鋁合金分類簡(jiǎn)介

鋁及鋁合金的分類、成分和性能（1）鋁及鋁合金的分類鋁是銀白色的輕金屬，純鋁的熔點(diǎn)為660℃,密度為2.7g/cm3。工業(yè)用鋁合金的熔點(diǎn)為566鋁及鋁合金可分為工業(yè)純鋁、變形鋁合金（又分為非熱處理強(qiáng)化鋁合金、熱處理強(qiáng)化鋁合金兩類）和鑄造鋁合金。變形鋁合金是指經(jīng)不同的壓力加工方法（經(jīng)過軋制、擠壓等工序）制成的板、帶、棒、管、型、條等半成品材料；鑄造鋁合金以合金鑄錠供應(yīng)。鋁合金分類示意見圖1。鋁合金的分類及性能特點(diǎn)見表1。表1鋁合金的分類及性能特點(diǎn)分類合金名稱合金系性能特點(diǎn)示例變形鋁合金非熱處理強(qiáng)化鋁合金防銹鋁Al-Mn抗蝕性、壓力加工性與焊接性能好，但強(qiáng)度較低3A21Al-Mg5A05熱處理強(qiáng)化鋁合金硬鋁Al-Cu-Mg力學(xué)性能高2A11,2A12超硬鋁Al-Cu-Mg-Zn硬度強(qiáng)度最高7A04,2A50鍛鋁Al-Mg-Si-Cu鍛造性能好耐熱性能好2A14,2A50Al-Cu-Mg-Fe-Ni2A70,2A80鑄造鋁合金簡(jiǎn)單鋁硅合金Al-Si鑄造性能好，不能熱處理強(qiáng)化，力學(xué)性能較高ZL102特殊鋁硅合金Al-Si-Mg鑄造性能良好，可熱處理強(qiáng)化，力學(xué)性能較高ZL101Al-Si-CuZL107Al-Si-Mg-CuZL105,ZL110Al-Si-Mg-Cu-NiZL109鋁銅鑄造合金Al-Cu耐熱性好，鑄造性能與抗蝕性差ZL201鋁鎂鑄造合金Al-Mg力學(xué)性能高，抗蝕性好ZL301鋁鋅鑄造合金Al-Zn能自動(dòng)淬火，宜于壓鑄ZL401鋁稀土鑄造合金Al-Re耐熱性能好－按GB/T3190—1996和GB/T16474—1996的規(guī)定，純鋁和鋁合金牌號(hào)命名的基本原則是：可直接采用國(guó)際四位數(shù)字體系牌號(hào)；未命名為國(guó)際四位數(shù)字體系牌號(hào)的純鋁及其合金采用四位字符牌號(hào)。四位字符牌號(hào)的第一位、第三位、第四位為阿拉伯?dāng)?shù)字，第二位為英文大寫字母（如“A”）。純鋁編號(hào)系統(tǒng)的第一位為“1”，例如1×××或1A××，最后兩位數(shù)字表示鋁的純度。2×××為Al-Cu系，3×××為Al-Mn系，4×××為Al-Si系，5×××為Al-Mg系，6×××為Al-Si系，7×××為Al-Zn系，8×××為Al-其他元素，9×××為Al-備用系。這樣，我國(guó)變形鋁合金的牌號(hào)表示法與國(guó)際上的通用方法基本一致。1）工業(yè)純鋁工業(yè)純鋁含鋁99%以上，熔點(diǎn)660℃2）非熱處理強(qiáng)化鋁合金非熱處理強(qiáng)化鋁合金通過加工硬化、固溶強(qiáng)化提高力學(xué)性能，特點(diǎn)是強(qiáng)度中等、塑性及耐蝕性好，又稱防銹鋁，原先代號(hào)為L(zhǎng)F××。Al-Mg合金屬于防銹鋁合金，不能熱處理強(qiáng)化，但強(qiáng)度比純鋁高，并具有優(yōu)異的抗腐蝕性和良好的焊接性，是目前焊接結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最廣的鋁合金。3）熱處理強(qiáng)化鋁合金熱處理強(qiáng)化鋁合金是通過固溶、淬火、時(shí)效等工藝提高力學(xué)性能。經(jīng)熱處理后可顯著提高抗拉強(qiáng)度，但焊接性較差，熔化焊時(shí)產(chǎn)生焊接裂紋的傾向較大，焊接接頭的力學(xué)性能（主要是抗拉強(qiáng)度）嚴(yán)格下降。熱處理強(qiáng)化鋁合金包括硬鋁、超硬鋁、鍛鋁等。①硬鋁硬鋁的牌號(hào)是按銅增加的順序編排的。Cu是硬鋁的主要成分，為了得到高的強(qiáng)度，Cu含量一般應(yīng)控制在4.0%～4.8%。Mn也是硬鋁的主要成分，主要作用是消除Fe對(duì)抗蝕性的不利影響，還能細(xì)化晶粒、加速時(shí)效硬化。在硬鋁合金中，Cu、Si、Mg等元素能形成溶解于鋁的化合物，從而促使硬鋁合金在熱處理時(shí)強(qiáng)化。退火狀態(tài)下硬鋁的抗拉強(qiáng)度為160～220MPa，經(jīng)過淬火時(shí)效后抗拉強(qiáng)度增加至312～460NPa。但硬鋁的耐蝕性能差，為了提高合金的耐蝕性，常在硬鋁板表面覆蓋一層工業(yè)純鋁保護(hù)層。②超硬鋁合金中Zn、Mg、Cu的平均總含量可達(dá)9.7%～13.5%，在當(dāng)前航空航天工業(yè)中仍是強(qiáng)度最高（抗拉強(qiáng)度達(dá)500～600MPa）和應(yīng)用最多的一種輕合金材料。