铝合金知识大全---分类-化学成分-性能

铝的基本特性与应用范围
铝及铝合金的分类
纯铝比较软，富有延展性，易于塑性成形。

如果根据各种不同的用途，要求具有更高的强度和改善材料的组织和其他各种性能，可以在纯铝中添加各种合金元素，生产出满足各种性能和用途的铝合金。

铝合金可加工成板、带、条、箔、管、棒、型、线、自由锻件和模锻件等加工材（变形铝合金），也可加
工成铸件、压铸件等铸造材（铸造铝合金）。

厂纯铝一1 XXX系，如1000合金
.变形铝合金
铝及
铝合金'
非热处理型合金
Al-Si
Al-Mg
Al-Cu
申-Mn 系合金一3 XXX系，如3003合金系合金
一4 XXX系，如4043合金I 系合金一5 XXX
系，女口5083合金
■ 系合金一2 XXX系，如2024合金
Al-Mg-Si
'热处理型合金QAI-Zn-Mg
系合金一6 XXX系，如6063合金
系合金一7XXX系，如7075合金Al- J 其它元素一8 XXX系，女口8089合金
铸造铝合金广非热处理型合金
Al-Mg
Al-Cu-Si 厂
纯铝系
■Al-Si 系合金，如ZL102合金
〔系合金，如ZL103合金
系合金，如ZL107合金Al-Cu-Mg-Si
.热处理型合金＜Al-Mg-Si
Al-Mg-Z n
系合金，如ZL110合金
系合金，如ZL104合金系
合金，如ZL305合金
3变形铝合金分类、牌号和状态表示法
3. 1变形铝合金的分类
变形铝合金的分类方法很多，目前，世界上绝大部分国家通常按以下三种方法进行分类。

⑴按合金状态图及热处理特点分为可热处理强化铝合金和不可热处理强化铝合金两大类。

不可热处理
强化铝合金（如：纯铝、Al-Mn、AI-Mg、Al-Si系合金）和可热处理强化铝合金（如：Al-Mg-Si、Al-Cu、Al-Zn-Mg 系合金）。

⑵按合金性能和用途可分为：工业纯铝、光辉铝合金、切削铝合金、耐热铝合金、低强度铝合金、中强度铝合金、高强度铝合金（硬铝）、超高强度铝合金（超硬铝）、锻造铝合金及特殊铝合金等。

⑶ 按合金中所含主要元素成分可分为：工业纯铝（1XXX系），Al-Cu合金（2 XXX系），Al-Mn合金
（3XXX 系），Al-Si 合金（4XXX系），AL-Mg合金（5XXX 系），Al-Mg-Si 合金（6XXX 系），Al-Zn-Mg 合金
（7XXX系），Al-其它元素合金（8XXX系）及备用合金组（9XXX系）。

这三种分类方法各有特点，有时相互交叉，相互补充。

在工业生产中，大多数国家按第三种方法，即按合金中
所含主要元素成分的4位数码法分类。

这种分类方法能较本质的反映合金的基本性能，也便于编码、记忆和计算机管理。

我国目前也采用4位数码法分类。

3. 2中国变形铝合金的牌号表示法
根据GB/T16474 —1996 “变形铝及铝合金牌号表示方法”，凡化学成分与变形铝及铝合金国际牌号注册协议组织（简称国际牌号注册组织）命名的合金相同的所有合金，其牌号直接采用国际四位数字体系牌号，
未与国际四位数字体系牌号的变形铝合金接轨的，采用四位字符牌号（但试验铝合金在四位字符牌号前加X）命名，并按要求注册化学成分。

四位字符体系牌号的第一、三、四位为阿拉伯数字，第二位为英文大写字母（ C I、L、N O P、Q
Z字母除外）。

牌号的第一位数字表示铝及铝合金的组别，如1XXX系为工业纯铝，2XXX为Al-Cu系合
金，3XXX为Al-Mn系合金，4XXX为Al-Si系合金，5XXX为Al-Mg系合金，6XXX为Al-Mg-Si系合金，7XXX为
Al-Zn-Mg系合金，8XXX为Al-其它兀素合金，9XXX为备用合金组。

除改型合金外，铝合金组别按主要合金元素来确定，主要合金元素指极限含量算术平均值为最大的合金元素。

当有一个以上的合金元素极限含量算术平均值同为最大时，应按Cu、Mn Si、Mg MgSi、Zn、其
它元素的顺序来确定合金组别。

牌号的第二位字母表示原始纯铝或铝合金的改型情况，最后两位数字用以标
识同一组中不同的铝合金或表示铝的纯度。

我国的变形铝及铝合金表示方法与国际上较通用的方法基本一致。

3.3中国变形铝合金状态代号及表示方法
根据GB/T16475- 1996标准规定，基础状态代号用一个英文大写字母表示。

细分状态代号采用基础状态
代号后跟一位、两位或多位阿拉伯数字表示。

3.3.1 基础状态代号
332 细分状态代号
HXX犬态
H后面的第一位数字表示获得该状态的基本处理程序
H1 ――单纯加工硬化状态
适用于未经附加热处理，只经加工硬化即获得所需强度的状态。

