铝及铝合金的检验分析

§1、铝及铝合金的基本知识一、铝的工业史1.铝在自然界中分布广泛，地壳中的铝含量占到7.73%，位居第三，仅次于氧和硅，在金属中位居第一。2.铝的化学性质活性非常强，因此在自然界中铝均以化学态存在。3.1886年，美国的霍尔和法国的埃鲁不约而同的发明了冰晶石熔盐电解法，从此，铝的工业化生产进入了突飞猛进的阶段。4.铝从1886年冰晶石熔盐电解法问世后，在短短的一百多上年间，铝及铝合金得到了极其广泛的应用。工农业、航空、航天、国防工业乃至人们的的日常生活中，无不广泛的应用铝。铝及铝合金的分类方法，可以按实际使用的不同需要，有多种分类方法。按材料的基本加工方法分1.纯铝2.形变铝合金3.铸造铝合金二、铝及铝合金的分类1、纯铝的物理和化学性质(1)纯铝是银白色的，20℃时的密度2.699g/cm3

，熔融状态密度为2.371g/cm3

(2)铝是较为活泼的金属，属于两性元素，能跟酸碱等起反应。所以铝制品应该避免在碱、盐酸、卤化物及碳酸盐等介质中使用。（在化验过程中）(3)铝及铝合在常温下的空气中即可钝化，产生一层致密而坚固的氧化膜。所以铝及铝合金的耐腐蚀性很好。三、纯铝铝的总体特性名称、符号、序号铝、Al、13共价半径118pm周期、元素分区13族(IIIA),

3,

p范德华半径无数据密度、硬度2700kg/m3、2.75价电子排布[氖]3s23p1颜色银白色电子在每能级的排布2，8，3原子量26.9815386(8)

氧化价（氧化物）3（两性的）原子半径125（118）pm晶体结构面心立方晶格2、铝的优良性能2.1密度小纯铝20℃时的密度约为2.699g/cm3

约为钢铁的35%。2.2可强化纯铝的强度虽然不高，但通过冷加工可以使其提高一倍以上，并通过添加Mg、Zn、Cu、Si、Li、Sc等元素合金化，再经过热处理进一步强化，其强度可与合金钢媲美。2.3易加工铝可用任何一种铸造方法铸造，可轧成薄板和箔、拉成管材和细丝、挤压成各种型材。2.4耐腐蚀铝及铝合金表面易生产一层致密、牢固的氧化膜。这层膜只有卤素离子或碱离子激烈作用下才会遭到破坏。2.5无低温脆性铝在摄氏零度以下，随温度的下降，抗拉强度反而上升。2.6导电导热性能好铝的导电性能仅次于银、铜、金。在截面积和长度相同的情况下，导电能力为铜的61%，同质量时则为铜的200%。2.7反射性好铝及铝合金的抛光表面对白光的反射率达80%以上。

2.8无磁性冲击不产生火花主要作为电气设备的屏蔽材料，如仪表材料。2.9有吸音性用于室内装饰2.10耐核辐射对照射生成感应放射能衰减很快。

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。3、铝的应用范围基本特性主要特点主要应用领域举例质量轻铝的密度为2.7g/dm3,约为铜或铁的1/3。是轻量化的良好材料用于制造飞机、航天器、轨道车辆、汽车、船舶、桥梁、高层建筑、重型机械部件和质量轻的容器等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、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、光学仪器及其他形状复杂的精密零件美观、适于各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修材料等导热、导电性好导热、导电率仅次于铜，约为钢铁的3～4倍电线、母线接头、锅、电饭锅、热交换器、汽车散热器、电子元件等对光、热、电波的反射性好对光的反射率，抛光铝为70%，高纯度铝经过电解抛光后为94%，比银（92%）还高。铝对热辐射和电波也有很好的反射性能照明器具、反射镜、屋顶瓦板、抛物面天线、冷藏库、冷冻库、投光器、冷暖器的隔热材料没有磁性铝是非磁性体船上用的罗盘、天线、操舵室的器具等耐低温铝在温度低时，它的强度反而增加而无脆性，因此它是理想的低温装置材料冷藏库、冷冻库、南极雪上车辆、氧及氢的生产装置4、纯铝的牌号旧标准新标准LG1、LG2、LG3、LG4、LG5L2、L3、L4、L6、L4-1、L5-1牌号的数字越大，其纯度越低1A85、1A90、1A93、1A97、1A99、1060、1050A、1035、1A30、1100

LG1、LG2、LG3、LG4、LG5、L2、L3、L4、L4-1、L5-1中国

(GB)国际

(ISO)美国

(AA)日本

(JIS)原苏联

(ΓOCT)德国

(DIN)英国

(BS)法国

(NF)1A99(LG5)-11991N99AB000Al99.98RS1-1A90(LG2)-10901N90AB1Al99.9--1A80(LG1)Al99.81080A1080AB2Al99.81A-1070(L1)Al99.71070A1070A00Al99.7-1070A1060(L2)-1060A1060A0---1050A(L3)Al99.51050-A1Al99.51B1050A1100(L5-1)Al99.01100A1100A2Al99.03L5411001200(L5)-1200A1200-Al991C1200各国编号标准铝合金的分类与应用形变铝合金：相图中D点以左的部分。该类铝合金加热至固溶线FD以上时能形成单相α固溶体，塑性好，适用于压力加工成形。不能热处理强化的形变铝合金：相图中F点以左的部分，组织为单相固溶体，且其溶解度不随温度而变化，无法进行热处理强化；可热处理强化的形变铝合金：相图中F和D之间的形变铝合金，固溶体的溶解度随着温度而显著变化，可进行热处理强化。铸造铝合金：相图中D点以右的部分，有共晶铝合金、亚共晶铝合金和过共晶铝合金之分。按铝合金所处相图的位置分类：形变铝合金、铸造铝合金纯铝中加入适量其它元素如Si、Cu、Mg、Zn等即为铝合金四、铝合金分类及应用领域铸造铝合金牌号形变铝合金牌号代号：ZL×××