超硬鋁的塑性和焊接性差，接頭強(qiáng)度遠(yuǎn)低于母材。由于合金中Zn含量較多，形成晶間腐蝕及焊接熱裂紋的傾向較大。③鍛鋁具有良好的熱塑性（原代號(hào)為L(zhǎng)D××），而且Cu含量越少熱塑性越好，適于作鍛件用。具有中等強(qiáng)度和良好的抗蝕性，在工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。鋁及鋁合金的新舊牌號(hào)對(duì)照見表2。表2鋁及鋁合金的新舊牌號(hào)對(duì)照類別新牌號(hào)舊牌號(hào)類別新牌號(hào)舊牌號(hào)工業(yè)純鋁1070（1070A）10601050（1050A）103511001200L1L2L3L4L5-1L5特殊鋁合金4A014A134A175A415A66LT1LT13LT17LT41LT66防銹鋁合金—5A025A035A055A065B05508350563A213003LF1LF2LF3LF5LF6LF10LF4LF5-1LF21—鍛鋁合金6A022A502B502A702A802A902A1460616063LD2LD5LD6LD7LD8LD9LD10LD30LD31硬鋁合金2A012A02—2A042A062B112B122A102A112A122A132A162A17LY1LY2LY3LY4LY6LY8LY9LY10LY11LY12LY13LY16LY17超硬鋁合金7A037A04—7A097A107003LC3LC4LC5LC9LC10LC12（2）鋁及鋁合金的性能及應(yīng)用鋁及其合金具有獨(dú)特的物理化學(xué)性能。鋁具有許多優(yōu)良的性質(zhì)，包括密度小、塑性好、易于加工、抗腐蝕性好等。在空氣或硝酸中，鋁表面會(huì)形成致密的氧化鋁薄膜，可保護(hù)內(nèi)部不受氧化；鋁的導(dǎo)電率較高，導(dǎo)電性好，僅次于金、銀、銅，居第4位。鋁具有面心立方結(jié)構(gòu)，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，無“延一脆”轉(zhuǎn)變，因而具有優(yōu)異的低溫韌性，在低溫下能保持良好的力學(xué)性能。鋁及鋁合金塑性好，可以承受各種形式的壓力加工，很容易加工成形，它可用鑄造、軋制、沖壓、拉拔和滾軋等各種工藝方法制成形狀各異的制品。鋁及鋁合金容易機(jī)械加工，且加工速度快，這也是鋁制零部件得到大量應(yīng)用的重要因素之一。經(jīng)過冷加工變形后，鋁的強(qiáng)度增高，塑性下降。當(dāng)鋁的變形程度達(dá)到60%～80%時(shí)，其抗拉強(qiáng)度可達(dá)150～180Mpa，而伸長(zhǎng)率下降至1%～1.5%。因此，可以通過冷作硬化方法來提高鋁的強(qiáng)度性能。經(jīng)過冷作硬化的鋁材，在250～300℃的溫度區(qū)間可以引起再結(jié)晶過程，使冷作硬化消除。鋁的退火溫度為400℃鋁及其合金還具有優(yōu)異的耐腐蝕性能和較高的比強(qiáng)度。與各種金屬相比，鋁在大氣中的抗腐蝕性能很好。這是由于鋁比較活潑，與空氣接觸時(shí)，表面生成的難熔氧化鋁膜比較致密（Al2O3熔點(diǎn)2050℃鋁及鋁合金的物理性能見表3。鋁及鋁合金類別和化學(xué)成分見表4。常用鋁及鋁合金的力學(xué)性能見表5。工業(yè)純鋁主要用于不承受載荷，但要求具有某種特性（如高塑性、良好的焊接性、耐腐蝕性或高的導(dǎo)電、電熱性等）的結(jié)構(gòu)件，如鋁箔用于制作墊片及電容器，其他半成品用于制作電子管隔離罩、電線保護(hù)套管、電纜線芯、飛機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)零件、日用器具等。高純鋁主要用于科學(xué)研究、化學(xué)工業(yè)及其他特殊用途。防銹鋁（鋁錳合金、鋁鎂合金）主要用于要求高的塑性和焊接性、在液體或氣體介質(zhì)中工作的低載荷零件，如油箱、汽油或潤(rùn)滑油導(dǎo)管、各種液體容器和其他用深拉制作的小負(fù)荷零件等。鋁及鋁合金被廣泛應(yīng)用于航空航天、建筑、汽車、機(jī)械制造、電工、化學(xué)工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域。鋁合金在飛機(jī)制造中是主要的結(jié)構(gòu)材料，它約占骨架質(zhì)量的55%，而且大部分關(guān)鍵軸承部件，如渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)軸向壓縮機(jī)葉片、機(jī)翼、骨架、外殼、尾翼等是由鋁合金制造的.1、工業(yè)純鋁