H2 ――加工硬化及不完全退火的状态
适用于加工硬化程度超过成品规定要求后，经不完全退火，使强度降低到规定指标的产品。

H3 ――加工硬化及稳定化处理的状态
适用于加工硬化后经低温热处理或由于加工过程中的受热作用致使其力学性能达到稳定的产品。

H4 ――加工硬化及涂漆处理的状态
适用于加工硬化后，经涂漆处理导致了不完全退火的产品。

H后面的第二位数字表示产品的加工硬化程度，从1到9的数字来表示不同的硬化程度，数字8表示硬状态，9表示超硬状态。

HXXX犬态
H111 ―― 适用于最终退火后又进行了适量的加工硬化，但加工硬化程度又不及H11状态的产品。

H112 ――适用于热加工成型的产品，该状态产品的力学性能有规定要求。

H116 ――适用于镁含量》4.0%的5XXX系合金制成的产品。

这些产品具有规定的力学性能和抗剥落腐蚀性能要求。

TX状态
在T后面添加0〜10的阿拉伯数字，表示的细分状态称做TX状态，如下表所示，T后面的数字表示对产品的基本处理程序。

注：某些6XXX系的合金，无论是炉内固溶热处理，还是从高温成型过程急冷以保留可溶性组分在固溶体中，均能达到相同的固溶热处理效果，这些合金的TO、T3、T4、T6、T7、T8和T9状态可采用上述两种。

TXX状态、TXXX状态
在TX状态代号后面再添加一位阿拉伯数字称做TXX状态，或添加两位阿拉伯数字称做TXXX状态，表示经过了明显改变产品特性（如力学性能、抗腐蚀性能等）的特定工艺处理的状态，如下表所示。

消除应力状态
在上述TX或TXX或T XXX状态代号后面再添加“ 51 ”、“510”、“511”、“52”、“54”表示经历了消除应力处理的产品状态代号，如下表所示。

4
1 XXX系铝及铝合金
特性及适用范围：
1XXX系列为纯铝中添加少量铜元素形成，具有极佳的成形加工特性、高耐腐蚀性、良好的焊接性和导电性。

1XXX系列铝合金广泛应用于对强度要求不高的产品，如化工仪器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零件、热交换器、钟表面及盘面、铭牌、厨具、装饰品、反光器具等。

1XXX 纯铝的应用较为广泛的牌号：1050、1060、1070、1100.
1XXX纯铝及铝合金的化学成份(以最高百分比表示，除非列出的是一个范围值)
1XXX纯铝及铝合金的机械及物理性能力学性能：
抗拉强度 d b (MPa) > 75
条件屈服强度（T 0.2 （MPa）> 35
状态H112硬度：30-45
延伸率：12%
试样尺寸：铝板
注：铝板横向力学性能
1 XXX纯铝及铝合金系列出厂状态：H11
2 , H24 , O态等1
5 Al-Cu系合金（2XXX系）
2XXX系列为铝-铜-镁系中的典型硬铝合金，其成份比较合理，综合性能较好。

很多国家都生产这
个合金，是硬铝中用量最大的。

该合金的特点是：强度高，有一定的耐热性，可用作150° C以下的工作
零件。

温度高于125 ° C，2XXX系列合金的强度比7075合金的还高。

热状态、退火和新淬火状态下成形性能都比较好，热处理强化效果显著，但热处理工艺要求严格。

抗蚀性较差，但用纯铝包覆可以得到有效保护;焊接时易产生裂纹，但采用特殊工艺可以焊接，也可以铆接。

广泛用于飞机结构、铆钉、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件。

2XXX系铝铜合金用途
2XXX系列铝铜合金由于有高强度和好疲劳强度，被广泛应用在航空器结构上，尤其是机翼与机身结构下的受到张力的地方。

2XXX 系列硬铝应用较为广泛的牌号：2024（2A12）、LY12、LY11、2A11、2A14（LD10 ）、2017、2A17
力学性能：
抗拉强度 d b （MPa）> 425
条件屈服强度 d 0.2 （MPa）> 275
状态T4硬度：HB 120 —145
延伸率：14%以上
试样尺寸：铝板
注：铝板室温横向力学性能
2XXX铝铜合金的出厂状态：H112 , T4, T351 , T6 ;
Al-Cu系合金作为热处理型合金，已有很悠久的历史。