铝合金类别顺序号

1代表Al-Si类

2代表Al-Cu类

3代表Al-Mg类

4代表Al-Zn类第一位数是表示主要合金元素

1XXX系——未合金化的纯铝（≥99％Al）；

2XXX系——以Cu为主要合金元素的时效强化铝合金；

3XXX系——以Mn为主要合金元素可冷加工硬化的铝合金；

4XXX系——以Si为主要合金元素的铝合金；

5XXX系——以Mg为主要合金元素的可加工硬化铝合金；

6XXX系——以Mg和Si为主要合金元素可热处理强化的铝合金；

7XXX系——以Zn（和Mg）为主要合金元素的时效强化型铝合金。铝合金的牌号、分类与应用旧标准新标准按铝合金加入合金元素种类分类：按加入合金元素后铝合金的性能特点分类：包覆铝7A01、1A50

LB1、LB2防锈铝5A02、5A03、5A05、5B05、5A06、5A12、5B06、5A13、5A33、5A43、3A21、5083

LF2、LF3、LF5、LF10、LF6、LF12、LF14、LF13、LF33、LF43、LF21、LF5-1硬铝2A01、2A02、2A04、2B11、2B12、2A10、2A11、2A12、2A06、2A16、2A17

LY1、LY2、LY4、LY8、LY9、LY10、LY11、LY12、LY6、LY16、LY17锻铝6A02、6B02、6070、2A50、2B50、2A70、2A80、2A90、2A14、4A11、6061、6063

LD2、LD2-1、LD2-2、LD5、LD6、LD7、LD8、LD9、LD10、LD11、LD30、LD31超硬铝7A03、7A04、7A09、7A10、7003

LC3、LC4、LC9、LC10、LC12特殊铝4A01、4A13、4A17、5A41、5A66

LT1、LT13、LT17、LT41、LT66新旧牌号对照1XXX系列代表1050106010701XXX系列铝板又被称为纯铝板，在所有系列中1XXX系列属于含铝量最多的一个系列。纯度可以达到99.00%以上。由于不含有其他技术元素，所以生产过程比较单一，价格相对比较便宜，是目前常规工业中最常用的一个系列。目前市场上流通的大部分为1050以及1060系列。1XXX系列铝板根据最后两位阿拉伯数字来确定这个系列的最低含铝量，比如1050系列最后两位阿拉伯数字为50，根据国际牌号命名原则，含铝量必须达到99.5%以上方为合格产品。我国的铝合金技术标准(gB/T3880-2006)中也明确规定1050含铝量达到99.5%.同样的道理1060系列铝板的含铝量必须达到99.6%以上。1、纯铝（1XXX）纯铝的应用领域1050食品、化学和酿造工业用挤压盘管，各种软管，烟花粉1060要求抗蚀性与成形性均高的场合，但对强度要求不高，化工设备是其典型用途1100用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部件，例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具1145包装及绝热铝箔，热交换器1199电解电容器箔，光学反光沉积膜1350电线、导电绞线、汇流排、变压器带材2、铝铜合金2XXX系列铝板代表2A16（LY16）2A06（LY6）2XXX系列铝板的特点是硬度较高，其中以铜原属含量最高，大概在3-5%左右。2XXX系列铝板属于航空铝材，目前在常规工业中不常应用。我国目前生产2XXX系列铝板的厂家较少。质量还无法与国外相比。目前进口的铝板主要是由韩国和德国生产企业提供。随着我国航空航天事业的发展，2XXX系列的铝板生产技术将进一步提高。铝铜合金的应用领域2011螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品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3、铝锰合金3XXX系列铝板代表30033A21为主。又可以称为防锈铝板我国3XXX系列铝板生产工艺较为优秀。3XXX系列铝板是由锰元素为主要成分。含量在1.0-1.5之间。是一款防锈功能较好的系列。常规应用在空调，冰箱，车底等潮湿环境中，价格高于1XXX系列，是一款较为常用的合金系列。铝锰合金的应用领域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

3A21飞机油箱、油路导管、铆钉线材等；建筑材料与食品等工业装备等

4、铝硅合金4XXX系列铝板代表为4A014XXX系列的铝板属于含硅量较高的系列。通常硅含量在4.5-6.0%之间。属建筑用材料,机械零件,锻造用材,焊接材料;低熔点,耐蚀性好产品描述:具有耐热、耐磨的特性铝硅合金的应用领域4032锻造用材,焊接材料因为添加了Si可以抑制热膨胀率，及改善其耐摩耗性，此外添加微量的Cu、M可以使耐热性提高，适用于锻造活塞的材料。4043溶融度较低，多使用于溶接焊条、和硬焊焊条。另外，此合金因Si粒子的分散，经过阳极氧化后会呈现灰色的皮膜，多使用于大楼建筑的外装板。5、铝镁合金5XXX系列代表5052.5005.5083.5A05系列。5XXX系列铝板属于较常用的合金铝板系列，主要元素为镁，含镁量在3-5%之间。又可以称为铝镁合金。主要特点为密度低，抗拉强度高，延伸率高。在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列.故常用在航空方面，比如飞机油箱。在常规工业中应用也较为广泛。加工工艺为连铸连轧，属于热轧铝板系列故能做氧化深加工。在我国5XXX系列铝板属于较为成熟的铝板系列之一。铝镁合金的应用领域5005与3003合金相似，具有中等强度与良好的抗蚀性。用作导体、炊具、仪表板、壳与建筑装饰件。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6、铝镁硅合金6XXX系列代表6061主要含有镁和硅两种元素，故集中了4XXX系列和5XXX系列的优点6061是一种冷处理铝锻造产品，适用于对抗腐蚀性、氧化性要求高的应用。可使用性好，接口特点优良，容易涂层，加工性好。可以用于低压武器和飞机接头上。

6061的一般特点：优良的接口特征、容易涂层、强度高、可使用性好，抗腐蚀性强。

6061铝的典型用途：飞机零件、照相机零件、耦合器、船舶配件和五金、电子配件和接头、装饰用或各种五金、铰链头、磁头、刹车活塞、水利活塞、电器配件、阀门和阀门零件。

