17系铝合金典型用途.docx
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17系铝合金典型用途
1-7系铝合金典型用途
一.1000系列代表1050106010701000系列铝板又被称为纯铝板，在所有系列中1000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。
1000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。
二2000系列铝板代表2A16（LY16）2A06（LY6）2000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。
2000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2000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，2000系列的铝板生产技术将进一步提高。
三3000系列铝板代表300330033A21为主。
又可以称为防锈铝板我国3000系列铝板生产工艺较为优秀。
3000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1000系列，是一款较为常用的合金系列。
四4000系列铝板代表为4A014000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
五5000系列代表5052.5005.5083.5A05系列。
5000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5000系列铝板属于较为成熟的铝板系列之一。
六6000系列代表6061主要含有镁和硅两种元素，故集中了4000系列和5000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。
七7000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）
合金典型用途
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
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摄氏度。
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摄氏度的结构铆钉
2A02工作温度200~300摄氏度的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片
2A06工作温度150~250摄氏度的飞机结构及工作温度125~250摄氏度的航空器结构铆钉
2A10强度比2A01合金的高，用于制造工作温度小于等于100摄氏度的航空器结构铆钉
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摄氏度的航天航空器零件，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摄氏底的航空器零件
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
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
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
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
T9：
溶體化處理後人工時效處理，最後施以冷加工，最後冷加工的目的在增加強度。
铝中合金元素和杂质对性能的影响
1合金元素影响
铜元素
铝铜合金富铝部分平衡相图如图所示。
548时，铜在铝中的最大溶解度为5.65%,温度降到302时，铜的溶解度为0.45%。
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范围。
铝铜合金中可以含有较少的硅、镁、锰、铬、锌、铁等元素。
硅元素
Al—Si合金系平衡相图富铝部分如图所示。
在共晶温度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，介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MgSi。
镁和硅的质量比为1.73:
1。
设计Al-Mg-Si系合金成分时，基体上按此比例配置镁和硅的含量。
有的Al-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。
Al-Mg2Si合金系合金平衡相图富铝部分如图所示。
Mg2Si在铝中的最大溶解度为1.85%，且随温度的降低而减速小。
变形铝合金中，硅单独加入铝中只限于焊接材料，硅加入铝中亦有一定的强化作用。
镁元素
Al-Mg合金系平衡相图富铝部分如图所示。
尽管溶解度曲线表明，镁在铝中的溶解度随温度下降而大大地变小，但是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，但是可焊性良好，抗蚀性也好，并有中等强度。
镁对铝的强化是明显的，每增加1%镁，抗拉强度大约升高瞻远34MPa。
如果加入1%以下的锰，可能补充强化作用。
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Mg5Al8化合物均匀沉淀，改善抗蚀性和焊接性能。
锰元素
Al-Mn合金系平平衡相图部分如图所示。
在共晶温度658时，锰在固溶体中的最大溶解度为1.82%。
合金强度随溶解度增加不断增加，锰含量为0.8%时，延伸率达最大值。
Al-Mn合金是非时效硬化合金，即不可热处理强化。
锰能阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，并能显著细化再结晶晶粒。
