铝及铝合金分类、牌号及用途

铝及铝合金在工业上是仅次于钢的一种重要金属，也是应用最广泛的一种有色金属。

一、纯铝

导电性导热性好，仅次于金银铜。

在大气中具有良好的耐蚀性。

强度、硬度很低，塑性韧性高。

加工性能十分优良，可通过铸造、压力加工、机械加工成形。

无低温脆性，无磁性。

纯铝因强度低，一般不作结构材料使用，只适宜制作电线、电缆及对强度要求不高的用品和器皿。

若Al>99%时为纯铝，工业纯铝通常含有Fe、Si、Cu、Zn等杂质。

二、铝合金

铝中加入适量的Si、Cu、Zn、Mg、Mn等合金元素，形成二元或者多元铝合金，提高铝的力学性能（强度、塑性和韧性）。

2.1 铝合金命名体系

第1位数值代表牌号；

第2位为字母，A代表原始合金，B~Y表示原始合金的改型合金；

第3、第4位数值标识不同型号合金以及铝的纯度。

比如，1A70——Al含量不低于99.70%的原始纯铝。

2.2铝合金的分类

二元铝合金一般形成固态下局部互溶的共晶相图,D、F是铝的一个饱和固溶曲线。按合金成分的范围分为，

铝合金由于比强度高，用它代替某些钢铁材料，可减轻机械产品的质量，因此，铝合金在机械、电子、化工、仪表、航空航天等部门得到广泛应用。

铝合金分为，变形铝合金和铸造铝合金两大类。

3、变形铝合金

变形铝合金分为防锈铝合金，硬铝合金，超硬铝合金，锻铝合金。

3.1 防锈铝合金

3.1.1 合金系和合金元素的作用。Al-Mn系合金（3×××）、铝镁系合金（5×××）；Mn提高抗蚀能力，并起固溶强化作用；Mg固溶强化，同时降低密度。

3.1.2 强化方法和性能特点。属于不可热处理（时效）的铝合金，只能通过冷变形强化；耐蚀性好，可以在大气、海水等介质中工作，且焊接性良好，具有很高的塑性和中等强度。

3.1.3 典型牌号以及用途。3A21，我国铝锰系独苗，常用来制作耐腐蚀的冲压件，如管道、油箱、容器以及易拉罐等；5A05，铝镁系，密度低，常用来制作耐腐蚀的薄板容器以及受力较小的结构件，如油箱、铆钉、管道、食品机械零件等。

3.2 硬铝合金

3.2.1 合金系和合金元素的作用。Al-Cu系合金（2×××）；除Cu外，含有Mg或Mn；Mn主要提高抗蚀性，并起固溶强化作用；少量Ti、B细化晶粒，提高合金强度。

3.2.2 强化方法和性能特点。可热处理强化和冷变形强化；是强度最高的变形铝合金系列，时效后强度可以达到600MPa；耐蚀性差，通常在包铝状态下使用；耐热性差，工作温度超过120℃会软化，强度下降。

3.2.3 典型牌号以及用途。根据成分特点，分为低合金硬铝，标准硬铝，高合金硬铝。

3.2.3.1 低合金硬铝 2A01。塑性好，强度低，用于制作铆钉，常称作铆钉硬铝。

3.2.3.2 标准硬铝 2A11。塑性中等，强度中等，用于制作轧材、锻材、冲压件、螺旋桨叶片及大型铆钉等重要零件。

3.2.3.3 高合金硬铝 2A12。塑性加工性差，强度硬度高，用于制作航空模锻件和重要的销、轴等零件。

3.3 超硬铝合金

3.3.1 合金系和合金元素的作用。Al-Zn-MgCu系合金（7×××）；Al、Zn、Mg、Cu形成固溶体和多种复杂的第二相。

3.3.2 强化方法和性能特点。可热处理强化和冷变形强化；强度硬度高，耐热性好，塑性韧性耐蚀性差。时效后强度可以达到420MPa，比强度接近高强度钢。

3.3.3 典型牌号以及用途。7A04，7A09。用于工作温度较低受力较大的结构件，如飞机蒙皮、起落架、壁板、大梁等。

3.4 锻铝合金

3.4.1 合金系和合金元素的作用。Al-Cu-MgSi系合金（2×××），Al-Mg-Si系合金（6×××）；合金化元素种类多，成分复杂。

3.4.2 强化方法和性能特点。可热处理强化和冷变形强化，时效后使用；热塑性好，可锻压加工成形状复杂的零件。

3.4.3 典型牌号以及用途。2A14，2A50，6A02。用于制造具有中等强度、高塑性、耐热性好的锻件、模锻件，如各种叶轮、导风轮、接头、门窗框架等。

3.5 其他锻铝合金

用于制作焊条、焊棒的4A01铝硅合金；

用于制作带材包覆板的4A13、4A17铝硅合金；

用于制造飞机防弹板的5A41铝镁合金；

4、铸造铝合金

4.1 分类、代号及牌号

4.1.1 分类。用来制作铸件的铝合金称为铸造铝合金，分为铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、铝锌合金。为了使合金具有良好的铸造性能和足够的强度，合金中要有适量的低熔点共晶组织。因此，它的合金元素含量比变形铝合金要多一些，其合金元素的总质量分数可以达到8%~25%。