素有硬铝（飞机合金）之称。

2014是在添加铜的同时又添加硅、锰和镁的合金。

此种合金的特点是具有高的屈服强度，成形性较好，广泛用做强度比较高的部件。

经T6处理的材料，具有高的强度。

要求韧性的部件，可使用T4处理的材料。

2017和2024合金称为硬铝。

2017合金由于在自然时效（T4）下可得到强化，2024合金是比2017合金在自然时效下性能更高的合金，强度也更高。

这些合金适于做飞机构件、各种锻造部件、切削和车辆的构件等。

2011合金是含有微量铅、铋的易切削合金，其强度大致与2017合金相同。

3XXX系列铝锰合金
3XXX系列为AL-Mn系合金，是应用最广的一种防锈铝，这种合金的强度不高（稍高于工业纯铝），不
能热处理强化，故采用冷加工方法来提高它的力学性能：在退火状态有很高的塑性，在半冷作硬化时塑性尚好，冷作硬化时塑性低，耐腐蚀好，焊接性良好，可切削性能不良。

用途主要用于要求高的可塑性和良好的焊接性，在液体或气体介质中工作的低载荷零件，如邮箱，汽油或润滑油导管，各种液体容器和其他用深拉制作的小负荷零件：线材用来做铆钉3XXX系列铝板成形性、溶接性、耐蚀性均良好。

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一般器物、散热片、化妆板、影印机滚筒、船舶用材。

3xxx铝锰合金的机械及物理性能
力学性能：
抗拉强度 d b （MPa）> 140-200
条件屈服强度 d 0.2 （MPa）> 115 状态H24硬度：HB35-45
延伸率：12
试样尺寸：铝板
注：铝板室温横向力学性能
3 XXX铝锰合金的出厂状态：H112 , H2
4 , O态;
3系列铝锰合金牌号及化学成分表：
5 XXX系铝镁合金
5XXX系列是高镁合金（5A06 （LF6）5A05 （LF5），在不可热处理合金中强度良好，耐蚀性、可切削性良好。

阳极化处理后表面美观。

电弧焊性能良好。

5XXX系列合金中的主要合金元素为镁，具有良好的抗蚀性与可焊接性能，以及中等强度。

优良的抗腐蚀性能使5XXX系列合金广泛用于海事用途如船舶，以及
汽车、飞机焊接件、地铁轻轨，需严格防火的压力容器（如液体罐车、冷藏车、冷藏集装箱）、制冷装置、
电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹零件、装甲等。

5XXX系列属于Al-Mg-Si系合金（5083《LF4》、5754、5052）,使用范围广泛，特别是建筑业离不开此合金，是最有前途的合金。

耐蚀性好，焊接性优良，冷加工性较好，并具有中等强度。

5XXX系列的主要
合金元素为镁，具有良好的成形加工性能、抗蚀性、焊接性，中等强度，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、电器外壳等。

AL-Mn系合金，是应用最广的一种防锈铝，这种合金的强度高，特别是具有抗疲劳强度：塑性与耐腐蚀性高，不能热处理强化，，在半冷作硬化时塑性尚好，冷作硬化时塑性低，耐腐蚀好，焊接性良好，可切削性能不良，可抛光。

用途主要用于要求高的可塑性和良好的焊接性，在液体或气体介质中工作的低载荷零件，如邮箱，汽油或润滑油导管，各种液体容器和其他用深拉制作的小负荷零件：线材用来做铆钉。

5XXX 铝镁合金应用较为广泛的牌号：5A06、5A05、5083、5754、5052、5005、5086、5182 等5XXX
5XXX铝镁合金的机械及物理性能
力学性能：
抗拉强度 d b （MPa）> 270
条件屈服强度 d 0.2 （MPa）> 120
状态H112硬度：HB45-75
延伸率：12以上
试样尺寸：铝板
注：铝板横向力学性能
5 XXX铝镁合金的出厂状态：H32 , H112, H111, H24 , O态;
6 Al-Mg-Si 系合金（6XXX系）
6 xxx系铝硅合金
特性及适用范围：
6XXX 系列属热处理可强化合金，具有良好的可成型性、可焊接性、可机加工性和，同时具有中等强度，在退火后仍能维持较好的操作性•
6XXX系列合金的主要合金元素是镁与硅AIMgSilCu，并形成Mg2Si相。

若含有一定量的锰与铬，可以中和铁的坏作用；有时还添加少量的铜或锌，以提高合金的强度，而又不使其抗蚀性有明显降低；导电材料中还有少量的铜，以抵销钛及铁对导电性的不良影响；锆或钛能细化晶粒与控制再结晶组织；为了改善可切削性能，可加入铅与铋。

