鋁合金種類與應用

1、鋁合金鋁合金鋁是元素周期表中第三周期主族元素，原子序數(shù)為13，原子量為26.9815。 鋁具有一系列比其他有色金屬、鋼鐵、塑料和木材等更優(yōu)良的特性，如密度小，僅為2.7 g / cm3，約為銅或鋼的1/3；良好的耐蝕性和耐候性；良好的塑性和加工性能；良好的導熱性和導電性；良好的耐低溫性能，對光熱電波的反射率高、表面性能好；無磁性；基本無毒；有吸音性；耐酸性好；抗核輻射性能好；彈性系數(shù)??；良好的力學性能；優(yōu)良的鑄造性能和焊接性能；良好的抗撞擊性。此外，鋁材的高溫性能、成型性能、切削加工性、鉚接性以及表面處理性能等也比較好。因此，鋁材在航天、航海、航空、汽車、交通運輸、橋梁、建筑、電子電氣、能源動

2、力、冶金化工、農(nóng)業(yè)排灌、機械制造、包裝防腐、電器家具、日用文體等各個領域都獲得了十分廣泛的應用，下表列出了鋁的基本特性及主要應用領域。基本特性基本特性主主 要要 特特 點點主要應用領域舉例主要應用領域舉例質(zhì)量輕質(zhì)量輕鋁的密度為鋁的密度為2.7 g/dm3,約為銅或鐵的約為銅或鐵的1/3。是輕量化的良好材料。是輕量化的良好材料用于制造飛機、航天器、軌道車輛、汽車、船用于制造飛機、航天器、軌道車輛、汽車、船舶、橋梁、高層建筑、重型機械部件和質(zhì)量輕舶、橋梁、高層建筑、重型機械部件和質(zhì)量輕的容器等的容器等強度好強度好鋁的力學性能不如鋼鐵，但它的比強度高，可以添加銅、鎂、鋁的力學性能不如鋼鐵，但它的比強

3、度高，可以添加銅、鎂、錳、鉻等合金元素，制成鋁合金，再經(jīng)熱處理，而得到很高錳、鉻等合金元素，制成鋁合金，再經(jīng)熱處理，而得到很高的強度。鋁合金的強度比普通鋼好，也可以和特殊鋼媲美的強度。鋁合金的強度比普通鋼好，也可以和特殊鋼媲美用于制造橋梁（特別是吊橋、可動橋）、飛機、用于制造橋梁（特別是吊橋、可動橋）、飛機、壓力容器、集裝箱、建筑結構材料、小五金等壓力容器、集裝箱、建筑結構材料、小五金等加工容易加工容易鋁的延展性優(yōu)良，易于擠出形狀復雜的中空型材和適于拉伸鋁的延展性優(yōu)良，易于擠出形狀復雜的中空型材和適于拉伸加工及其他各種冷熱塑性成形加工及其他各種冷熱塑性成形受力結構部件框架，一般用品及各種容器、

4、光受力結構部件框架，一般用品及各種容器、光學儀器及其他形狀復雜的精密零件學儀器及其他形狀復雜的精密零件美觀、適于各美觀、適于各種表面處理種表面處理鋁及其合金的表面有氧化膜，呈銀白色，相當美觀。如果經(jīng)鋁及其合金的表面有氧化膜，呈銀白色，相當美觀。如果經(jīng)過氧化處理，其表面的氧化膜更牢固，而且還可以用著色和過氧化處理，其表面的氧化膜更牢固，而且還可以用著色和噴涂等方法，制造出各種顏色和光澤的表面噴涂等方法，制造出各種顏色和光澤的表面建筑用壁板、器具裝飾、裝飾品、標牌、門窗、建筑用壁板、器具裝飾、裝飾品、標牌、門窗、幕墻、汽車和飛機蒙皮、儀表外殼及室內(nèi)外裝幕墻、汽車和飛機蒙皮、儀表外殼及室內(nèi)外裝修材料

5、等修材料等導熱、導電性好導熱、導電性好導熱、導電率僅次于銅，約為鋼鐵的導熱、導電率僅次于銅，約為鋼鐵的34倍倍電線、母線接頭、鍋、電飯鍋、熱交換器、汽電線、母線接頭、鍋、電飯鍋、熱交換器、汽車散熱器、電子元件等車散熱器、電子元件等對光、熱、電對光、熱、電波的反射性好波的反射性好對光的反射率，拋光鋁為對光的反射率，拋光鋁為70%，高純度鋁經(jīng)過電解拋光后為，高純度鋁經(jīng)過電解拋光后為94%，比銀（，比銀（92%）還高。鋁對熱輻射和電波也有很好的反）還高。鋁對熱輻射和電波也有很好的反射性能射性能照明器具、反射鏡、屋頂瓦板、拋物面天線、照明器具、反射鏡、屋頂瓦板、拋物面天線、冷藏庫、冷凍庫、投光器、冷暖