铝镁硅合金的应用领域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\6082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，既要求有良好的可锻性能、高的强度，又要有良好抗蚀性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7、铝锌合金7XXX系列代表7075主要含有锌元素。也属于航空系列，是铝镁锌铜合金,是可热处理合金,属于超硬铝合金,有良好的耐磨性.7075铝板是经消除应力的,加工后不会变形、翘曲.所有超大超厚的7075铝板全部经超声波探测,可以保证无砂眼、杂质.7075铝板的热导性高,可以缩短成型时间,提高工作效率。主要特点是硬度大7075是高硬度、高强度的铝合金,常用于制造飞机结构及期货。它要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、模具制造。目前基本依靠进口，我国的生产工艺还有待提高。（我公司曾经有一家外企提出国产的7075铝板退火不均匀，出现铝板表面和内部硬度不一致的问题）铝锌合金的应用领域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其要求强度高、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

8、其他8XXX系列较为常用的为8011属于其他系列。主要功用的铝板，也应用在散热器方面，大部分应用为铝箔。不太常用。9、其他9XXX系列属于备用系列，科技现在那么发达，为了应对为了含有其他合金元素的铝板出现，国际铝板带联合会特表明9XXX系列为备用系列，等待着又一个新的品种出现来填补9XXX系列的空白。五、形变铝合金形变铝合金是指经过轧制、挤压等工序制成板材、棒材、管材和各种型材使用的铝合金。根据性能和用途分(1)防锈铝(2)硬铝(3)超硬铝(4)煅铝1.防锈铝合金：5A02、5A03、5A05、5B05、5A06、5A12、5B06、5A13、5A33、5A43、3A21、5083

LF2、LF3、LF5、LF10、LF6、LF12、LF14、LF13、LF33、LF43、LF21、LF5-1主加元素为Mn或Mg，形成Al-Mg《5×××》或Al-Mn《3×××》Mg：是固溶强化和降低密度，对耐蚀性能的影响较小；

Mn：提高合金的抗蚀能力和固溶强化。该类合金为单相固溶体，具有较强的抗腐蚀能力以及较好的冷变形能力和焊接性能，不能时效强化，但可形变强化。5A05:5%Mg、0.3～0.6%Mn:270MPa、18%（退火态）3A21:1.0～1.6%Mn:170MPa、23%（退火态）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，可代替5A02

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3A21飞机油箱、油路导管、铆钉线材等；建筑材料与食品等工业装备等5A02、5A03、5A05、5B05、5A06、5A12、5B06、5A13、5A33、5A43、3A21、5083

LF2、LF3、LF5、LF10、LF6、LF12、LF14、LF13、LF33、LF43、LF21、LF5-1主加元素为Mn或Mg，形成Al-Mg《5×××》或Al-Mn《3×××》Mg：是固溶强化和降低密度，对耐蚀性能的影响较小；

Mn：提高合金的抗蚀能力和固溶强化。该类合金为单相固溶体，具有较强的抗腐蚀能力以及较好的冷变形能力和焊接性能，不能时效强化，但可形变强化。5A05:5%Mg、0.3～0.6%Mn:270MPa、18%（退火态）3A21:1.0～1.6%Mn:170MPa、23%（退火态）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，可代替5A02

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3A21飞机油箱、油路导管、铆钉线材等；建筑材料与食品等工业装备等5A02、5A03、5A05、5B05、5A06、5A12、5B06、5A13、5A33、5A43、3A21、5083

LF2、LF3、LF5、LF10、LF6、LF12、LF14、LF13、LF33、LF43、LF21、LF5-1主加元素为Mn或Mg，形成Al-Mg《5×××》或Al-Mn《3×××》Mg：是固溶强化和降低密度，对耐蚀性能的影响较小；

Mn：提高合金的抗蚀能力和固溶强化。该类合金为单相固溶体，具有较强的抗腐蚀能力以及较好的冷变形能力和焊接性能，不能时效强化，但可形变强化。5A05:5%Mg、0.3～0.6%Mn:270MPa、18%（退火态）3A21:1.0～1.6%Mn:170MPa、23%（退火态）Al-Cu合金中再加合金元素Mg或Mn形成的Al-Cu-Mg和Al-Cu-Mn系铝合金。

Al-Cu-Mg系硬铝称为普通硬铝

Al-Cu-Mn系硬铝称为耐热硬铝硬铝可通过热处理（固溶＋时效）强化，也可形变强化。硬铝存在两点不足，一是抗蚀性差，由于合金中含有大量的铜，而含铜固溶体和化合物的电极电位均高于晶界，因此易产生晶界腐蚀，使用过程中需采取包铝阴极保护、喷漆等防腐措施。二是硬铝的固溶处理温度范围窄。如2A12（LY12

）为495～503℃。低于该温度时固溶体的过饱和度不足，影响时效效果；高于该温度时，又易产生晶界熔化。2A12：3.8~4.9%Cu、1.2~1.8%Mg、0.4~0.8%Mn：480MPa、10%（固溶+时效）2.硬铝合金2A01、2A02、2A04、2B11、2B12、2A10、2A11、2A12、2A06、2A16、2A17

LY1、LY2、LY4、LY8、LY9、LY10、LY11、LY12、LY6、LY16、LY172A01≤100℃的结构铆钉

2A02200~300℃的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片

2A06150~250℃的飞机结构及125~250℃的航空器结构铆钉

2A10强度比2A01高，用于制造≤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

2A16250~300℃的航天航空器零件，室温及高温工作的焊接容器与气密座舱

2A17225~250℃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航空发动机活塞硬铝合金的应用3.超硬铝合金7A03、7A04、7A09、7A10、7003

LC3、LC4、LC9、LC10、LC12为Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量的铬和锰。形变铝合金中力学性能最高，抗拉强度达600～700MPa。超硬铝的热处理强化效果（固溶＋时效）最显著，热塑性好，易加工成形，但缺口敏感性大，疲劳极限低，抗蚀性差，高温下软化快。7A04：5.0~7.0%Zn

、1.4~2.0%Cu、1.8~2.8%Mg、0.2~0.6%Mn600MPa、9%7A09用于制造飞机中要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件

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4.锻造铝合金6A02、6B02、6070、2A50、2B50、2A70、2A80、2A90、2A14、4A11、6061、6063