在
Mg2Si固溶于铝中，使合金有人工时效硬化功能。

6061-T651是6XXX系列合金中主要合金，是经热处理预拉伸工艺生产的高品质铝合金产品，其强度虽不能与2XXX系或7XXX系相比，但其镁、硅合金特性多，具有加工性能极佳、优良的焊接特点及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。

6XXX 铝硅合金应用较为广泛的牌号：6082、6063（LD31 ）、6061（LD30 ）、6A02等。

6xxx
6xxx铝硅合金的机械及物理性能力学性能：
抗拉强度 d b （MPa）> 310
条件屈服强度 d 0.2 （MPa）> 276 状态T6硬度：HB90-110
延伸率：11
试样尺寸：铝板
注：铝板横向力学性能
6XXX铝硅合金的出厂状态：H112, T6, T651 , T5 , T4, O态;
6
6xxx系(Al-Mg-Si )合金是最重要的挤压合金，目前全世界有70%^上的铝挤压加工材是用6XXX 系合金生产的，其成分质量分数范围为：0.3%〜1.3% Si , 0.35%〜1.4% Mg。

在此极限范围内，各国研制开
发出了几百种不同成分的合金。

美国AA标准合金表中列有46种不同成分的6XXX系合金，而在1980年
10月出版的国际合金成分手册中列出了252种不同成分的6XXX系合金。

经过几十年的实践应用和筛选，
证明6063、6082、6061、6005等4种合金及其变种已经占据了6XXX系合金的统治地位(80%A上)，它们涵盖了抗拉强度
b b从180Mps〜360Mpa整个范围的所有合金。

6063合金是Al-Mg-Si系合金中典型代表，具有特别优良的可挤压性和可焊接性，是建筑门窗型材的首选材料。

它的特点是在压力加工的温度-速度条件下，塑性性能和抗蚀性高；没有应力腐蚀倾向；在焊接时，
其抗蚀性实际上不降低。

6 XXX
7 Al-Zn-Mg 系合金（7XXX系）
7xxx系铝锌合金
特性及适用范围：
7 0 0 0铝合金是另外一种常用的合金，品种繁多•它包含有锌和镁•比较常见的铝合金中强度最好的就是7 0 7 5合金，但是它无法进行焊接，而且它的抗腐蚀性相当差，很多CNC切削制造的零部件用的就是7 0 7 5合金•锌在这系列中是主要合金元素，加上少许镁合金可使材料能受热处理，到达非常高强度特性。

这系列材料一般都加入少量的铜、铬等合金，而其中以编号7075铝合金尤为上品，强度最高,
适合飞机构架及高强度配件。

②7075属Al-Zn-Mg-Cu系超硬铝，该合金是20世纪40年代末期就已应用于飞机制造业，至今仍在航空工业上得到广泛应用的超高强度变形铝合金。

其特点是，固溶处理后塑性好，热处理强化效果特别好，在150C以下有高的强度，并且有特别好的低温强度；焊接性能差；有应力腐蚀开裂倾向；需经包铝或其他保护处理使用。

双级时效可提高合金抗应力腐蚀开裂的能力。

在退火和刚淬火状态下的塑性稍低于同样状态的2A12.稍优于7A04，板材的静疲劳•缺口敏感，应力腐蚀性能优于7A04。

7XXX 铝锌合金应用较为广泛的牌号：7075、7A04（LC4）、7A09（LC9）、7A52、7A05等。

力学性能：
抗拉强度 d b （MPa）> 572
条件屈服强度 d 0.2 （MPa）> 503
硬度：HB 150
延伸率：12
试样尺寸：铝板
注：铝板横向力学性能
7 XXX铝锌合金的出厂状态：T6 , T651 , T7451 , H112 ;
7.1焊接构件材料（Al-Zn-Mg系）
此系合金以7005、7020合金为代表，有以下三个特点：
1）物理性能比较好，与5083合金相比，挤压型材的制造容易，加工性和耐蚀性能也良好，采用时效硬化可以得到高强度；
2）即使是自然时效，也可达到相当高的强度，对裂纹的敏感性低；
3）焊接的热影响部分，由于加热时被固溶化，故以后进行自然时效时，可以恢复强度，从而提高焊接缝的强度。

此类合金被广泛应用于焊接构件的制作。

7.2高强度合金材料（Al-Zn-Mg-Cu系）
此系合金，多用做飞机材料的，以超硬铝合金7075合金为代表。

近年来，滑雪杖、高尔夫球的球棒等
体育用品，也采用这种合金来制作。

7075合金的热处理，多用T651，这种处理可使T6处理后的残余应力,
经拉伸矫正而均匀化，以防止加工时工件发生歪扭变形。

T73处理，会使力学性能有所降低，但却有减轻应
力腐蚀倾向的效果。

7 XXX系铝合金的品种、状态和典型用途
铝合金分类及应用领域。