其加工性能好，導(dǎo)電性好，主要用于制作導(dǎo)電母線電線及熱交換器。

2、防銹鋁

防銹鋁是熱處理不可強(qiáng)化合金，只能通過冷加工來強(qiáng)化。常用的有LF2（5052）、LF4（5083）和LF21（3003），具有中等強(qiáng)度良好的塑性和抗蝕性。

3、鍛鋁典型牌號(hào)有LD2-2（6070）、LD10（2014）、LD30（6061）、LD31（6063）。

LD2-2具有良好的塑性，冷、熱態(tài)都易成形。廣泛用于制造中等強(qiáng)度常溫下工作的鍛件、擠壓型材和管材。

LD10又稱高強(qiáng)度硬鋁，與LY12合金的強(qiáng)度相當(dāng)，鍛造性能較LY12好，有良好的塑性，有較好的耐熱性和可焊性，但材料的縱向和橫向性能差距較大。可加工成管、棒、型、線及鍛件，主要用作高負(fù)荷的結(jié)構(gòu)件。

LD30和LD31具有中等強(qiáng)度，有良好的塑性和優(yōu)良的可焊性、抗蝕性，無應(yīng)力腐蝕裂傾向，可陽(yáng)極氧化。適合作建筑裝飾型材及各種需要良好耐蝕性要求的結(jié)構(gòu)件、工業(yè)材。

4、硬鋁；硬鋁的強(qiáng)度高，典型牌號(hào)為L(zhǎng)Y12（2024）。該牌號(hào)的熱擠壓型材熱處理后，其室溫下的抗拉強(qiáng)度可達(dá)392MPa以上，有一定的耐熱性，可用作150°C以下工作的零件。

5、超硬鋁典型牌號(hào)有LC4，亦稱超高強(qiáng)度硬鋁，擠壓件室溫下的抗拉強(qiáng)度不小于539MPa。主要用于航空工業(yè)，飛機(jī)結(jié)構(gòu)中主要受力元件。

鋁及鋁合金分類及產(chǎn)品牌號(hào)表示方法鋁是一種輕金屬,密度小(2.79/Cm3),具有良好的強(qiáng)度和塑性，鋁合金具有較好的強(qiáng)度，超硬鋁合金的強(qiáng)度可達(dá)600Mpa，普通硬鋁合金的抗拉強(qiáng)度也達(dá)200-450Mpa，它的比鋼度遠(yuǎn)高于鋼，因此在機(jī)械制造中得到廣泛的運(yùn)用。

鋁的導(dǎo)電性僅次于銀和銅，居第三位，用于制造各種導(dǎo)線。鋁具有良好的導(dǎo)熱性，可用作各種散熱材料。鋁還具有良好的抗腐蝕性能和較好的塑性，適合于各種壓力加工。鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金又分為不可熱處理強(qiáng)化型鋁合金和可熱處理強(qiáng)化型鋁合金。不可熱處理強(qiáng)化型不能通過熱處理來提高機(jī)械性能，只能通過冷加工變形來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化，它主要包括高純鋁、工業(yè)高純鋁、工業(yè)純鋁以及防銹鋁等。

可熱處理強(qiáng)化型鋁合金可以通過淬火和時(shí)效等熱處理手段來提高機(jī)械性能，它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機(jī)械性能，物理性能和抗腐蝕性能。鑄造鋁合金按化學(xué)成分可分為鋁硅合金，鋁銅合金，鋁鎂合金和鋁鋅合金。

一、純鋁產(chǎn)品純鋁分冶煉品和壓力加工品兩類，前者以化學(xué)成份Al表示，后者用漢語(yǔ)拼音LG（鋁、工業(yè)用的）表示。

分別見表17和表18。

表17冶煉純鋁的代號(hào)、成分及用途代號(hào)化學(xué)成分%用途鋁不小于雜質(zhì)不大于鐵+硅銅總和Al99.7Al99.6Al99.5Al99.0Al98.099.799.699.599980.260.360.450.901.80.010.010.0150.020.050.300.400.501.01.2制造鋁箔、鋁合金、防銹用的包鋁材料、