LD2、LD2-1、LD2-2、LD5、LD6、LD7、LD8、LD9、LD10、LD11、LD30、LD31锻铝有Al-Mg-Si、Al-Cu-Mg-Si、Al-Cu-Mg-Fe-Ni等合金系。该类合金的合金元素种类多而含量少，具有良好的热塑性和锻造性，并可热处理强化。Al-Mg-Si系合金：宜于制造形状复杂的型材和锻件，如飞机和发动机中工艺性和耐蚀性要求较高的零件；Al-Cu-Mg-Si系合金：用于制造形状复杂、承受中等载荷的各类大型锻件和模锻件，但该合金有应力腐蚀和晶界腐蚀的倾向，不宜作薄壁零件；Al-Cu-Mg-Fe-Ni系合金：因含有较多的Fe、Ni，因而具有较高的耐蚀性能，适宜于制造发动机的活塞、汽轮机叶片等耐高温和耐腐蚀的零件。6005挤压型材与管材，用于要求强度较高的结构件，如梯子、电视天线

6009汽车车身板

6010薄板，汽车车身

6061用于一定强度、可焊性与抗蚀性高的各种工业结构件，如卡车、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锻件及焊接结构件的挤压材料

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

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锻造铝合金的应用应具有高的流动性，较小的收缩性，热裂、缩孔和疏松倾向小等良好的铸造性能。共晶合金或合金中有一定量共晶组织就具有良好的铸造性能。铸造铝合金Al-Si系ZL1××Al-Cu系ZL2××Al-Mg系ZL3××Al-Zn系ZL4××铸造铝合金是指具有高的铸造性，用浇注的方法制成各种形状的零件的铝合金。六、铸造铝合金铸造铝合金铝锌系合金铝镁系合金铝铜系合金铝硅系合金铸造、机械性能良好高温强度高（耐热），易腐蚀强度、塑性高，耐腐蚀，铸造时易氧化强度高，易腐蚀，价格低

铸造铝合金包括：Al-Si系：代号为ZL1+两位数字顺序号Al-Cu系：代号为ZL2+两位数字顺序号Al-Mg系：代号为ZL3+两位数字顺序号Al-Zn系：代号为ZL4+两位数字顺序号1.Al-Si系铸造铝合金

又称硅铝明。其中ZL102(ZAlSi12)是含12%Si的铝硅二元合金，称为简单硅铝明.577℃12.7%在普通铸造条件下，ZL102组织几乎全部为共晶体，由粗针状的硅晶体和

固溶体组成，强度和塑性都较差。生产上用钠盐变质剂进行变质处理，得到细小均匀的共晶体加一次

固溶体组织，以提高性能。未变质处理

经变质处理

ZL102的铸态组织

加入其他合金元素的铝硅铸造合金称复杂(或特殊)硅铝明。

Al-Si系铸造铝合金的铸造性能好，具有优良的耐蚀性、耐热性和焊接性能。活塞(裙部为铝硅合金)用于制造飞机、仪表、电动机壳体、汽缸体、风机叶片、发动机活塞等。铝-硅铸造合金

Al-Si铸造合金具有极好的流动性，小的铸造收缩率、小的线膨胀系数和优良的焊接性、抗蚀性以及足够的机械性能。但合金的致密度较小，适宜制造致密度要求不太高的、形状复杂的铸件。铝-硅合金（ZL102）的变质处理ZL102是硅含量11～13％的合金。共晶组织中硅晶体呈粗针状或片状，粗大的硅相很脆，塑性较低，若不经变质处理，不能在工业上得到实际应用，故要用钠盐或锶对其进行变质处理。这种变质机理一般认为是吸附作用。通常铝硅共晶结晶时，硅晶体形成时易产生孪晶，使其沿孪晶方向＜211＞长成粗片状，加入变质剂后，钠或锶原子在结晶硅的表面强烈偏聚，降低硅的生长速度并促使其发生分枝或细化。

变质处理后，粗大的针状共晶硅细化成细小条状或点状，并在组织中出现初晶α固溶体。2.Al-Cu系铸造铝合金这类合金的耐热性好，强度较高；但密度大，铸造性能、耐蚀性能差，强度低于Al-Si系合金。汽缸头

常用代号有ZL201(ZAlCu5Mn)、ZL203(ZAlCu4)等。主要用于制造在较高温度下工作的高强零件，如内燃机汽缸头、汽车活塞等。铝-铜铸造合金

Al-Cu铸造合金强化相是θ(CuAl2)，有较高的强度和热稳定性，其最大特点是耐热性高。随铜含量增加，耐蚀性降低，铸造性能变差。为了改善铸造性能，提高流动性，减少热裂倾向，常加入一定量的Si。适用于制作低于200℃使用、受中等负荷的零件。

3.Al-Mg系铸造铝合金这类合金的耐蚀性好，强度高，密度小；但铸造性能差,耐热性低。

常用代号为ZL301(ZAlMg10)、ZL303(ZAlMg5Si1)等.

主要用于制造外形简单、承受冲击载荷、在腐蚀性介质下工作的零件，如舰船配件、氨用泵体等。鼓风机密封件等(ZL102、301)铝-镁铸造合金

Al-Mg铸造合金是比重最小(2.55)、耐蚀性最好、强度和韧性较高(抗拉强度可达350MPa)的铸造铝合金。由于结晶温度范围宽，故流动性差，形成疏松趋向大、其铸造性能不如Al-Si合金好。用于造船、食品及化学工业。

4.Al-Zn系铸造铝合金这类合金的铸造性能好，强度较高，可自然时效强化；但密度大，耐蚀性较差。大型空压机活塞(ZL401)

常用代号为ZL401(ZAlZn11Si7)、ZL402(ZAlZn6Mg)等.

