铝的特性、合金牌号

一．铝的基本特性

  1．铝是地壳中分布最广，储量最多的金属元素之一， 约占地壳总量的8.20%，仅次于氧                                

和硅，比Fe、Mg、Ti的总和（7.80%）还多，化学符号Al在化学周期表中属ⅢA族，  

原子量27，常见化合价+3价。

2．英国人H·达维于1807年用电化学方法最早发现Al元素，1825年丹麦化学家奥斯忒用电化学方法获得铝单质，第一根铝棒的展出在1855年法国的巴黎，因为当时冶炼技术相当复杂，此时的铝棒的价格是黄金的10倍。

3．铝的基本特性：

a . 密度小，即重量轻   密度2.7，约占铁的（7.8）的35%，铜（8.9）的30%，广泛用于航空航天。

b. 良好的耐蚀性，耐侯性   在大气中极易开成一层硬目致密的表面薄膜，具有良好抗蚀性能的。

c. 良好的塑性和加工性能   挤压锻造和铸造就是利用其良好的塑性和加工性能。

d. 导热、导电性能良好   铝导热、导电性能仅次于金、银、和铜，是铁的3倍，是铜的55%，而相同重量的铝导                        

热是铁的12倍，是铜的2倍。

e. 耐低温   铝的强度及塑性随温度下降而升高，即使在超低温下，也不会出现类似其他金属的低温 

脆性。

f. 对光、电、热的反射率高   高纯铝经电解抛光后对光的反射率可达94%，比银（92%）的反射率还高。

g. 表面处理性能良好   经过阳级电解后，在表面形成一层透明的蜂窝状氧化膜，可着各种金属颜色；另外涂 

装、电泳等表面处理效果良好。

h. 无磁性

       广泛用于航海、航天等须抗磁干扰的器具零件或仪表上。

i. 良好的化学性能

      铝金属因其优秀的化学性能，所以冶炼便利，社会效益高，是21世纪最好的环保材料之一，现在全世界铝用量逐年递增。

j. 基本无毒性

      与As（砷）、Pb（铅）、Sb（锑）、In（铟）在合金状态有毒性，当有效控制所列金属元素至规定范围、毒性极弱，所以铝薄制品广泛用于食品包装及餐具制品上。

k. 良好吸音性

       因为其具备良好的吸音效果，广泛用在高档幕墙等装饰材料上。

l.  耐酸性好

       和强酸极易产生表面钝化现象，几乎可以完全停止与酸的进一步反应。

m. 抗核辐射性

       广泛用于核反应堆中，作工艺管，元件包壳材料，铀浓缩分离筒，机械手等。

n. 弹性系数小

       具有耐冲击性能，可用作车辆的缓冲体和装甲车的甲板等。

o. 良好的力学性能

       A．δb范围50~800Mpa，δ0.2范围10~700 Mpa，δ延伸率2~50%；

       B．广泛用于航天、航空、日常用品、交通工具、消防云梯、球拍等受力构件上。

p. 优良的铸造性能

       熔点660℃，适合制造精密铸件及日常用品，废料易回收再利用。

4．在纯铝状态下，以上的优良的特性是不能完全体现的，当添加少量合金元素，使之符合其合金化原理，铝合金才可以充分显现以上的优异特性。铝的加工过程，准确的讲应叫铝合金加工过程，即使是997（高纯铝），也含0.3%的杂质元素，且这0.3%的合金元素在加工过程中对合金特性有非常重要的影响。

二．铝合金基本特性

 1. 铝合金分类

铝合金

2．变形铝合金的牌号 

 a. 变形铝合金的ISO牌号有两种：一种是以化学元素符号为基础的；另一种是四位数字表示法，它是由美国铝业协会（AA）最早提出，且经ISO注册委员会的注册认可。

b. 元素符号牌号表示法是以合金组元为基础，例：AlMg4、AlMg4.5Mn0.3、AlMg4.5Mn0.7等为元素符号牌号表示法。

  c. 四位数字标注法是以主要添加元素的控制来分类的，第一位数字是代表添加某一种主要元素，就把铝合金归于某一个合金系，目前四位数字标注法一般分作九个合金系：

1 XXX        Al 99.0%以上的纯铝

                  2 XXX        Al-Cu和Al-Cu-Mg系合金

                  3 XXX        Al-Mn和Al-Mn-Mg系合金

                  4 XXX        Al-Si系合金

                  5 XXX        Al-Mg和Al-Mg-Mn合金

                  6 XXX        Al-Mg-Si系合金

                  7 XXX        Al-Zn-Mg和Al-Zn-Mg-Cu系合金

                  8 XXX        Al-Sn系合金

                  9 XXX        尚未使用的合金系列

6N01属JIS日本变形铝合金的一个类别，属6XXX系合金

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 d. 四位数字表示法的第二位数字表示合金代次或对原型合金的某种修改，如2024中的“0”为原型合金，而2124中的“1”则表示成份有变动的第二代合金， 第三、四位数字仅用来表示同一系列中不同次第的流水编号（纯铝、1XXX系的例外）。

三．铝合金的主要元素对各种铝合金性能的影响

 1000系列——含铝量99%以上的纯铝，主要用在电气或化学领域，本系列铝材具有极好的耐腐蚀性、导热、导电系数高，机械性能低，具有极好的可塑性。

 2000系列——铜是本系列的主要合金元素，本系列合金需进行固溶热处理以获得最佳性能，热处理状态的力学性能类似于软钢，也可以人工时效进一步提高其力学性能，即提高材料的屈服强度，但伸长率会降低，此系列合金耐腐蚀性较差，所以此系列合金往往需包覆一层高纯铝，大大提高耐腐蚀性能。

3000系列——锰是本系列中主要金属元素，一般属于不可热处理合金，因锰的添加受（1.5%以下）锰系合金具良好可塑性及中等强度。

  4000系列——硅是本系列中主要合金元素，加入足量硅，能降低熔点而不会使最终合金产生脆性，Al-Si合金主要用作焊条，本系列合金大多不可热处理强化，但焊熔时，含吸收被焊件的部分合金，应按限定量进行热处理，阳极氧化时含大量硅的合金量变成深灰色。

 5000系列——合金里镁是最广泛的添加合金，镁作为主要添加合金时，可以得到中等强度或高等强度的不可热处理合金，作为硬化剂，镁比锰更有效，0.8%的镁相当于1.25%的锰，本系列合金具有良好的焊接性和耐海洋大气的腐蚀性，为了保证耐腐蚀性，应对冷加工温度和冷加工量控制在一定的范围内。

 6000系列——本系列合金含有与形成硅化镁（Mg2：Si）比例近似的硅镁含量是热处理可强化合金，中等强度，具有良好的成形性和耐蚀性，有代表的合金6063和6061等，广泛用于工业生产。

 7000系列——锌是本系列中的主要合金元素，加少量镁，就形成了热处理可强化的超硬合金，此系列合金可分为含铜和不含铜两类：不含铜的Al-Zn-Mg主要特点焊接性能优良，适用于焊接后不需热处理的大型工件；含铜的合金对提高强度有利，但会降低抗应力和耐蚀性能。

四．常用合金典型性能及用途举例：