6、器的隔熱材料冷藏庫、冷凍庫、投光器、冷暖器的隔熱材料沒有磁性沒有磁性鋁是非磁性體鋁是非磁性體船上用的羅盤、天線、操舵室的器具等船上用的羅盤、天線、操舵室的器具等耐低溫耐低溫鋁在溫度低時，它的強度反而增加而無脆性，因此它是理想鋁在溫度低時，它的強度反而增加而無脆性，因此它是理想的低溫裝置材料的低溫裝置材料冷藏庫、冷凍庫、南極雪上車輛、氧及氫的生冷藏庫、冷凍庫、南極雪上車輛、氧及氫的生產(chǎn)裝置產(chǎn)裝置鋁的基本特性及主要應用領域鋁的基本特性及主要應用領域鋁及鋁合金的分類鋁及鋁合金的分類 純鋁比較軟，富有延展性，易于塑性成形。如果根據(jù)各種不同的用途，要求具有更高的強度和改善材料的組織和其他各種性能，可以在

7、純鋁中添加各種合金元素，生產(chǎn)出滿足各種性能和用途的鋁合金。 鋁合金可加工成板、帶、條、箔、管、棒、型、線、自由鍛件和模鍛件等加工材(變形鋁合金)，也可加工成鑄件、壓鑄件等鑄造材(鑄造鋁合金)。純鋁1系，如1000合金非熱處理型合金Al-Mn系合金3系，如3003合金Al-Si系合金4系，如4043合金變形鋁合金Al-Mg系合金5系，如5083合金Al-Cu系合金2系，如2024合金熱處理型合金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合金純鋁系非熱處理型合金Al-Si系合金，如ZL102合金Al-Mg系合金，如ZL103合

8、金鑄造鋁合金Al-Cu-Si系合金，如ZL107合金Al-Cu-Mg-Si系合金，如ZL110合金熱處理型合金Al-Mg-Si系合金，如ZL104合金Al-Mg-Zn系合金，如ZL305合金鋁及鋁合金 變形鋁合金的分類變形鋁合金的分類變形鋁合金的分類方法很多，目前，世界上絕大部分國家通常按以下三種方法進行分類。按合金狀態(tài)圖及熱處理特點分為可熱處理強化鋁合金和不可熱處理強化鋁合金兩大類。不可熱處理強化鋁合金（如：純鋁、Al-Mn、Al-Mg、Al-Si系合金）和可熱處理強化鋁合金（如：Al-Mg-Si、Al-Cu、Al-Zn-Mg系合金）。按合金性能和用途可分為：工業(yè)純鋁、光輝鋁合金、切削鋁合金

9、、耐熱鋁合金、低強度鋁合金、中強度鋁合金、高強度鋁合金（硬鋁）、超高強度鋁合金（超硬鋁）、鍛造鋁合金及特殊鋁合金等。按合金中所含主要元素成分可分為：工業(yè)純鋁（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）及備用合金組（9系）。這三種分類方法各有特點，有時相互交叉，相互補充。在工業(yè)生產(chǎn)中，大多數(shù)國家按第三種方法，即按合金中所含主要元素成分的4位數(shù)碼法分類。這種分類方法能較本質(zhì)的反映合金的基本性能，也便于編碼、記憶和計算機管理。我國目前也采用4位數(shù)碼法分類

10、。中國變形鋁合金的牌號表示法中國變形鋁合金的牌號表示法根據(jù)GB/T164741996“變形鋁及鋁合金牌號表示方法”，凡化學成分與變形鋁及鋁合金國際牌號注冊協(xié)議組織（簡稱國際牌號注冊組織）命名的合金相同的所有合金，其牌號直接采用國際四位數(shù)字體系牌號，未與國際四位數(shù)字體系牌號的變形鋁合金接軌的，采用四位字符牌號（但試驗鋁合金在四位字符牌號前加X）命名，并按要求注冊化學成分。四位字符體系牌號的第一、三、四位為阿拉伯數(shù)字，第二位為英文大寫字母（C、I、L、N、O、P、Q、Z字母除外）。牌號的第一位數(shù)字表示鋁及鋁合金的組別，如1系為工業(yè)純鋁，2為Al-Cu系合金，3為Al-Mn系合金，4為Al-Si系合

