铝合金 特性

纯铝的强度低，不宜用来制作承受载荷的结构零件。向铝中加入适量的硅、铜、镁、锰等合金元素，可制成强度较高的铝合金，若在经冷变形强化或热处理，可进一步提高强度。

根据铝合金的成分和生产工艺特点,通常分为形变与铸造铝合金两大类.工业上应用的主要有铝-锰,铝-镁,铝-镁-铜,铝-镁-硅-铜,铝-锌-镁-铜等合金.变形铝合金也叫熟铝合金,据其成分和性能特点又分为防锈铝,硬铝,超硬铝,锻铝和

特殊铝等五种.

铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的，如铝—锰合金、铝—铜合金、铝—铜—镁系硬铝合金、铝—锌—镁—铜系超硬铝合金。铝合金比纯铝具有更好的物理力学性能：易加工、耐久性高、适用范围广、装饰效果好、花色丰富。铝合金分为防锈铝、硬铝、超硬铝等种类，各种类均有各自的使用范围，并有各自的代号，以供使用者选用。

铝合金基本常识

一、分类：展伸材料分非热处理合金及热处理合金

1.1 非热处理合金：纯铝—1000系，铝锰系合金—3000系，铝矽系合金—4000系，铝镁系合金—5000系。

1.2 热处理合金：铝铜镁系合金—2000系，铝镁矽系合金—6000系，铝锌镁系合金—7000系。

二、合金编号：我国目前通用的是美国铝业协会〈Aluminium Association〉的编号。兹举

例说明如下：1070-H14(纯铝)

2017-T4(热处理合金)

3004-H32(非热处理合金)

2.1第一位数：表示主要添加合金元素。

1：纯铝

2：主要添加合金元素为铜

3：主要添加合金元素为锰或锰与镁

4：主要添加合金元素为矽

5：主要添加合金元素为镁

6：主要添加合金元素为矽与镁

7：主要添加合金元素为锌与镁

8：不属於上列合金系的新合金

2.2第二位数：表示原合金中主要添加合金元素含量或杂质成分含量经修改的合金。

0：表原合金

1：表原合金经第一次修改

2：表原合金经第二次修改

2.3第三及四位数：

纯铝：表示原合金

合金：表示个别合金的代号

＂-″：后面的Hn或Tn表示加工硬化的状态或热处理状态的鍊度符号-Hn ：表示非热处理合金的鍊度符号

-Tn ：表示热处理合金的鍊度符号

2 铝及铝合金的热处理

一、鍊度符号：若添加合金元素尚不足於完全符合要求，尚须藉冷加工、淬水、时效

处理及软烧等处理，以获取所需要的强度及性能。这些处理的过程称

之为调质，调质的结果便是鍊度。

鍊度符号定义

F 制造状态的鍊度

无特定鍊度下制造的成品，如挤压、热轧、锻造品等。

H112 未刻意控制加工硬化程度的制造状态成品，但须保证机械性质。

O 软烧鍊度

完全再结晶而且最软状态。如系热处理合金，则须从软烧温度缓慢冷却，完全防止淬水效果。

H 加工硬化的鍊度

H1n：施以冷加工而加工硬化者

H2n：经加工硬化后再施以适度的软烧处理

H3n：经加工硬化后再施以安定化处理n以1~9的数字表示加工硬化的程度n=2 表示1/4硬质

n=4 表示1/2硬质

n=6 表示3/4硬质

n=8 表示硬质

n=9 表示超硬质

T T1：高温加工冷却后自然时效。挤型从热加工后急速冷却，再经常温十效硬化处理。亦可施以不影响强度的矫正加工，这种调质适合於热加工后冷却便有淬水效果的合金如：6063。

T3：溶体化处理后经冷加工的目的在提高强度、平整度及尺寸精度。

T36：T3经6%冷加工者。

T361：冷加工度较T3大者。

T4：溶体化处理后经自然时效处理。T5：热加工后急冷再施以人工时效处理。

人工时效处理的目的在提高材料的机械性质及尺寸的安定性适用於热加工冷却便有淬水效果的合金如：6063。T6：溶体化处理后施以人工时效处理。

此为热处理合金代表性的热处理，无须施以冷加工便能获得优越的强度。於溶体化处理后为提高尺寸精度或矫正而施以冷加工，如不保证更高的强度时，亦可当作是T6鍊度。

T61：溶体化处理后施以温水淬水再经人工时效处理，温水淬水的目的在防止发生变形。

T7：溶体化处理后施以安定化处理(亦及人工时效处理的温度或时间较T6处理高或长)。

其目的在改善耐硬力腐蚀裂及防止淬水时发生变形。

T7352：溶体化处理后除去残余应力再施以过时效处理(亦及人工时效处

理的温度或时间较T6处理高或长)。目的在改善耐硬力腐蚀裂。於溶体化处理后施以1~5%永久变形的压缩加工，以消除残余应力。

T8：溶体化处理后施以冷加工再施以人工时效处理，冷加工时断面减少率为3%及6% 各为T83 及T86。

T9：溶体化处理后人工时效处理，最后施以冷加工，最后冷加工的目的在增加强度。

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。