本文主要是介绍铝合金分类及相关总结,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
1 铝合金常识
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。对于常用的铝合金,我们通常根据其铝及其他元素的含量,将其分为两大类,分别是纯铝和铝合金。对这两大类,又根据其不同的特征可分为几小类。
纯铝:纯铝按其纯度分为高纯铝、工业高纯铝和工业纯铝三类。焊接主要是工业纯铝,工业纯铝的纯度为99.7%到98.8%。
铝合金:往纯铝中加入合金元素就得到了铝合金。根据铝合金的成分及加工方法,可将它们分作变形铝合金和铸造铝合金两类。变形铝合金塑性好,适宜于压力加工。变形铝合金按照其性能特点和用途可分为防锈铝(LF)、硬铝(LY)、超硬铝(LC)和锻铝(LD)四种。铸造铝合金按加入主要合金元素的不同,分为铝硅系(AL-Si)、铝铜系(Al-Cu)、铝镁系(Al-Mg)和铝锌系(Al-Zn)四种。
2 变形铝合金
变形铝合金是以各种压力加工方法制成的管、棒、线、型等半成品铝合金。
2.1 牌号命名法
根据国标GB/T 16474-2011《变形铝及铝合金牌号表示方法》中规定,变形铝及铝合金可以直接引用国际四位数字体系牌号,或者采用国标规定的四位字符牌号。
组别 | 牌号系列 |
---|---|
纯铝(铝含量不小于99.00%) | 1XXX |
以铜为主要合金元素的铝合金 | 2XXX |
以锰为主要合金元素的铝合金 | 3XXX |
以硅为主要合金元素的铝合金 | 4XXX |
以镁为主要合金元素的铝合金 | 5XXX |
以镁和硅为主要合金元素并以Mg2Si相为强化相的铝合金 | 6XXX |
以锌为主要合金元素的铝合金 | 7XXX |
以其他合金元素主要合金元素的铝合金 | 8XXX |
备用合金组 | 9XXX |
对于4个字符,是这样来理解的:第1位数值代表铝合金的类别;第2位表示原始纯铝或铝合金的改型情况;第3、第4位数值标识不同型号合金以及铝的纯度。
比如,1A70表示Al含量不低于99.70%的原始纯铝。
对于牌号命名法,国标和国际上在第2位上有所区别(国标采用的是字母,国际采用数字)。
1×××系列牌号的最后两位数表示最低铝含量的百分点。牌号的第2位字母表示原始纯铝的改型情况。
2×××~8×××系列牌号的最后两位数没有特殊意义,仅用来区分同一组中不同的铝合金。牌号的第2位字母表示原始纯铝的改型情况。
2.2 根据用途分类
变形铝合金根据其用途又可分为防腐铝合金、超硬铝、特殊铝、硬铝、锻铝5类。
2.2.1 防腐铝合金
防腐铝合金主要是AL-Mn(3xxx)和AL-Mg(5xxx)系合金,代表牌号为3A21和5A05。常用的防锈铝合金中主要合金元素是锰和镁,加锰可提高其抗蚀能力,加镁使其强化并降低其密度。其特点是耐腐蚀,抛光性好,可长时间保持光亮表面,强度比纯铝高,多用于制造与液体接触的零件、管道、日用品、装饰品等。
2.2.2 硬铝
硬铝主要是Al-Cu-Mg(2xxx)系合金并含少量Mn,代表牌号有2A01、2A06、2A11。硬铝又称杜拉铝,铜、镁在铝中溶解度较大,有强化效应,锰使其耐蚀。硬铝的强度、硬度高,加工性能好,耐蚀性低于防锈铝。硬铝根据其合金元素含量不同可分别制造铆钉、飞机的螺旋桨及飞机上的高强度零件。
2.2.3 超硬铝
超硬铝属Al-Zn-Mg-Cu系合金,并含少量的Cr和Mn,代表牌号有7A04、7A09。超硬铝热塑性好,易加工成型,耐蚀性差。不同品种的超硬铝用于制造各种结构零件、高载荷零件,如飞机起落架等,是航空工业的重要材料之一。
2.2.4 锻铝
锻铝分为Al-Cu-Mg-Si系合金和Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻铝合金。锻铝具有良好的热塑性和锻造性,用来制造各种锻件或冲压件,如压力机叶轮、内燃机活塞等。
2.2.5 特殊铝
特殊铝是在特定情况下使用的,组分不同,各有用途。