11、金，5為Al-Mg系合金，6為Al-Mg-Si系合金，7為Al-Zn-Mg系合金，8為Al-其它元素合金，9為備用合金組。牌號的第二位字母表示純鋁或鋁合金的改型情況，1XXX組表示純鋁（其鋁含量不小于99.00%），其最后兩位數(shù)字表示最低鋁百分含量中小數(shù)點后面的兩位。牌號的第2位數(shù)字表示合金元素或雜質(zhì)極限含量的控制情況。如果第2位為0，則表示其雜質(zhì)極限含量無特殊控制；如果是19，則表示對一項或一項以上的單個雜質(zhì)或合金元素極限含量有特殊控制。 2XXX8XXX牌號中的最后兩位數(shù)字沒有特殊意義，僅用來識別同一組中的不同合金，其第2位表示改型情況。如果第2位為0，則表示為原始合金；如果是19，則表示

12、為改型合金。中國變形鋁合金狀態(tài)代號及表示方法中國變形鋁合金狀態(tài)代號及表示方法根據(jù)GB/T164751996標準規(guī)定，基礎狀態(tài)代號用一個英文大寫字母表示。細分狀態(tài)代號采用基礎狀態(tài)代號后跟一位、兩位或多位阿拉伯數(shù)字表示。基礎狀態(tài)代號：細分狀態(tài)代號HXX狀態(tài)H后面的第一位數(shù)字表示獲得該狀態(tài)的基本處理程序H1單純加工硬化狀態(tài)適用于未經(jīng)附加熱處理，只經(jīng)加工硬化即獲得所需強度的狀態(tài)。H2加工硬化及不完全退火的狀態(tài)適用于加工硬化程度超過成品規(guī)定要求后，經(jīng)不完全退火，使強度降低到規(guī)定指標的產(chǎn)品。H3加工硬化及穩(wěn)定化處理的狀態(tài)適用于加工硬化后經(jīng)低溫熱處理或由于加工過程中的受熱作用致使其力學性能達到穩(wěn)定的產(chǎn)品。H

13、4加工硬化及涂漆處理的狀態(tài)適用于加工硬化后，經(jīng)涂漆處理導致了不完全退火的產(chǎn)品。H后面的第二位數(shù)字表示產(chǎn)品的加工硬化程度，從1到9的數(shù)字來表示不同的硬化程度，數(shù)字8表示硬狀態(tài)，9表示超硬狀態(tài)。HXXX狀態(tài)H111適用于最終退火后又進行了適量的加工硬化，但加工硬化程度又不及H11狀態(tài)的產(chǎn)品。H112適用于熱加工成型的產(chǎn)品，該狀態(tài)產(chǎn)品的力學性能有規(guī)定要求。H116適用于鎂含量4.0%的5XXX系合金制成的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品具有規(guī)定的力學性能和抗剝落腐蝕性能要求。TX狀態(tài)在T后面添加010的阿拉伯數(shù)字，表示的細分狀態(tài)稱做TX狀態(tài)，如下表所示，T后面的數(shù)字表示對產(chǎn)品的基本處理程序。將合金加熱至高溫單相區(qū)恒溫

14、保持，使中間相充分溶解到固溶體中后快速冷卻，以得到飽和固溶體的工藝稱固溶熱處理。1、噴砂：主要作用是表面清理，在涂裝前噴砂可以增加表面粗糙度,提高附著力。2、著色:對鋁進行上色主要有兩種工藝:一種是鋁氧化上色工藝,另外一種是鋁電泳上色工藝。在氧化膜上形成各種顏色以滿足一定使用要求如光學儀器零件常用著黑色紀念章著上金黃色等。3、導電氧化(鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜)用于既要防護又要導電的場合。4、化學氧化:氧化膜較薄,厚度約為0.54微米且多孔,質(zhì)軟,具有良好的吸附性,可作為有機涂層的底層,但其耐磨性和抗蝕性能均不如陽極氧化膜;鋁及鋁合金化學氧化的工藝按其溶液性質(zhì)可分為堿性氧化法和酸性氧化法兩大類。按膜層性質(zhì)可分為:氧化物膜、磷酸鹽膜、鉻酸鹽膜、鉻酸-磷酸鹽膜。5、電化學氧化,設備簡單,操作方便,生產(chǎn)效率高,適用范圍廣,不受零件大小和形狀的限制。氧化膜厚度約為520微米(硬質(zhì)陽極氧化膜厚度可達60200微米),有較高硬度,良好的耐熱和絕緣性,抗蝕能力高于化學氧化膜,多孔,有很好的吸附能力。6、噴涂:用于設備的外部防護、裝飾通常都在氧化的基礎上進行。鋁件在涂裝前應進行前處