铝合金的种类

铝合金的种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。(1)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。(2)按合金性能和用途可分为；工业纯铝、切削铝合金、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)、锻造铝台金及特殊铝合金等。(3)按合金中所含主要元素成分可分为：工业纯铝(1×××系)，A1—Cu合金(2×××系)，Al—Mn合金(3×××系)，A1—Si合金(4×××系)，Al—Mg合金(5×××系)，A1—Mg—Si合金(6×××系)，A1—Zn—Mg—Cu合金(7×××)，A1—Li合金(8×××系)及备用合金组(9×××系)。选择铝合金的牌号与状态时，以上各方面很难同时满足，也没有必要，应根据产品的性能要求，使用环境，加工过程等因素，设定各种性能的优先次序，方可做到合理选材，在保证性能的前是下合理控制成本。硬度：很多客户在购买铝时非常关心，硬度首选跟合金化学成份有直接的关系。其次，不同的状态也影响较大，从所能达到的最高硬度来看，7系，2系，4系，6系，5系，3系，1系，依次降低。硬度：强度是产品设计时必须考虑的重要因素，成其是铝合金组件作为组件时，应根据所承受的压力，选择适当的合金。纯铝强度最低，而2系及7系热处理型合金度最高，硬度和强度有一定的下相关系。耐蚀性：耐蚀性包括化学腐蚀，耐应力腐蚀等性能。一般而言，1系纯铝的耐蚀性最佳，5系表现良好，其次是3系和6系，2系及7系较差。耐蚀性选用原则应根据其使用场合而定。高强度合金腐蚀环境下使用，必须使用各种防蚀用复合材料。

2014应用于要求高强度与硬度（包括高温）的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料，车轮与结构元件，多级火箭第一级燃料槽与航天器零件，卡车构架与悬挂系统零件2017是第一个获得工业应用的2XXX系合金，目前的应用范围较窄，主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件，螺旋桨与配件2024飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件2036汽车车身钣金件2048航空航天器结构件与兵器结构零件2124航空航天器结构件2218飞机发动机和柴油发动机活塞，飞机发动机汽缸头，喷气发动机叶轮和压缩机环2219航天火箭焊接氧化剂槽，超音速飞机蒙皮与结构零件，工作温度为-270~300℃。焊接性好，断裂韧性高，T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力2319焊拉2219合金的焊条和填充焊料2618模锻件与自由锻件。活塞和航空发动机零件2A01工作温度小于等于100℃的结构铆钉2A02工作温度200~300℃的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片2A06工作温度150~250℃的飞机结构及工作温度125~250℃的航空器结构铆钉2A10强度比2A01合金的高，用于制造工作温度小于等于100℃的航空器结构铆钉2A11飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件。航空器的中等强度的螺栓与铆钉2A12航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等，建筑与交通运输工具结构件2A14形状复杂的自由锻件与模锻件2A16工作温度250~300℃的航天航空器零件，在室温及高温下工作的焊接容器与气密座舱2A17工作温度225~250℃的航空器零件2A50形状复杂的中等强度零件2A60航空器发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等2A70飞机蒙皮，航空器发动机活塞、导风轮、轮盘等2A80航空发动机压气机叶片、叶轮、活塞、涨圈及其他工作温度高的零件2A90航空发动机活塞3003用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件，或既要求有这些性能又需要有比1XXX系合金强度高的工作，如厨具、食物和化工产品处理与贮存装置，运输液体产品的槽、罐，以薄板加工的各种压力容器与管道3004全铝易拉罐罐身，要求有比3003合金更高强度的零部件，化工产品生产与贮存装置，薄板加工件，建筑加工件，建筑工具，各种灯具零部件3105房间隔断、档板、活动房板、檐槽和落水管，薄板成形加工件，瓶盖、瓶塞等

