铝合金的牌号性能

铝合金的牌号、性能及用途

1、变形铝合金

⑴变形铝及铝合金牌号表示方法

根据国家标准GB/T 16474-1996规定，变形铝及铝合金可直接引用国际四位数字体系牌号。未命名为国际四位数字体系牌号的变形铝及铝合金，应采用四位字符牌号命名。两种编号方法如表8-1所示。

表8-1 变形铝及铝合金的编号方法（GB/T 16474-1996）

位数

国际四位数字体系牌号四位字符牌号

纯铝铝合金纯铝铝合金

第一位为阿拉伯数字，表示铝及铝合金的组别。1表示铝含量不小于99.00%纯铝；2~9表示铝合金，组别按下列主要合金元素划分：2—Cu；3—Mn；4—Si；5—Mg；6—Mg+Si；7—Zn；8—其他元素；9—备用组

第二位为阿拉伯数字，表示合金元素

或杂质极限含量控制情况。0

表示其杂质极限含量无特殊

控制；2~9表示对一项或一项

以上的单个杂质或合金元素

极限含量有特殊控制

为阿拉伯数字，表示

改型情况。0表示为原

始合金；2~9表示为改

型合金

为英文大写字母，表示原

始纯铝的改型情况。A表

示为原始纯铝；B~Y（C、I、

L、N、O、P、Q、Z除外）

表示为原始纯铝的改型，

其元素含量略有变化

为英文大写字母，表示原

始合金的改型情况。A表

示为原始合金；B~Y（C、I、

L、N、O、P、Q、Z除外）

表示为原始合金的改型，

其化学成分略有变化

最后两位为阿拉伯数字，表示最低铝百

分含量中小数点后面的两位

为阿拉伯数字，无特

殊意义，仅用来识别

同一组中的不同合金

为阿拉伯数字，表示最低

铝百分含量中小数点后面

的两位

为阿拉伯数字，无特殊意

义，仅用来识别同一组中

的不同合金

根据GB/T 3190-1996的说明，GB 3190-82中的旧牌号仍可继续使用，其牌号用LF（防锈铝合金）、LY（硬铝合金）、LC（超硬铝合金）、LD（锻铝合金）加顺序号表示。

⑵常用变形铝合金

①防锈铝合金主要是Al-Mn和Al-Mg系合金。锰和镁的主要作用是提高抗蚀能力和塑性，并起固溶强化作用。防锈铝合金锻造退火后为单相固溶体组织，抗蚀性好，塑性高，易于变形加工，焊接性能好，但切削性能差。这类合金不能进行热处理强化，常利用加工硬化来提高其强度。常用的Al-Mn系合金有3A21（LF21），其抗蚀性和强度高于纯铝，用于制造油罐、油箱、管道、铆钉等需要弯曲、冲压加工的零件。常用的Al-Mg系合金有5A05（LF5），其密度比纯铝小，强度比Al-Mn合金高，在航空工业中得到广泛应用，如制造管道、容器、铆钉及承受中等载荷的零件。

②硬铝合金主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量锰。这类合金可进行时效强化，也可进行变形强化。合金中铜和镁的作用是形成强化相CuAl2（ 相）和CuMgAl2（S相），产生时效硬化；锰的作用是提高抗蚀性，并起一定的固溶强化作用。硬铝合金的强度、硬度高，加工性能良好，但耐蚀性低于防锈铝合金。常用的硬铝合金如2A11（LY11）、2A12（LY12）等，用于制造冲压件、模锻件和铆接件，如螺旋桨、铆钉等。

③超硬铝合金属Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量铬和锰。其强化相除θ相和S相外，还有MgZn2（η相）和Al2Mg3Zn3（T相）等。时效强化效果超过硬铝合金，是时效后强度最高的一种铝合金。超硬铝合金的热态塑性好，但耐蚀性差。常用合金有7A04（LC4）、7A09（LC9）等，主要用于工作温度较低、受力较大的结构件，如飞机的大梁、起落架等。

④锻铝合金有两类，一类是Al-Cu-Mg-Si系合金，镁和硅的作用是形成强化相Mg2Si。常用牌号有6A02（LD2）、2A50（LD5）、2B50（LD6）、2A14（LD10）等。这类合金可锻性好，力学性能高，主要用于制造形状复杂的锻件和模锻件，如喷气发动机的压气机叶轮、导风轮及飞机上的接头、框架、支杆等。另一类是Al-Cu-Mg-Fe-Ni系合金，铁和镍可形成耐热强化相Al9FeNi，为耐热锻铝合金。常用牌号有2A70（LD7）、2A80（LD8）、2A90（LD9）等。这类合金耐热性较好，主要用于制造150~225℃下工作的零件，如压气机叶片、超音速飞机的蒙皮等。

常用变形铝合金的牌号、化学成分、力学性能及用途列于表8-2。

表8-2常用变形铝合金的牌号、化学成分、力学性能及用途（摘自GB/T 3190-1996）

类别牌号

(旧牌

号)

化学成分，%

热

处

理

状

态

力学性能

用途举例Si Fe Cu Mn Mg Zn Ti

σ

b

MPa

δ

%

HB

防锈铝合金

5A05

(LF5)

0.5 0.5 0.10

0.3~

0.6

4.8~

5.5

0.20

退

火

280 20 70

中载零件,焊接

油箱,油管,铆钉

等

3A21

(LF21)

0.6 0.7 0.20

1.0~

1.6

0.05 0.10 0.15 130 20 30

焊接油箱,油管,

铆钉等轻载零件

及制品

硬铝合金

2A01

(LY1)

0.50 0.50

2.2~

3.0

0.20

0.2~

0.5

0.10 0.15

淬

火

+

自

然

时

效

300 24 70

工作温度不超

过100℃的中强

铆钉

2A11

(LY11)

0.7 0.7

3.8~

4.8

0.4~

0.8

0.4~

0.8

0.30 0.15

Ni 0.10

Fe+Ni 0.7

420 18 100

中强零件,如骨

架,螺旋桨叶

片,铆钉

2A12

(LY12)

0.50 0.50

3.8~

4.9

0.3~

0.9

1.2~

1.8

0.30 0.15

Ni 0.10

Fe+Ni 0.7

470 17 105

高强,150℃以

下工作零件,如

梁,铆钉

超硬铝合金

7A04

(LC4)

0.50 0.50

1.4~

2.0

0.2~

0.6

1.8~

2.8

5.0~

7.0

0.10 Cr0.10~0.25

淬

火

+

人

工

时

效

600 12 150

主要受力构件,

如飞机大梁,起

落架

7A09

(LC9)

0.50 0.50

1.2~

2.0

0.15

2.0~

3.0

5.1~

6.1

0.10 Cr0.16~0.30 680 7 190

同上

锻铝合金

2A50

(LD5)

0.7~

1.2

0.7

1.8~

2.6

0.4~

0.8

0.4~

0.8

0.30 0.15

Ni 0.10

Fe+Ni 0.7

淬

火

+

人

工

时

420 13 105

形状复杂中等

强度的锻件及

模锻件

2A70

(LD7)

0.35

0.9~

1.5

1.9~

2.5

0.20

1.4~

1.8

0.30

0.02

~0.1

Ni 0.9~1.5 415 13 120

高温下工作的

复杂锻件,内燃

机活塞