主要用于制造形状复杂受力较小的汽车、飞机、仪器零件。铝-锌铸造合金

锌在铝中的溶解度很大，极限溶解度为82％。铝中加入10％以上的锌能显著提高合金的强度，故铝锌铸造合金具有较高的强度，是最便宜的一种铸造铝合金。其主要缺点是抗蚀性差。

合金代号主

要化学成分,%机

械性能SiCuMg铸造方法热处理

bMPa

%HB铝硅ZL1016.0~8.00.2~0.4SBT6230170ZL10210~13SBJT2T2143153425050ZL1104.0~6.05.0~8.00.2~0.5JT1170－90铝铜ZL2034.0~5.0JT4210660铝镁ZL3019.5~11.5ST4280920铝锌ZL4026.0~8.0Zn5~70.4~0.7JT1240470铸造方法：SB——砂型变质；J——金属砂；S——砂型热处理：T1——不淬火，人工时效；T2——退火；

T4——淬火+自然时效；T6——淬火+人工时效5.铸造铝合金的机械性能类

别中国美国英国日本法国德国前苏联GBASTMBSJISNFDINГОСТ铸造铝合金ZAlSi7Mn356.2LM25AC4C

G-AlSi7Mg

ZAlSi12413.2LM6AC3AA-S12-Y4G-Al12AL2ZAlSi5Cu1Mg355.2

AL5ZAlSi2Cu2Mg1413.0

AC8A

G-Al12(Cu)

ZAlCu5Mn

AL19ZAlCu5MnCdVA201.0

ZAlMg10520.2LM10

AG11G-AlMg10AL8ZAlMg5Si

G-AlMg5SiAL136.各国铸造铝合金的编号标准基础状态的名称和代号7.铝和铝合金的状态杂质名称铁硅钠溶解度0.52%（655℃）0.5%（750℃）1.65%（577℃）0.0025%（670℃）0.002%（20℃）0.05%（20℃）几乎不溶（20℃）金属间化合物FeAl3游离硅AlNaSi作用原理硬而脆的针状化合物形成自由硅，硅相硬而脆吸附在枝晶表面或晶界，热加工时，晶界上钠形成液态吸附层，产生脆性开裂，即钠脆铁和硅的比例比例不当会使铸件产生裂纹，当铁硅比大于1时，可缩小结晶温度的范围，减少裂纹的货币性影响指标抗拉强度略微上升，塑性下降热加工性能，产品开裂导致废品防范措施减少与铁制工具的接触，在工具上涂抹覆盖物，去除铁制工具上面铁锈，加入锰削弱铁的有害影响。避免熔体与含二氧化硅的炉衬接触含镁合金不用钠盐作熔剂，用氯化法生成氯化钠六、杂质及合金元素对铝及铝合金性能的影响1.杂质对铝及铝合金性能的影响（见表一）2.合金元素对铝及铝合金性能的影响(1)Mn中和了铁的有害影响，是提高合金耐热强度的主要元素，能提高合金的淬火时效强度和持久强度。添加量一般不超过1%。(2)Cu与铝形成固溶体，部分形成强化相CuAl2，能改善合金的焊接性能。(3)Mg和Si形成Mg2Si化合物，能弥散分布在铝基体中，显著提高合金的强度。§2、铝及铝合金的检验分析一、产品质量检验包括化学成分、尺寸公差、表面质量和内部质量。。序号分析及检验内容方法技术要求1化学成分化学分析法符合GB/T3190-1996直读光谱分析法符合GB/T3190-19962表面质量肉眼表面不允许有拉裂气泡及腐蚀斑点;允许存在深度不大于1.5的拉痕,成层缩孔,允许有经过铲凿修整过的且不大于2mm机械碰伤,表面不允许有主出基面的1mm的金属瘤,表面应清洁,无油污,及尘土,铸锭端面不允许有飞边和毛刺3低倍组织放大镜不允许存在裂纹,气孔;允许有两点夹渣，光亮允许不多于10处；羽毛状晶不大于试面总面积的30%，晶粒度不允许大于一级公称直径大于200mm不允许大于二级；疏松不超过二级裂纹、光亮晶、羽毛晶4高倍组织光学显微镜均质后铸棒内部显微组织材料的成分分析方法材料成分分析：常用的基本方法之一。主量元素：直接影响材料加工工艺、力学性能及构件的功能发挥。微量元素：也起关键作用。若在晶界、亚晶界或表面等处偏聚，对材料性能和零件失效产生重大影响。按分析取样范围分为；

①块样分析——常规化学分析、发射光谱分析等。

②局部及微区分析一－电子探针、离子探针。

③表面及界面分析——俄歇能谱术。二、块样成分分析块样成分分析：即平均化学成分的分析。常用于材料化学成分的常规检验，判断是否混料。（1）化学分析法：包括：重量分析法；滴定分析法，光度分析法、容量分析法等。许多元素分析都可按国家标准（GB）的方法进行。

①优点：分析结果较准确，用于仲裁分析；

②缺点：对未知元素分析盲目性大；对性质相似元素，难以分辨，如：稀土元素等；费时且工作量较大。快速分析仪器：如钢中五大元素C、Si、Mn、P、S等元素。钢的碳、硫自动分析仪HV-4B型微机数显碳硫自动分析仪HB-2H高速自动引燃炉无锡市高速分析仪器有限公司主要特点:

1.操作简便、速度快、精度高；

2.气体容量法定C；3.碘量法定S；

主要技术指标:

1.测定范围：

C：0.050%-6.000%;S：0.005%-0.300%

2.分析时间：70s

3.直读C、S质量分数钢的锰、磷、硅自动分析仪采用机外溶样，能快速、准确地测定生铸铁、球铁、碳钢及部分低合金钢中Mn、P、Si元素。1、测定范围：

Si:0.100%-5.00%；

Mn:0.100%-2.00%；

P:0.010%-0.600%

2、时间：2～3minHCA-3B型锰磷硅微机数显自动分析仪（2）光谱分析法（2）光谱分析法：1、分析原理：当各元素受激发后，发出或吸收光的波长不同，形成和原子结构相对应的明线光谱或吸收光谱，即特定元素的原子“标识谱线”。2、定性分析：将被测材料光谱线和已知元素标识光谱线对比分析，可确定所含有元素。3、定量分析：将被测材料光谱线和已知元素含量标准样品的谱线对比分析，可确定元素含量。光谱分析法：

①原子发射光谱、②原子吸收光谱、③X射线荧光光谱。1、原子光谱分析原理1、原子发射光谱分析原理：原理：由待测物质原子激发所发射的特征线状光谱的波长及强度来测定物质的元素组成和含量。该法发展和应用最早。发射光谱分析：三个过程：①使待测样在一定条件下蒸发和激发，②将激发产生的光辐射经色散，得按波长排列的光谱，③由光谱线位置和强度进行定性和定量分析。发射光谱分析：根据所用光源可分为：