4.1.2 代号。

ZL（铸铝）+’三位阿拉伯数字’；

第一位数字表示合金系列，1——Al-Si系合金，2——Al-Cu系合金，

3——Al-Mg系合金，1——Al-Zn系合金；

第二位第三位表示合金的序号；

优质合金在代号后加“A”。

例如，ZL101表示铝硅系01号铸造铝合金。ZL204A表示优质铝铜系04号铸造铝合金。

4.1.3 牌号。

Z+基体金属的化学元素符号+合金元素符号+数字；

合金元素符号后的数字是以百分数表示的该元素的质量分数。

例如，ZAlSi12表示含Si元素12%的铸造铝合金。

4.2 铸造铝硅合金

铸造铝硅合金又称铝硅明。由于具有良好的力学性能、耐蚀性和铸造性能，是应用最为广泛的铸造铝合金。分为简单铝硅明和特殊铝硅明。

4.2.1 简单铝硅明。

成分及牌号，ZALSI12（ZL102）,Si=10-13%；

显微组织为共晶体组织；

塑性强度较差，需变质处理；

铸造性能、焊接性能良好，较好的抗蚀性和耐热性；

不能时效强化，强度较低，经变质处理后，抗拉强度不超过180MPa。

常见用途：制造形状复杂但强度不高的铸件，如仪表、水泵壳体等。

4.2.2 特殊铝硅明。

特征，降低Si含量，加入Cu、Mg等元素；

可以时效强化；

典型合金及用途：ZALSi7Mg(ZL101)，ZALSi7Cu4(ZL107)，ZALSi5Cu6Mg(ZL110)，制造形状复杂的铸件，如电动机壳体、汽缸体等。

4.3 铸造铝铜合金

合金牌号：有7个牌号，ZALCu5Mn(ZL201)，ZAlCu5MnCdA(ZL204A);

性能特征：强度高，耐热性好；铸造性能差，有热裂和疏松倾向；耐蚀性较差。

常见用途：可制作300℃以下工作的零件，常用于铸造内燃机汽缸头、活塞、排气管等零件。

4.4 铸造铝镁合金

合金牌号：有3个牌号，ZALMg10(ZL301)，ZAlMg5Si(ZL303)，ZAlMg8Zn1(ZL305);

性能特征：密度小；耐蚀性好；强度高；铸造性能不好，耐热性低。

常见用途：可制作承受冲击载荷、在腐蚀性介质中工作的、外形不太复杂的零件，如舰船配件、氨用泵体。

4.5 铸造铝锌合金

合金牌号：有2个牌号，ZALZn11Si7(ZL401)，ZAlZn6Mgi(ZL402);

性能特征：价格便宜；铸造性能优良；经变质处理和时效处理后强度高；耐蚀性差，热裂倾向大。

常见用途：可制作汽车、拖拉机、发动机零件、形状复杂的仪器零件和医疗器械等。

*铝和铝合金的状态：
代号F××为：自由加工状态
O××为：退火状态
H××为：加工硬化状态
W××为：固熔热处理状态
T××为：热处理状态（不同于F、O、H状态）
*H××的细分状态：
H后面的第一位数字表示：获得该状态的基本处理程序，如下所示。
H1：单纯加工硬化状态
H2：加工硬化及不完全退火的状态
H3：加工硬化及稳定化处理的状态
H4：加工硬化及涂漆处理的状态
H后面的第二位数字：表示产品的加工硬化程度。如：0～9代表加工硬化程度越来越硬。
*铝合金板带材的轧制：
按轧制温度可分为热轧、温轧（中温轧制）和冷轧
按轧机排列方式可分为单机架轧制、半连续轧制和连续轧制。

*铝卷的厚度分类：
厚度大于80mm称为特厚板
厚度为4～80mm称为厚板
厚度为0.2～4.0mm称为薄板
厚度为小于0.2mm的称为铝箔
*铝卷长度的计算方式：
重量1000kg÷铝密度（2.71）÷宽度÷厚度=铝卷的每吨长度
*铝卷异形规格的起订量：
每炉铝为6～8吨，铝卷起订量为6～8吨之间
*彩涂铝卷板质量好坏的鉴别：
表面压痕、印痕、凹凸等残迹：不明显
漏涂、穿透涂层的损伤等：不允许
波纹：不允许 鼓泡(≤10mm)：不允许
疵点(≤3mm)：≤3mm个/m2
划伤：不允许
擦伤：不允许
色差：不明显
*铝塑板质量好坏的鉴别：
1.铝皮厚度：如面铝厚0.5㎜，实际测量应该为，铝厚0.5㎜+氟碳油漆0.025㎜=0.525㎜（面铝总厚），底铝厚0.5㎜。
2.氟碳油漆（PVDF）：至少为双涂，70%以上氟碳含量，表面刮掉一层油漆还有一层底漆。用膜厚仪测，>0.025㎜。用丁酮擦试200次不露底。
3.纳米防尘油漆（NANO PVDF）：至少为双涂，膜厚>0.025㎜，用记号笔写字，完全能擦干净。
4.聚酯油漆（PE）：用膜厚仪测>0.016㎜，用丁酮擦拭100次不露底。
5.高分子粘结膜：美国PUPONP原料，撕开铝皮，会发现，铝皮上与塑料上均匀分布着白色绒毛状高分子，并且拉力>7N/㎜。
6.软塑料：半透明状，开槽刨出塑料屑，更有透明状，划断一面铝皮，折铝塑板，铝皮会断，但塑料不会断，并可来回折无数次。
7.保护膜：双层复合膜，0.09㎜厚，撕下保护膜，手感平稳。