102合金Al-Mg系合金，如ZL103合

8、金铸造铝合金Al-Cu-Si系合金，如ZL107合金Al-Cu-Mg-Si系合金，如ZL110合金热处理型合金Al-Mg-Si系合金，如ZL104合金Al-Mg-Zn系合金，如ZL305合金铝及铝合金 变形铝合金的分类变形铝合金的分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。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。不可热处理强化铝合金（如：纯铝、Al-Mn、Al-Mg、Al-Si系合金）和可热处理强化铝合金（如：Al-Mg-Si、Al-Cu、Al-Zn-Mg系合金）。按合金性能和用途可分为：工业纯铝、光辉铝合金、切削铝合金

9、、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）、锻造铝合金及特殊铝合金等。按合金中所含主要元素成分可分为：工业纯铝（1系），Al-Cu合金（2系），Al-Mn合金（3系），Al-Si合金（4系），AL-Mg合金（5系），Al-Mg-Si合金（6系），Al-Zn-Mg合金（7系），Al-其它元素合金（8系）及备用合金组（9系）。这三种分类方法各有特点，有时相互交叉，相互补充。在工业生产中，大多数国家按第三种方法，即按合金中所含主要元素成分的4位数码法分类。这种分类方法能较本质的反映合金的基本性能，也便于编码、记忆和计算机管理。我国目前也采用4位数码法分类

10、。中国变形铝合金的牌号表示法中国变形铝合金的牌号表示法根据GB/T164741996“变形铝及铝合金牌号表示方法”，凡化学成分与变形铝及铝合金国际牌号注册协议组织（简称国际牌号注册组织）命名的合金相同的所有合金，其牌号直接采用国际四位数字体系牌号，未与国际四位数字体系牌号的变形铝合金接轨的，采用四位字符牌号（但试验铝合金在四位字符牌号前加X）命名，并按要求注册化学成分。四位字符体系牌号的第一、三、四位为阿拉伯数字，第二位为英文大写字母（C、I、L、N、O、P、Q、Z字母除外）。牌号的第一位数字表示铝及铝合金的组别，如1系为工业纯铝，2为Al-Cu系合金，3为Al-Mn系合金，4为Al-Si系合

11、金，5为Al-Mg系合金，6为Al-Mg-Si系合金，7为Al-Zn-Mg系合金，8为Al-其它元素合金，9为备用合金组。牌号的第二位字母表示纯铝或铝合金的改型情况，1XXX组表示纯铝（其铝含量不小于99.00%），其最后两位数字表示最低铝百分含量中小数点后面的两位。牌号的第2位数字表示合金元素或杂质极限含量的控制情况。如果第2位为0，则表示其杂质极限含量无特殊控制；如果是19，则表示对一项或一项以上的单个杂质或合金元素极限含量有特殊控制。 2XXX8XXX牌号中的最后两位数字没有特殊意义，仅用来识别同一组中的不同合金，其第2位表示改型情况。如果第2位为0，则表示为原始合金；如果是19，则表示

12、为改型合金。中国变形铝合金状态代号及表示方法中国变形铝合金状态代号及表示方法根据GB/T164751996标准规定，基础状态代号用一个英文大写字母表示。细分状态代号采用基础状态代号后跟一位、两位或多位阿拉伯数字表示。基础状态代号：细分状态代号HXX状态H后面的第一位数字表示获得该状态的基本处理程序H1单纯加工硬化状态适用于未经附加热处理，只经加工硬化即获得所需强度的状态。H2加工硬化及不完全退火的状态适用于加工硬化程度超过成品规定要求后，经不完全退火，使强度降低到规定指标的产品。H3加工硬化及稳定化处理的状态适用于加工硬化后经低温热处理或由于加工过程中的受热作用致使其力学性能达到稳定的产品。H

13、4加工硬化及涂漆处理的状态适用于加工硬化后，经涂漆处理导致了不完全退火的产品。H后面的第二位数字表示产品的加工硬化程度，从1到9的数字来表示不同的硬化程度，数字8表示硬状态，9表示超硬状态。HXXX状态H111适用于最终退火后又进行了适量的加工硬化，但加工硬化程度又不及H11状态的产品。H112适用于热加工成型的产品，该状态产品的力学性能有规定要求。H116适用于镁含量4.0%的5XXX系合金制成的产品。这些产品具有规定的力学性能和抗剥落腐蚀性能要求。TX状态在T后面添加010的阿拉伯数字，表示的细分状态称做TX状态，如下表所示，T后面的数字表示对产品的基本处理程序。将合金加热至高温单相区恒温

14、保持，使中间相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到饱和固溶体的工艺称固溶热处理。1、喷砂：主要作用是表面清理，在涂装前喷砂可以增加表面粗糙度,提高附着力。2、着色:对铝进行上色主要有两种工艺:一种是铝氧化上色工艺,另外一种是铝电泳上色工艺。在氧化膜上形成各种颜色以满足一定使用要求如光学仪器零件常用着黑色纪念章着上金黄色等。3、导电氧化(铬酸盐转化膜)用于既要防护又要导电的场合。4、化学氧化:氧化膜较薄,厚度约为0.54微米且多孔,质软,具有良好的吸附性,可作为有机涂层的底层,但其耐磨性和抗蚀性能均不如阳极氧化膜;铝及铝合金化学氧化的工艺按其溶液性质可分为碱性氧化法和酸性氧化法两大类。按膜层性质可分为:氧化物膜、磷酸盐膜、铬酸盐膜、铬酸-磷酸盐膜。5、电化学氧化,设备简单,操作方便,生产效率高,适用范围广,不受零件大小和形状的限制。氧化膜厚度约为520微米(硬质阳极氧化膜厚度可达60200微米),有较高硬度,良好的耐热和绝缘性,抗蚀能力高于化学氧化膜,多孔,有很好的吸附能力。6、喷涂:用于设备的外部防护、装饰通常都在氧化的基础上进行。铝件在涂装前应进行前处