再结晶晶粒的细化主要是通过
MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用。
MnAl6的另一作用是能溶解杂质铁，形成（Fe、Mn）Al6，减小铁的有害影响。
锰是铝合金的重要元素，可以单独加入形成Al-Mn二元合金，更多的是和其它合金元素一同加入，因此大多铝合金中均含有锰。
锌元素
Al-Zn合金系平衡相图富铝部分如图所示。
275时锌在铝中的溶解度为31.6%，而在125时其溶解度则下降到5.6%。
锌单独加入铝中，在变形条件下对铝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Mg/Zn2，对合金产生明显的强化作用。
Mg/Zn2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Mg/Zn2相所需超硬铝合金中，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系合金，基强化效果在所有铝合金中最大，也是航天、航空工业、电力工业上的重要的铝合金材料。
2．微量元素的影响
铁和硅
铁在Al-Cu-Mg-Ni-Fe系锻铝合金中，硅在Al-Mg-Si系锻铝中和在Al-Si系焊条及铝硅铸造合金中，均作为合金元素加的，在基它铝合金中，硅和铁是常见的杂质元素，对合金性能有明显的影响。
它们主要以FeCl3和游离硅存在。
在硅大于铁时，形成β-FeSiAl3（或Fe2Si2Al9）相，而铁大于硅时，形成α-Fe2SiAl8（或Fe3Si2Al12）。
当铁和硅比例不当时，会引起铸件产生裂纹，铸铝中铁含量过高时会使铸件产生脆性。
钛和硼
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TiAl2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。
Al-Ti系合金产生包反应时，钛的临界含量约为0.15%，如果有硼存在则减速小到0.01%。
铬
铬在Al-Mg-Si系、Al-Mg-Zn系、Al-Mg系合金中常见的添加元素。
600℃时，铬在铝中溶解度为0.8%，室温时基本上不溶解。
铬在铝中形成（CrFe）Al7和（CrMn）Al12等金属间化合物，阻碍再结晶的形核和长大过程，对合金有一定的强化作用，还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。
但会场增加淬火敏感性，使阳极氧化膜呈黄色。
铬在铝合金中的添加量一般不超过0.35%，并随合金中过渡元素的增加而降低。
锶
锶是表面活性元素，在结晶学上锶能改变金属间化合物相的行为。
因此用锶元素进行变质处理能改善合金的塑性加工性和最终产品质量。
由于锶的变质有效时间长、效果和再现性好等优点，近年来在Al-Si铸造合金中取代了钠的使用。
对挤压用铝合金中加入0.015%~0.03%锶，使铸锭中β-AlFeSi相变成汉字形α-AlFeSi相，减少了铸锭均匀化时间60%~70%，提高材料力学性能和塑性加工性；改善制品表面粗糙度。
对于高硅（10%~13%）变形铝合金中加入0.02%~0.07%锶元素，可使初晶减少至最低限度，力学性能也显著提高，抗拉强度бb由233MPa提高到236MPa，屈服强度б0.2由204MPa提高到210MPa，延伸率б5由9%增至12%。
在过共晶Al-Si合金中加入锶，能减小初晶硅粒子尺寸，改善塑性加工性能，可顺利地热轧和冷轧。
锆元素
锆也是铝合金的常用添加剂。
一般在铝合金中加入量为0.1%~0.3%，锆和铝形成ZrAl3化合物，可阻碍再结晶过程，细化再结晶晶粒。
锆亦能细化铸造组织，但比钛的效果小。
有锆存在时，会降低钛和硼细化晶粒的效果。
在Al-Zn-Mg-Cu系合金中，由于锆对淬火敏感性的影响比铬和锰的小，因此宜用锆来代替铬和锰细化再结晶组织。
杂质元素
稀土元素加入铝合金中，使铝合金熔铸时增加成分过冷，细化晶粒，减少二次晶间距，减少合金中的气体和夹杂，并使夹杂相趋于球化。
还可降低熔体表面张力，增加流动性，有利于浇注成锭，对工艺性能有着明显的影响。
各种稀土加入量约为0.1%at%为好。
混合稀土（La-Ce-Pr-Nd等混合）的添加，使Al-0.65%Mg-0.61%Si合金时效G•区形成的临界温度降低。
含镁的铝合金，能激发稀土元素的变质作用。
杂质元素的影响
钒在铝合金中形成VAl11难熔化合物，在熔铸过程中起细化晶粒作用，但比钛和锆的作用小。
钒也有细化再结晶组织、提高再结晶温度的作用。
钙在铝合金中固溶度极低，与铝形成CaAl4化合物，钙又是铝合金的超塑性元素，大约5%钙和5%锰的铝合金具有超塑性。
钙和硅形成CaSi，不溶于铝，由于减小了硅的固溶量，可稍微提高工业纯铝的导电性能。
钙能改善铝合金切削性能。
CaSi2不能使铝合金热处理强化。
微量钙有利于去除铝液中的氢。
铅、锡、铋元素是低熔点金属，它们在铝中固溶度不大，略降低合金强度，但能改善切削性能。
铋在凝固过程中膨胀，对补缩有利。
高镁合金中加入铋可防止钠脆。
锑主要用作铸造铝合金中的变质剂，变形铝合金很少使用。
仅在Al-Mg变形铝合金中代替铋防止钠脆。
锑元素加入某些Al-Zn-Mg-Cu系合金中，改善热压与冷压工艺性能。
铍在变形铝合金中可改善氧化膜的结构，减少熔铸时的烧损和夹杂。
铍是有毒元素，能使人产生过敏性中毒。
因此，接触食品和饮料的铝合金中不能含有铍。
焊接材料中的铍含量通常控制在8µg/ml以下。
用作焊接基体的铝合金也应控制铍的含量。
钠在铝中几乎不溶解，最大固溶度小于0.0025%，钠的熔点低（97.8℃）,合金中存在钠时，在凝固过程中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，产生脆性开裂时，形成NaAlSi化合物，无游离钠存在，不产生“钠脆”。
当镁含量超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。
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