1、直流电弧法；2、交流电弧法；3、电火花法；

4、电感耦合等离子体法（ICP）。火花直读光谱仪德国OBLFQSN750直读光谱仪1.光学系统：焦距750mm,

光栅刻线数2400条/毫米,

一级谱线色散率为0.55nm/mm。2.火花放电最高频率：1000赫兹3.分析时间：15秒/样。电感耦合等离子体发射光谱仪美国Perkin-Elmer（帕金埃尔默）公司产品1、稳定性：1小时RSD〈1%2、精密度：相对标准偏差≤0.5%

3、检出限：0.1~1ppm

4、波长范围：165-782nm

5、200nm分辨率：〈0.006nm）美国热电公司：全谱直读等离子体发射光谱仪型号：IRISIntrepid2.特点及应用范围

发射光谱分析法：广泛用于冶金、钢铁、地质、机械及其它各部门；金属元素分析；材料组成及微量杂质定性及半定量分析。特点：1、灵敏度高：可测几个PPm元素含量；2、定性分析最好方法：对低合金及微量元素分析，特别是稀土元素或同一族化学性质相近、很难分离的元素；3、准确度较高；4、操作简便，分析快速。摄谱法：十几分钟；光电直读：1～2min。化学分析：需几天。发射光谱分析法不足之处：1、它是一种相对的分析，需用一套标样对照，但标样不易配制，给定量分析造成一定的困难。2、一些非金属元素（S、Se、Te和卤素），因外层电子稳定、不易激发及有些谱线在真空紫外区，故灵敏度很低。3、对高含量元素测定准确度较差，需与X荧光分析配合。4、大型仪器价格昂贵，难以推广使用。三、局部及微区成分分析局部及微区成分分析：用于分析裂纹源区、夹杂物、第二相、析出物、元素偏聚和环境介质、腐蚀表面、残留物等成分，为失效原因分析提供依据。常用方法和仪器：

1.电子探针显微分析法（EPMA）；

2.离子探针分析法。（1）电子探针分析法（EPMA）（1）电子探针分析法（EPMA）：

1）原理：用高能聚焦电子束轰击样品，在样品表面有效深度内激发出不同波长和能量特征X射线，用波长色散或能量色散谱仪检测特征X射线波长或能量及其强度，就可确定被测微区内所含的元素及浓度。电子探针波谱仪（WDS）的优、缺点2）电子探针波谱、能谱分析的优、缺点：①波谱仪：1.分辨率高、信噪比好，对波长接近的元素谱线也能检测；2.可用于较轻元素的分析，分析范围：Be4～U92；3.分析样品的表面要求十分平整；4.X射线信号利用率低，经晶体衍射强度损失80％，需大束流。5.分析速度慢，对只能逐个分析每一元素；6.仪器操作麻烦，仪器昂贵。电子探针能谱仪（EDS）的优、缺点①能谱仪：1.能同时接受和检测所有不同能量X射线信号，能进行快速的元素定性和定量分析；2.X射线信号强度基本无损失，灵敏度比波谱仪高一个数量级；3.分析样品表面无特殊要求，适合于较粗糙表面；4.能量分辨率比波谱仪低二个数量级，谱线重叠严重，给定量分析带来困难；5.对低能部分的较轻元素定量分析困难，分析误差大；6.仪器检测信号的探头需保持低温状态下工作。电子探针分析法电子探针显微分析法：

1）分析区域：≥0.5μm，能分析1～2μm微区成分；

2）理论检测极限：≤0.1%；

3）属于无损分析，分析区域可重复分析；

4）分析方式：点分析、线分析、面分析三种方式。3）电子探针分析应用范围：

电子探针分析广泛用于①元素的偏聚，元素的扩散情况检测与分析；②合金中的相元素组成分析；③夹杂物成分鉴定；

④合金中析出物成分分析，腐蚀表面残留物的分析等；（2）离子探针分析法（2）离子探针分析法：二次离子质谱仪（SecondIonMassSpectroscopy---SIMS）1）原理：离子探针：利用电子光学方法，将惰性气体或氧离子加速并聚焦成高速离子束轰击样品表面，使之激发和溅射出二次离子（不同元素或化合物），被激发出二次离子具有不同的能量和质量；离子探针仪结构图经静电场偏转，同能量离子偏转半径相同而聚焦，但同能量离子不一定质量相同；再经扇形磁场第二次偏转，使能量和质量都相同的离子在同一处聚焦。检测不同元素（化合物）二次离子的荷质比e/m和强度进行元素定性和定量分析。离子探针仪1.可同时安装三个离子枪，推荐使用O离子枪和Ce离子枪；2.束能0.25kV到8kV；3.原子浓度探测精度高，达到ppb。日本产动态二次离子质谱系统(离子探针）法国CAMECA公司NANOSIMS-502）离子探针的特点离子探针：与电子探针类似，是以离子束代替电子束，以质谱仪代替X射线分析器。与EPMA相比，SISM有以下几个特点：

1.离子束穿透深度（几个原子层）比电子束浅，可对极薄层（＜5nm）进行成份分析。分析区域：1～2μm。

2.检测范围：H1～U92，特别是H元素，其它仪器不具备，可用于“氢脆断裂”的分析。

3.灵敏度高，探测痕量元素(极限1ppm，EPMA为～0.01%)。

4.属于“破坏性”的分析，不能重复分析。3）离子探针的应用领域3）离子探针的应用领域：离子探针在金属材料领域的应用主要在于：

1.成分偏析的分析；

2.夹杂物的分析；

3.表面氧化膜、腐蚀的分析；

4.尤其在“氢脆断裂”分析中，对钢中含氢量的分析；

5.由表面层离子贱射，可沿深度方向的成分深度剖析。四、表面及界面成分分析表面及界面的成分分析：分析表面及界面（晶界）的成分变化，并判断其对材料性能的影响和与材料失效间的关系。常用的仪器有：电子探针、离子探针及俄歇电子能谱仪等。（一）俄歇电子能谱分析：1）俄歇电子：在原子内层电子能级跃迁中，若释放出的能量并不以X射线形式发射，而把空位层内的另一个电子(或使空位层的外层电子)发射出去，这个被电离出来的电子称为俄歇电子。（二）俄歇电子（能谱分析）特点俄歇电子（能谱分析）特点：①能量具有特征值，约为50～1500eV，可用于元素分析；俄歇电子产生示意图②平均自由程很小，适用表面成分分析，深度：1～2nm

