鋁合金分類簡介

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，純鋁的熔點為660℃,密度為2.7g/cm3。工業(yè)用鋁合金的熔點為566鋁及鋁合金可分為工業(yè)純鋁、變形鋁合金（又分為非熱處理強化鋁合金、熱處理強化鋁合金兩類）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。鋁合金分類示意見圖1。鋁合金的分類及性能特點見表1。表1鋁合金的分類及性能特點分類合金名稱合金系性能特點示例變形鋁合金非熱處理強化鋁合金防銹鋁Al-Mn抗蝕性、壓力加工性與焊接性能好，但強度較低3A21Al-Mg5A05熱處理強化鋁合金硬鋁Al-Cu-Mg力學性能高2A11,2A12超硬鋁Al-Cu-Mg-Zn硬度強度最高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鑄造鋁合金簡單鋁硅合金Al-Si鑄造性能好，不能熱處理強化，力學性能較高ZL102特殊鋁硅合金Al-Si-Mg鑄造性能良好，可熱處理強化，力學性能較高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力學性能高，抗蝕性好ZL301鋁鋅鑄造合金Al-Zn能自動淬火，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，純鋁和鋁合金牌號命名的基本原則是：可直接采用國際四位數(shù)字體系牌號；未命名為國際四位數(shù)字體系牌號的純鋁及其合金采用四位字符牌號。四位字符牌號的第一位、第三位、第四位為阿拉伯數(shù)字，第二位為英文大寫字母（如“A”）。純鋁編號系統(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，我國變形鋁合金的牌號表示法與國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660℃2）非熱處理強化鋁合金非熱處理強化鋁合金通過加工硬化、固溶強化提高力學性能，特點是強度中等、塑性及耐蝕性好，又稱防銹鋁，原先代號為LF××。Al-Mg合金屬于防銹鋁合金，不能熱處理強化，但強度比純鋁高，并具有優(yōu)異的抗腐蝕性和良好的焊接性，是目前焊接結構中應用最廣的鋁合金。3）熱處理強化鋁合金熱處理強化鋁合金是通過固溶、淬火、時效等工藝提高力學性能。經(jīng)熱處理后可顯著提高抗拉強度，但焊接性較差，熔化焊時產(chǎn)生焊接裂紋的傾向較大，焊接接頭的力學性能（主要是抗拉強度）嚴格下降。熱處理強化鋁合金包括硬鋁、超硬鋁、鍛鋁等。①硬鋁硬鋁的牌號是按銅增加的順序編排的。Cu是硬鋁的主要成分，為了得到高的強度，Cu含量一般應控制在4.0%～4.8%。Mn也是硬鋁的主要成分，主要作用是消除Fe對抗蝕性的不利影響，還能細化晶粒、加速時效硬化。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強化。退火狀態(tài)下硬鋁的抗拉強度為160～220MPa，經(jīng)過淬火時效后抗拉強度增加至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)純鋁保護層。②超硬鋁合金中Zn、Mg、Cu的平均總含量可達9.7%～13.5%，在當前航空航天工業(yè)中仍是強度最高（抗拉強度達500～600MPa）和應用最多的一種輕合金材料。超硬鋁的塑性和焊接性差，接頭強度遠低于母材。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（原代號為LD××），而且Cu含量越少熱塑性越好，適于作鍛件用。具有中等強度和良好的抗蝕性，在工業(yè)中得到廣泛應用。鋁及鋁合金的新舊牌號對照見表2。表2鋁及鋁合金的新舊牌號對照類別新牌號舊牌號類別新牌號舊牌號工業(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用鋁及其合金具有獨特的物理化學性能。鋁具有許多優(yōu)良的性質，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，鋁表面會形成致密的氧化鋁薄膜，可保護內(nèi)部不受氧化；鋁的導電率較高，導電性好，僅次于金、銀、銅，居第4位。鋁具有面心立方結構，無同素異構轉變，無“延一脆”轉變，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。鋁及鋁合金容易機械加工，且加工速度快，這也是鋁制零部件得到大量應用的重要因素之一。經(jīng)過冷加工變形后，鋁的強度增高，塑性下降。當鋁的變形程度達到60%～80%時，其抗拉強度可達150～180Mpa，而伸長率下降至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，表面生成的難熔氧化鋁膜比較致密（Al2O3熔點2050℃鋁及鋁合金的物理性能見表3。鋁及鋁合金類別和化學成分見表4。常用鋁及鋁合金的力學性能見表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、耐腐蝕性或高的導電、電熱性等）的結構件，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、電線保護套管、電纜線芯、飛機通風系統(tǒng)零件、日用器具等。高純鋁主要用于科學研究、化學工業(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、在液體或氣體介質中工作的低載荷零件，如油箱、汽油或潤滑油導管、各種液體容器和其他用深拉制作的小負荷零件等。鋁及鋁合金被廣泛應用于航空航天、建筑、汽車、機械制造、電工、化學工業(yè)、商業(yè)等領域。鋁合金在飛機制造中是主要的結構材料，它約占骨架質量的55%，而且大部分關鍵軸承部件，如渦輪發(fā)動機軸向壓縮機葉片、機翼、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，導電性好，主要用于制作導電母線電線及熱交換器。

2、防銹鋁

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

3、鍛鋁典型牌號有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度常溫下工作的鍛件、擠壓型材和管材。

LD10又稱高強度硬鋁，與LY12合金的強度相當，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，主要用作高負荷的結構件。

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

4、硬鋁；硬鋁的強度高，典型牌號為LY12（2024）。該牌號的熱擠壓型材熱處理后，其室溫下的抗拉強度可達392MPa以上，有一定的耐熱性，可用作150°C以下工作的零件。

5、超硬鋁典型牌號有LC4，亦稱超高強度硬鋁，擠壓件室溫下的抗拉強度不小于539MPa。主要用于航空工業(yè)，飛機結構中主要受力元件。

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

鋁的導電性僅次于銀和銅，居第三位，用于制造各種導線。鋁具有良好的導熱性，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化型鋁合金和可熱處理強化型鋁合金。不可熱處理強化型不能通過熱處理來提高機械性能，只能通過冷加工變形來實現(xiàn)強化，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。

可熱處理強化型鋁合金可以通過淬火和時效等熱處理手段來提高機械性能，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械性能，物理性能和抗腐蝕性能。鑄造鋁合金按化學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，前者以化學成份Al表示，后者用漢語拼音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、成分及用途代號化學成分%用途鋁不小于雜質不大于鐵+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、