2.3 不同牌号的变形铝合金解析
1xxx系列为:纯铝(铝含量不小于99.00%)
纯度达到99.9%以上的纯铝,这种合金的强度虽然不高,但耐腐蚀性和加工性能良好,被用于制造化学工业的罐槽类,厨房灶具的防油板。如1060铝合金广泛应用于导电材料、热交换器材料、日用五金。
2xxx系列为:以铜为主要合金元素的铝合金(Al-Cu)
主要添加元素是铜元素的铝合金,这种合金的强度高,力学性能和切削性能良好。但是因为铜量高,导致其耐腐蚀性能低。如2014铝合金应用于要求高强度和硬度(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。
3xxx系列为:以锰为主要合金元素的铝合金(Al-Mn)
主要添加元素是锰元素的铝合金,这种合金保持了纯铝的加工性能和耐腐蚀性能的情况下,稍稍增加了强度。因为具有容易加工的性质,首先用于制造铝罐,逐渐发展到作为建筑材料,车辆用材等使用。如3003铝合金是应用最广的一种防锈铝,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:油箱、汽油或润滑油导管。
4xxx系列为:以硅为主要合金元素的铝合金(Al-Si)
主要添加元素是硅元素的铝合金,这种合金的热膨胀率低,耐热性能和耐摩擦性能优异,所以,多被用于制造发动机的活塞等。如4032铝合金用于加工锻造活塞。
5xxx系列为:以镁为主要合金元素的铝合金(Al-Mg)
主要添加元素是镁元素的铝合金,这种合金在不降低耐腐蚀性的情况下,提高了材料的强度。这是铝合金中耐腐蚀性最优秀,加工性能也好的材料。因此在车辆,建筑用材,机械零件的制造中被广泛采用。如5052铝合金使用范围广泛,特别是建筑业离不开此合金,是最有前途的合金之一。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。
6xxx系列为:以镁为主要合金元素并以Mg2Si相为强化相的铝合金
这种合金强度和耐腐蚀性良好。代表性的合金是6063铝合金,这种铝合金有良好的挤压性能,所以广泛用于建筑铝门窗、幕墙的框架。
7xxx系列为:以锌为主要合金元素的铝合金(Al-Zn)
这种合金强度在铝合金中是最高等级的。如7075铝合金被称为超超硬铝,用于制造飞机的结构件和体育器材。
3 铸造铝合金
铸造铝合金是用来直接浇铸各种形状的机械零件的铝合金。按加入的主要元素不同又可分为Al-Si系合金、Al-Zn系合金、Al-Mg系合金。每个系统各有牌号,较为复杂。
3.1 牌号命名法(牌号后面加‘A’表示优质)
3.2 代号命名法(代号后面加‘A’表示优质)
3.3 铸造铝合金代号命名法的四个系列
1 Al-Si系铸造铝合金;2 Al-Cu系铸造铝合金;3 Al-Mg系铸造铝合金;4 Al-Zn系铸造铝合金。
3.4 常见铸造铝合金
3.4.1 Al-Si 系铸造铝合金
俗称硅铝明,是应用最广的一类铸造铝合金。以下是常用的该类铝合金:Al-Si系铸造铝合金的铸造性能好,具有优良的耐腐蚀性,耐热性和焊接性能。常用牌号ZL102、ZL104。用于制造飞机、仪表、电动机壳体、气缸体、风机叶片、发动机活塞等。
3.4.2 Al-Cu 系铸造铝合金
该类合金耐热性好,强度高,但是密度较大,铸造性能,耐腐蚀性能差,强度低于Al-Si系合金。常用牌号有ZL201、ZL203等。主要用于制造在较高温度下工作的高强零件,如内燃机气缸头、汽车活塞等。
3.4.3 Al-Mg 系铸造铝合金
该类合金的耐腐蚀性好,强度高,密度小,但铸造性能差,耐热性低。常用牌号有ZL301、ZL303等。主要用于制造外形简单、承受冲击载荷、在腐蚀介质下工作的零件,如船舰配件、氨用泵体等。
3.4.4 Al-Zn 系铸造铝合金
该类合金的铸造性能好,强度高,可自然时效强化,但是密度大,耐腐蚀性较差。常用牌号有ZL401、ZL402等,主要用于制造形状复杂、受力较小的汽车、飞机、仪器零件等。
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