(几个原子层)；③微区分析：0.1～1μm，④产额随Z增大而减少：

特别适用轻元素分析（Be、O、N、C），范围：Be4～U92。⑤可作定性及定量分析。

各元素对铝合金性能的影响变形铝合金中的各种添加元素在冶金过程中相互之间会产生物理化学作用，从而改变材料的组织结构和相组成，得到不同性能、功能和用途的新材料，合金化对变形铝合金材料的冶金特性起重要的作用。1、铜是重要的合金元素，有一定的固溶强化效果，此外时效析出的CuAl2相有着明显的时效强化效果。铝合金中铜含量通常在2.5%～5%，铜含量在4%～6.8%时强化效果最好，所以大部分硬铝合金的含铜量处于这个范围。2、镁元素，在铝中的溶解度随温度下降而迅速减小，在大部分工业用变形铝合金中，镁的含量均小于6%，而硅含量也低，这类合金是不能热处理强化的，但可焊性良好，抗蚀性也好，并有中等强度。如5XXX高镁合金。

镁对铝的强化是明显的，每增加1%镁，抗拉强度大约升高34MPa。如果加入1%以下的锰，可起补充强化作用。因此加锰后可降低镁含量，同时可降低热裂倾向，另外，锰还可以使Mg5Al5化合物均匀沉淀，改善抗蚀性和焊接性能。3、锌，单独加入铝中，在变形条件下对合金强度的提高十分有限，同时存在应力腐蚀开裂倾向，因而限制了它的应用。在铝中同时加入锌和镁，形成强化相MgZn2，对合金产生明显的强化作用。MgZn2含量从0.5%提高到12%时，可明显增加抗拉强度和屈服强度。镁的含量超过形成MgZn2相所需要的量时，还会产生补充强化作用。由于调整锌和镁的比例，可提高抗拉强度和增大应力腐蚀开裂抗力，所以在超硬铝合金中，锌和镁的比例控制在2.7左右时，应力腐蚀开裂抗力最大。如在Al-Zn-Mg基础上加入铜元素，形成Al-Zn-Mg-Cu合金，其强化效果在所有铝合金中最大，它们也是航天、航空工业、电力工业上的重要的铝合金材料。4、硅元素，共晶温度577℃时，硅在固溶体中的最大溶解度为1.65%。尽管溶解度随温度降低而减少，但这类合金一般是不能热处理强化的。铝硅合金具有极好的铸造性能和抗蚀性 若镁和硅同时加入铝中形成铝镁硅系合金，强化相为Mg2Si。镁和硅的质量比为1.73:1。设计A1-Mg-Si系合金成分时，基本上按此比例配置镁和硅的含量。有的A1-Mg-Si合金，为了提高强度，加入适量的铜，同时，加入适量的铬以抵消铜对抗蚀性的不利影响。

5、钛是铝合金中常用的添加元素，以Al-Ti或Al-Ti-B中间合金形式加入。钛与铝形成TiAl3相，成为结晶时的非自发核心，起细化铸造组织和焊缝组织的作用。6、钠在铝中几乎不溶解，最大固溶度小于0.0025%，熔点低（97.8℃）。合金中存在钠时，在凝固过程中，钠吸附在枝晶表面或晶界；热加工时，晶界上的钠形成液态吸附层，产生脆性开裂，即“钠脆”。当有硅存在时，形成NaAlSi化合物，无游离钠存在，不产生“钠脆”。当镁含量超过2%时，镁夺取硅，析出游离钠，产生“钠脆”。因此高镁铝合金不允许使用钠盐熔剂。防止“钠脆”的方法有氯化法，使钠形成NaCl排入渣中，加铋使之生成Na2Bi进入金属基体；加锑生成Na3Sb或加入稀土亦可起到相同的作用。德国OBLFQSN750直读光谱仪1.光学系统：焦距750mm,