建筑装饰件。阳极氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮，并与6063合金的色调协调一致5050薄板可作为致冷机与冰箱的内衬板，汽车气管、油管与农业灌溉管；也可加工厚板、管材、棒材、异形材和线材等5052此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度与中等的静态强度，用于制造飞机油箱、油管，以及交通车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉、五金制品等5056镁合金与电缆护套铆钉、拉链、钉子等；包铝的线材广泛用于加工农业捕虫器罩，以及需要有高抗蚀性的其他场合5083用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，诸如舰艇、汽车和飞机板焊接件；需严格防火的压力容器、致冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹元件、装甲等5086用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，例如舰艇、汽车、飞机、低温设备、电视塔、钻井装置、运输设备、导弹零部件与甲板等5154焊接结构、贮槽、压力容器、船舶结构与海上设施、运输槽罐5182薄板用于加工易拉罐盖，汽车车身板、操纵盘、加强件、托架等零部件5252用于制造有较高强度的装饰件，如汽车等的装饰性零部件。在阳极氧化后具有光亮透明的氧化膜5254过氧化氢及其他化工产品容器5356焊接镁含量大于3%的铝-镁合金焊条及焊丝5454焊接结构，压力容器，海洋设施管道5456装甲板、高强度焊接结构、贮槽、压力容器、船舶材料5457经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件5652过氧化氢及其他化工产品贮存容器5657经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件，但在任何情况下必须确保材料具有细的晶粒组织5A02飞机油箱与导管，焊丝，铆钉，船舶结构件5A03中等强度焊接结构，冷冲压零件，焊接容器，焊丝，可用来代替5A02合金5A05焊接结构件，飞机蒙皮骨架5A06焊接结构，冷模锻零件，焊拉容器受力零件，飞机蒙皮骨部件5A12焊接结构件，防弹甲板6005挤压型材与管材，用于要求强高大于6063合金的结构件，如梯子、电视天线等6009汽车车身板6010薄板：汽车车身6061要求有一定强度、可焊性与抗蚀性高的各种工业结构性，如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、家具、机械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材6063建筑型材，灌溉管材以及供车辆、台架、家具、栏栅等用的挤压材料6066锻件及焊接结构挤压材料6070重载焊接结构与汽车工业用的挤压材料与管材6101公共汽车用高强度棒材、电导体与散热器材等6151用于模锻曲轴零件、机器零件与生产轧制环，供既要求有良好的可锻性能、高的强度，又要有良好抗蚀性之用6201高强度导电棒材与线材6205厚板、踏板与耐高冲击的挤压件6262要求抗蚀性优于2011和2017合金的有螺纹的高应力零件6351车辆的挤压结构件，水、石油等的输送管道6463建筑与各种器具型材，以及经阳极氧化处理后有明亮表面的汽车装饰件6A02飞机发动机零件，形状复杂的锻件与模锻件7005挤压材料，用于制造既要有高的强度又要有高的断裂韧性的焊接结构，如交通运输车辆的桁架、杆件、容器；大型热交换器，以及焊接后不能进行固熔处理的部件；还可用于制造体育器材如网球拍与垒球棒7039冷冻容器、低温器械与贮存箱，消防压力器材，军用器材、装甲板、导弹装置7049用于锻造静态强度与7079-T6合金的相同而又要求有高的抗应力腐蚀开裂勇力的零件，如飞机与导弹零件——起落架液压缸和挤压件。零件的疲劳性能大致与7075-T6合金的相等，而韧性稍高7050飞机结构件用中厚板、挤压件、自由锻件与模锻件。制造这类零件对合金的要求是：抗剥落腐蚀、应力腐蚀开裂能力、断裂韧性与抗疲劳性能都高7072空调器铝箔与特薄带材；2219、3003、3004、5050、5052、5154、6061、7075、7475、7178合金板材与管材的包覆层7075用于制造飞机结构及期货他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、模具制造7175用于锻造航空器用的高强度结构性。T736材料有良好的综合性能，即强度、抗剥落腐蚀与抗应力腐蚀开裂性能、断裂韧性、疲劳强度都高7178供制造航空航天器的要求抗压屈服强度高的零部件7475机身用的包铝的与未包铝的板材，机翼骨架、桁条等。其他既要有高的强度又要有高的断裂韧性的零部件7A04飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落架等铝及铝合金的分类、成分和性能（1）铝及铝合金的分类铝是银白色的轻金属，纯铝的熔点为660℃,密度为2.7g/cm3。工业用铝合金的熔点为566铝及铝合金可分为工业纯铝、变形铝合金（又分为非热处理强化铝合金、热处理强化铝合金两类）和铸造铝合金。变形铝合金是指经不同的压力加工方法（经过轧制、挤压等工序）制成的板、带、棒、管、型、条等半成品材料；铸造铝合金以合金铸锭供应。铝合金分类示意见图1。铝合金的分类及性能特点见表1。表1铝合金的分类及性能特点分类合金名称合金系性能特点示例变形铝合金非热处理强化铝合金防锈铝Al-Mn抗蚀性、压力加工性与焊接性能好，但强度较低3A21Al-Mg5A05热处理强化铝合金硬铝Al-Cu-Mg力学性能高2A11,2A12超硬铝Al-Cu-Mg-Zn硬度强度最高7A04,2A50锻铝Al-Mg-Si-Cu锻造性能好耐热性能好2A14,2A50Al-Cu-Mg-Fe-Ni2A70,2A80铸造铝合金简单铝硅合金Al-Si铸造性能好，不能热处理强化，力学性能较高ZL102特殊铝硅合金Al-Si-Mg铸造性能良好，可热处理强化，力学性能较高ZL101Al-Si-CuZL107Al-Si-Mg-CuZL105,ZL110Al-Si-Mg-Cu-NiZL109铝铜铸造合金Al-Cu耐热性好，铸造性能与抗蚀性差ZL201铝镁铸造合金Al-Mg力学性能高，抗蚀性好ZL301铝锌铸造合金Al-Zn能自动淬火，宜于压铸ZL401铝稀土铸造合金Al-Re耐热性能好－按GB/T3190—1996和GB/T16474—1996的规定，纯铝和铝合金牌号命名的基本原则是：可直接采用国际四位数字体系牌号；未命名为国际四位数字体系牌号的纯铝及其合金采用四位字符牌号。四位字符牌号的第一位、第三位、第四位为阿拉伯数字，第二位为英文大写字母（如“A”）。纯铝编号系统的第一位为“1”，例如1×××或1A××，最后两位数字表示铝的纯度。2×××为Al-Cu系，3×××为Al-Mn系，4×××为Al-Si系，5×××为Al-Mg系，6×××为Al-Si系，7×××为Al-Zn系，8×××为Al-其他元素，9×××为Al-备用系。这样，我国变形铝合金的牌号表示法与国际上的通用方法基本一致。1）工业纯铝工业纯铝含铝99%以上，熔点660℃，熔化时没有任何颜色变化。表面易形成致密的氧化膜，具有良好的耐蚀性。纯铝的导热性约为低碳钢的5倍，线胀系数约为低碳钢的2倍。纯铝强度很低，不适合做结构材料。退火的铝板抗拉强度为60～100MPa，伸长度为35%～40%2）非热处理强化铝合金非热处理强化铝合金通过加工硬化、固溶强化提高力学性能，特点是强度中等、塑性及耐蚀性好，又称防锈铝，原先代号为LF××。Al-Mg合金属于防锈铝合金，不能热处理强化，但强度比纯铝高，并具有优异的抗腐蚀性和良好的焊接性，是目前焊接结构中应用最广的铝合金。3）热处理强化铝合金热处理强化铝合金是通过固溶、淬火、时效等工艺提高力学性能。经热处理后可显著提高抗拉强度，但焊接性较差，熔化焊时产生焊接裂纹的倾向较大，焊接接头的力学性能（主要是抗拉强度）严格下降。热处理强化铝合金包括硬铝、超硬铝、锻铝等。①硬铝硬铝的牌号是按铜增加的顺序编排的。Cu是硬铝的主要成分，为了得到高的强度，Cu含量一般应控制在4.0%～4.8%。Mn也是硬铝的主要成分，主要作用是消除Fe对抗蚀性的不利影响，还能细化晶粒、加速时效硬化。在硬铝合金中，Cu、Si、Mg等元素能形成溶解于铝的化合物，从而促使硬铝合金在热处理时强化。退火状态下硬铝的抗拉强度为160～220MPa，经过淬火时效后抗拉强度增加至312～460NPa。但硬铝的耐蚀性能差，为了提高合金的耐蚀性，常在硬铝板表面覆盖一层工业纯铝保护层。②超硬铝合金中Zn、Mg、Cu的平均总含量可达9.7%～13.5%，在当前航空航天工业中仍是强度最高（抗拉强度达500～600MPa）和应用最多的一种轻合金材料。超硬铝的塑性和焊接性差，接头强度远低于母材。由于合金中Zn含量较多，形成晶间腐蚀及焊接热裂纹的倾向较大。③锻铝具有良好的热塑性（原代号为LD××），而且Cu含量越少热塑性越好，适于作锻件用。具有中等强度和良好的抗蚀性，在工业中得到广泛应用。铝及铝合金的新旧牌号对照见表2。表2铝及铝合金的新旧牌号对照类别新牌号旧牌号类别新牌号旧牌号工业纯铝1070（1070A）10601050（1050A）103511001200L1L2L3L4L5-1L5特殊铝合金4A014A134A175A415A66LT1LT13LT17LT41LT66防锈铝合金—5A025A035A055A065B05508350563A213003LF1LF2LF3LF5LF6LF10LF4LF5-1LF21—锻铝合金6A022A502B502A702A802A902A1460616063LD2LD5LD6LD7LD8LD9LD10LD30LD31硬铝合金2A012A02—2A042A062B112B122A102A112A122A132A162A17LY1LY2LY3LY4LY6LY8LY9LY10LY11LY12LY13LY16LY17超硬铝合金7A037A04—7A097A107003LC3LC4LC5LC9LC10LC12（2）铝及铝合金的性能及应用铝及其合金具有独特的物理化学性能。铝具有许多优良的性质，包括密度小、塑性好、易于加工、抗腐蚀性好等。在空气或硝酸中，铝表面会形成致密的氧化铝薄膜，可保护内部不受氧化；铝的导电率较高，导电性好，仅次于金、银、铜，居第4位。铝具有面心立方结构，无同素异构转变，无“延一脆”转变，因而具有优异的低温韧性，在低温下能保持良好的力学性能。铝及铝合金塑性好，可以承受各种形式的压力加工，很容易加工成形，它可用铸造、轧制、冲压、拉拔和滚轧等各种工艺方法制成形状各异的制品。铝及铝合金容易机械加工，且加工速度快，这也是铝制零部件得到大量应用的重要因素之一。经过冷加工变形后，铝的强度增高，塑性下降。当铝的变形程度达到60%～80%时，其抗拉强度可达150～180Mpa，而伸长率下降至1%～1.5%。因此，可以通过冷作硬化方法来提高铝的强度性能。经过冷作硬化的铝材，在250～300℃的温度区间可以引起再结晶过程，使冷作硬化消除。铝的退火温度为400℃,铝及其合金还具有优异的耐腐蚀性能和较高的比强度。与各种金属相比，铝在大气中的抗腐蚀性能很好。这是由于铝比较活泼，与空气接触时，表面生成的难熔氧化铝膜比较致密（Al2O3熔点2050℃铝及铝合金的物理性能见表3。铝及铝合金类别和化学成分见表4。常用铝及铝合金的力学性能见表5。工业纯铝主要用于不承受载荷，但要求具有某种特性（如高塑性、良好的焊接性、耐腐蚀性或高的导电、电热性等）的结构件，如铝箔用于制作垫片及电容器，其他半成品用于制作电子管隔离罩、电线保护套管、电缆线芯、飞机通风系统零件、日用器具等。高纯铝主要用于科学研究、化学工业及其他特殊用途。防锈铝（铝锰合金、铝镁合金）主要用于要求高的塑性和焊接性、在液体或气体介质中工作的低载荷零件，如油箱、汽油或润滑油导管、各种液体容器和其他用深拉制作的小负荷零件等。铝及铝合金被广泛应用于航空航天、建筑、汽车、机械制造、电工、化学工业、商业等领域。铝合金在飞机制造中是主要的结构材料，它约占骨架质量的55%，而且大部分关键轴承部件，如涡轮发动机轴向压缩机叶片、机翼、骨架、外壳、尾翼等是由铝合金制造的.1、工业纯铝