光栅刻线数2400条/毫米,

一级谱线色散率为0.55nm/mm。2.火花放电最高频率：1000赫兹3.分析时间：15秒/样。§3、直读光谱仪光电直读光谱仪主要是用于铁基、铜基、铝基材料的分析。对测试样品的要求:块状,导电一、国内外光电直读光谱仪的发展光谱起源于17世纪，1666年物理学家牛顿第一次进行了光的色散实验。他在暗室中引入一束太阳光，让它通过棱镜，在棱镜后面的自屏上，看到了红、橙、黄、绿、兰、靛、紫七种颜色的光分散在不同位置上——即形成一道彩虹。这种现象叫作光谱．这个实验就是光谱的起源，自牛顿以后，一直没有引起人们的注意。到1802年英国化学家沃拉斯顿发现太阳光谱不是一道完美无缺的彩虹，而是被一些黑线所割裂。1814年德国光学仪器专家通过研究太阳光谱中的黑斑的相对位置时．把那些主要黑线绘出光谱图。1826年泰尔博特研究钠盐、钾盐在酒精灯上光谱时指出，发射光谱是化学分析的基础、钾盐的红色光谱和钠盐的黄色光谱都是这个元素的特性。科学家为了研究金属的光谱自己设计和制造了一种完善的分光装置，这个装置就是世界上第一台实用的光谱仪器，研究火焰、电火花中各种金属的谱线，从而建立了光谱分析的初步基础。最早的光源是火焰激发光谱；后来又发展应用简单的电弧和电火花为激发光源，在上世纪的三十、四十年代改进采用控制的电弧和电火花为激发光源，提高了光谱分析的稳定性。工业生产的发晨，光谱学的进步，促使光学仪器进一步得到改善，而后者又反作用于前者，促进了光谱学的发展和工业生产的发展。六十年代光电直读光谱仪，随着计算机技术的发展开始迅速发展。由于计算机技术的发展，电子技术的发展，电子计算机的小型化及微处理机的出现和普及，成本降低等原因、于上世纪的七十年代光谱仪器几乎100％地采用计算机控制，这不仅提高了分析精度和速度，而且对分析结果的数据处理和分析过程实现自动化控制。二、直读光谱仪的基本原理原子发射光谱分析所采用的原理是用电弧（或火花）的高温使样品中各元素从固态直接气化并被激发而发射出各元素的特征波长，用光栅分光后，成为按波长排列的“光谱”，这些元素的特征光谱线通过出射狭缝，射入各自的光电倍增管，光信号变成电信号，经仪器的控制测量系统将电信号积分并进行模/数转换，然后由计算机处理，并打印出各元素的百分含量。特点炉中取的样品只要打磨掉表面氧化皮，固体样品即可放在样品台上激发，免去了化学分析钻取试样的麻烦。对于铝及铜、锌等有色金属样品而言，可用小车床车去表面氧化皮即可。从样品激发到计算机报出元素分析含量只需20-30秒钟，速度非常快，有利于缩短冶炼时间，降低成本。特别是对那些容易烧损的元素，更便于控制其最后的成份。样品中所有要分析的元素（几个甚至十几个）可以一次同时分析出来，对于牌号复杂的产品，要求分析元素愈多愈合算，经济效益好。分析精度非常高，可以有效控制产品的化学成份，保证它能符合国家标准的规格，甚至可将合金成份控制到规格的中下限，以节省中间合金或铁合金的消耗。分析数据可以从计算机打印出来或存入软盘中，作为永久性记录。设计特点：光学室具有防震装置，并有恒温装置。光室温度为35℃±0.2℃，全部器件都密封在真空室内，以保证其长期稳定性。即使在较差的作业环境中，仪器也能正常工作。所有通道长期稳定性的结果表明了八小时之内有300个测量值（每十个取一平均值），则30个平均值中最高最低之值不超过原强度比值的2%。1000型采用焦距为500mm的凹面光栅，750型采用焦距为750mm的凹面光栅根据分析样品选样光栅刻线，保证有足够的分辨率以满足复杂合金钢的分析。由于光谱仪处于日夜不停的工作状态，采用微机控制真空泵，既保证了足够的真空度亦保护了真空泵，处于冷状态延长寿命，减少油蒸气。提高分析灵敏度及精确度方面，在光路上采用直射式提高光强，并采用脉冲放电激发光源，放电频率可达1000赫兹及单火花技术，可大大提高信噪比及激发的稳定性，从而有非常良好的分析精度。性能良好的光谱仪软件，使仪器全部自动化并可进行背景校正、干扰元素校正、基体校正等，旨在保证分析的正确度。

在日常生活中，可以见到各种不同的，如红、黄、兰、白色光。太阳光经三棱镜后，会产生红、橙、黄、绿、青、兰，紫排列的色带，还有人们肉眼所看不见的光如紫外线，红外线，γ射线等。从光谱分析的观点重要的谱线波长是在100—12000*10-1nm之间，这个区间又分为几个光谱范围。从广义讲，各种电磁辐射都属于光谱，一般按其波长可分为：γ射线0.00005—0.14nmx射线0.01—10nm微波波谱0.3mm—lmm而光谱区可分为：真空紫外区10—200nm近紫外区200～380nm可见光谱区380—780nm近红外光谱780nm一3μm远红外光谱3—300μm

注：1米(m)=103毫米(mm)=106微米(μm)光电直读光谱分析应用的元素波长，大部分在真空紫外区和近紫外区最多。我们通常所讲到光谱仅指光学光谱而言，从物质(固、液、气)加热或用光或用电激发射光谱时得到三种类型的光谱。线光谱是由气体状态下的原子或离子经激发而得到的，通常呈现分立的线状所以称线光线，就其产生方式而言又可分为发射光谱(明线)和吸收光谱(暗线)两种，因此光谱分析又分为发射光谱分析和原子吸收光谱分析。如果是原子激发产生的光谱，称原子光谱，如果离子激发所产生的光谱称离子光谱。带状光谱是原子结合成分子中发出的或两个以上原子的集团发出的，通常呈带状分布，是分子光谱产生，如在光谱分析中采用炭电极，在高温时，炭与空气中氮化合生成氰带(CN)分子，当氰分子在电弧中激发时产生的光谱，称氰带。连续光谱是从白热的固体中发出的，是特定的状态下原子分子中发出来的，所以连续光谱是无限数的线光谱或带光谱集合体。

我们通常讲的光谱分析，一般是指“原子发射光谱分析”，光电光谱分析中元素波长都是元素的原子光谱和离子光谱。现在光电光谱仪主要分为两大类。非真空型的光电光谱仪的工作波长范围在近紫外区和可见光区。真空光电光谱仪工作波长扩展到远真空紫外120．0nm，因而利用这个波段中氮、碳、磷、硫等谱线的灵敏度来分析钢中的重要元素。1、激发系统：任务是通过各种方式使固态样品充分原子化，并放出各元素的发射光谱光。2、光学系统：对激发系统产生出的复杂光信号进行处理（整理、分离、筛选、捕捉）。3、测控系统：测量代表各元素的特征谱线强度，通过各种手段，将谱线的光强信号转化为电脑能够识别的数字电信号。控制整个仪器正常运作4、计算机中的软件数据处理系统：对电脑接收到的各通道的光强数据，进行各种算法运算，得到稳定，准确的样品含量。1.原子光谱的理论基础(1)原子的激发激发能：指气态原子或离子，由基态最低能级过渡到激发态所需的能量。原子的激发：处于能量最低状态（基态）的原子，当它获得一定的能量后，从基态过渡到某一较高能态（激发态），这一过程就叫激发。原子激发的几种形式利用高速运动的粒子如电子、离子、分子和其它原子等与原子相互碰撞，使这些离子的动能转化为原子的激发能。利用已被激发的原子或分子与原子的相互碰撞，使它们的激发能转化为被碰撞原子的激发能。利用吸收特征辐射能使原子获得激发能量。利用化学反应所产生的能量转化为原子的激发能。(2)激发光源

激发光源是光电直读光谱仪系统中重要的组成部分，它担负着包括物质的蒸发，解离和原子化以及激发等几个主要过程，实际上衡量分析方法好坏的几个主要技术指标，如光谱分析的检出限、精密度和准确度等，在很大程度上取决于激发光源。