其加工性能好，导电性好，主要用于制作导电母线电线及热交换器。

2、防锈铝

防锈铝是热处理不可强化合金，只能通过冷加工来强化。常用的有LF2（5052）、LF4（5083）和LF21（3003），具有中等强度良好的塑性和抗蚀性。

3、锻铝

典型牌号有LD2-2（6070）、LD10（2014）、LD30（6061）、LD31（6063）。

LD2-2具有良好的塑性，冷、热态都易成形。广泛用于制造中等强度常温下工作的锻件、挤压型材和管材。

LD10又称高强度硬铝，与LY12合金的强度相当，锻造性能较LY12好，有良好的塑性，有较好的耐热性和可焊性，但材料的纵向和横向性能差距较大。可加工成管、棒、型、线及锻件，主要用作高负荷的结构件。

LD30和LD31具有中等强度，有良好的塑性和优良的可焊性、抗蚀性，无应力腐蚀裂倾向，可阳极氧化。适合作建筑装饰型材及各种需要良好耐蚀性要求的结构件、工业材。

4、硬铝

硬铝的强度高，典型牌号为LY12（2024）。该牌号的热挤压型材热处理后，其室温下的抗拉强度可达392MPa以上，有一定的耐热性，可用作150°C以下工作的零件。

5、超硬铝

典型牌号有LC4，亦称超高强度硬铝，挤压件室温下的抗拉强度不小于539MPa。主要用于航空工业，飞机结构中主要受力元件。

铝及铝合金分类及产品牌号表示方法铝是一种轻金属,密度小(2.79/Cm3),具有良好的强度和塑性，铝合金具有较好的强度，超硬铝合金的强度可达600Mpa，普通硬铝合金的抗拉强度也达200-450Mpa，它的比钢度远高于钢，因此在机械制造中得到广泛的运用。

铝的导电性仅次于银和铜，居第三位，用于制造各种导线。铝具有良好的导热性，可用作各种散热材料。铝还具有良好的抗腐蚀性能和较好的塑性，适合于各种压力加工。铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。

可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金和铝锌合金。

一、纯铝产品纯铝分冶炼品和压力加工品两类，前者以化学成份Al表示，后者用汉语拼音LG（铝、工业用的）表示。

分别见表17和表18。

表17冶炼纯铝的代号、成分及用途代号化学成分%用途铝不小于杂质不大于铁+硅铜总和Al99.7Al99.6Al99.5Al99.0Al98.099.799.699.599980.260.360.450.901.80.010.010.0150.020.050.300.400.501.01.2制造铝箔、铝合金、防锈用的包铝材料、电缆和导电体、特殊用途及化学工业用铝合金制造电缆及导电体、铝合金、铝箔、铝粉及器皿;制造铝合金及其它合、铝食具、电缆及导电体、中间合金;用作铝合金配料、中间合金、铝制器具及日用品表18工业高纯铝的代号和成分工业高纯铝代号LG5LG4LG3LG2LG1铝(%≮)99.9999.9799.9399.9099.85工业高纯铝代号L1L2L3L4L4-1L5L5-1L6铝(%≮99.799.699.599.399.399.099.098.3

二、压力加工铝合金铝合金压力加工产品分为防锈（LF）、硬质（LY）、锻造（LD）、超硬（LC）、包覆（LB）、特殊（LT）及钎焊（LQ）等七类。

常用铝合金材料的状态为退火（M焖火）、硬化（Y）、热轧（R）等三种。压力加工铝合金的产品代号及化学成份见表19。表19铝合金加工产品代号和成分类别代号主要化学成分（余量为铝）（%）铜镁锰铁硅其它防锈铝合金LF2LF6LF11LF21LF432.0-2.85.8-6.84.8-5.50.6-1.40.15-0.400.5-0.80.30-0.601.0-1.6钛0.02-0.01*或铬铍0.001-0.005钛0.02-0.15硬铝合金LY1LY2LY11LY172.2-3.02.6-3.23.8-4.86.0-7.00.2-0.52.0-2.40.4-0.80.25-0.450.45-0.700.4-0.80.4-0.8

铍0.1-0.2锻铝合金LD2LD5LD8LD9LD100.2-0.61.8-2.61.9-2.53.5-4.53.9-4.80.45-0.900.4-0.81.4-1.80.4-0.80.4-0.80.15-0.350.4-0.80.4-1.01.0-1.610.5-1.00.5-1.20.7-1.20.5-1.20.5-1.00.6-1.2*或铬

镍0.9-1.5镍1.8-2.3超硬铝合金LC4LC91.4-2.01.4-2.01.8-2.82.0-3.00.2-0.6锌5.0-5.7锌5.1-6.1铬0.10-0.25铬0.15-0.30包覆铝合金LB1锌0.9-1.3特殊铝合金LT1LT174.5-6.011-12.5

钎焊铝合金LQ1心板LF21包覆层LT17

三、铝材铝和铝合金经加工成一定形状的材料统称铝材，包括板、带、箔、管、棒、线、型等。各种铝合金及规格见表20。表20铝材的主要品种及规格（毫米）品种厚度宽度长度铝及铝合金板0.3-150400-25002000-10000不要热处理强化的铝和铝合金板0.3-101000-15002000-4000铝及铝合金花纹板底板厚度1.0-7.01000-16002000-10000电容器用铝箔0.005-0.0100.012-0.016120-52090-540成卷供应工业用铝箔0.006-0.0090.010-0.20040-95090-1000成卷供应铝合金箔0.020-0.20040-400成卷供应铝及铝合金圆棒直径5-630铝及铝合金四方棒边长5-200铝及铝合金六方棒对边距离5-200铝及铝合金管冷拉薄壁管热挤压厚壁管外径6-12025-500壁厚0.5-5.05.0-50铝及铝合金冷拉管外径6-12025-500壁厚0.5-5.03-50铝及铝合金线材直径1.6-10

四、铸造铝合金铸造铝合金（ZL）按成分中铝以外的主要元素硅、铜、镁、锌分为四类，代号编码分别为100、200、300、400。其代号及化学成分见表21。表21铸造铝合金的代号和化学成分组别代号主要化学成分（余量为铝）（%）硅铜