铝合金牌号、状态、性能与应用

1铝合金的牌号、状态和性能1铝的基本特性与应用范围铝是元素周期表中第三周期主族元素，原子序数为13，原子量为26.9815。铝具有一系列比其他有色金属、钢铁、塑料和木材等更优良的特性，如密度小，仅为2.7g/cm3，约为铜或钢的1/3；良好的耐蚀性和耐候性；良好的塑性和加工性能；良好的导热性和导电性；良好的耐低温性能，对光热电波的反射率高、表面性能好；无磁性；基本无毒；有吸音性；耐酸性好；抗核辐射性能好；弹性系数小；良好的力学性能；优良的铸造性能和焊接性能；良好的抗撞击性。此外，铝材的高温性能、成型性能、切削加工性、铆接性以及表面处理性能等也比较好。因此，铝材在航天、航海、航空、汽车、交通运输、桥梁、建筑、电子电气、能源动力、冶金化工、农业排灌、机械制造、包装防腐、电器家具、日用文体等各个领域都获得了十分广泛的应用，下表列出了铝的基本特性及主要应用领域。铝的基本特性及主要应用领域基本特性主要特点主要应用领域举例质量轻铝的密度为2.7g/dm3,约为铜或铁的1/3。是轻量化的良好材料用于制造飞机、航天器、轨道车辆、汽车、船舶、桥梁、高层建筑、重型机械部件和质量轻的容器等强度好铝的力学性能不如钢铁，但它的比强度高，可以添加铜、镁、锰、铬等合金元素，制成铝合金，再经热处理，而得到很高的强度。铝合金的强度比普通钢好，也可以和特殊钢媲美用于制造桥梁（特别是吊桥、可动桥）、飞机、压力容器、集装箱、建筑结构材料、小五金等加工容易铝的延展性优良，易于挤出形状复杂的中空型材和适于拉伸加工及其他各种冷热塑性成形受力结构部件框架，一般用品及各种容器、光学仪器及其他形状复杂的精密零件美观、适于各种表面处理铝及其合金的表面有氧化膜，呈银白色，相当美观。如果经过氧化处理，其表面的氧化膜更牢固，而且还可以用着色和喷涂等方法，制造出各种颜色和光泽的表面建筑用壁板、器具装饰、装饰品、标牌、门窗、幕墙、汽车和飞机蒙皮、仪表外壳及室内外装修材料等导热、导电性好导热、导电率仅次于铜，约为钢铁的3～4倍电线、母线接头、锅、电饭锅、热交换器、汽车散热器、电子元件等对光、热、电波的反射性好对光的反射率，抛光铝为70%，高纯度铝经过电解抛光后为94%，比银（92%）还高。铝对热辐射和电波也有很好的反射性能照明器具、反射镜、屋顶瓦板、抛物面天线、冷藏库、冷冻库、投光器、冷暖器的隔热材料没有磁性铝是非磁性体船上用的罗盘、天线、操舵室的器具等耐低温铝在温度低时，它的强度反而增加而无脆性，因此它是理想的低温装置材料冷藏库、冷冻库、南极雪上车辆、氧及氢的生产装置22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)。纯铝—1×××系，如1000合金非热处理型合金Al-Mn系合金—3×××系，如3003合金Al-Si系合金—4×××系，如4043合金变形铝合金Al-Mg系合金—5×××系，如5083合金Al-Cu系合金—2×××系，如2024合金热处理型合金Al-Mg-Si系合金—6×××系，如6063合金铝及Al-Zn-Mg系合金—7×××系，如7075合金铝合金Al-其它元素—8×××系，如8089合金纯铝系非热处理型合金Al-Si系合金，如ZL102合金Al-Mg系合金，如ZL103合金铸造铝合金Al-Cu-Si系合金，如ZL107合金Al-Cu-Mg-Si系合金，如ZL110合金热处理型合金Al-Mg-Si系合金，如ZL104合金Al-Mg-Zn系合金，如ZL305合金33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、Al-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（1×××系），Al-Cu合金（2×××系），Al-Mn合金（3×××系），Al-Si合金（4×××系），AL-Mg合金（5×××系），Al-Mg-Si合金（6×××系），Al-Zn-Mg合金（7×××系），Al-其它元素合金（8×××系）及备用合金组（9×××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1×××系为工业纯铝，2×××为Al-Cu系合金，3×××为Al-Mn系合金，4×××为Al-Si系合金，5×××为Al-Mg系合金，6×××为Al-Mg-Si系合金，7×××为Al-Zn-Mg系合金，8×××为Al-其它元素合金，9×××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、Mg2Si、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。4我国变形铝合金新旧牌号对照表新牌号旧牌号新牌号旧牌号新牌号旧牌号新牌号旧牌号1A991A971A951A931A901A8510801080A10701070A1370106010501050A1A501350114510351A301100120012352A012A022A042A062A102A112B112A122B122A132A142A162B162A17原LG5原LG4原LG3原LG2原LG1代L1代L2代L3原LB2代L4原L4-1代L5-1代15原LY1原LY2原LY4原LY6原LY10原LY11原LY8原LY12原LY9原LY13原LD10原LY16曾用LY16-1原LY172A202A212A252A492A502B502A702B702A802A902004201120142014A221420172017A2117221826182219202421243A213003310330043104300531054A014A114A134A1740044032曾用LY20曾用214曾用225曾用149原LD5原LD6原LD7曾用LD7-1原LD8原LD9曾用LY19、147原LF21原LT1原LD11原LD13原LT1740434043A40474047A5A015A025A035A055B055A065B065A125A135A305A335A415A435A665005501950505251505251545154A54545554575450565356545650825182508351835086曾用2101、LF15原LF2原LF3原LF5原LF10原LF6原LF14原LF12原L13曾用2103、LF16原LF33原LT41原LF43原LT66原LF5-1原LF46A026B026A5161016101A60056005A63516060606160636063A6070618160827A017A037A047A057A097A107A157A197A317A337A527003700570207022705071507055707574758A0680118090原LD2原LD2-1曾用651原LD30原LD31原LD2-2原LB1原LC3原LC4曾用705原LC9原LC10曾用LC15、157曾用919、LC19曾用183-1曾用LB733曾用LC52、5210原LC12原L6曾用LT9653.3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基础状态代号代号名称说明与应用F自由加工状态适用于在成型过程中，对于加工硬化和热处理条件无特殊要求的产品，该状态产品的力学性能不作规定O退火状态适用于经完全退火获得最低强度的加工产品H加工硬化状态适用于通过加工硬化提高强度的产品，产品在加工硬化后可经过（也可不经过）使强度有所降低的附加热处理H代号后面必须跟有两位或三位阿拉伯数字T热处理状态（不同于F、O、H状态）适用于热处理后，经过（或不经过）加工硬化达到稳定状态的产品T代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字3.3.2细分状态代号HXX状态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状态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。6TX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。状态代号说明与应用T0固溶热处理后，经自然时效再通过冷加工状态适用于经冷加工提高强度的产品T1由高温成型过程冷却，然后自然时效至基本稳定的状态适用于由高温成型过程冷却后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品T2由高温成型过程冷却，经冷加工后自然时效至基本稳定的状态适用于由高温成型过程冷却后，进行冷加工或矫直、矫平以提高强度的产品T3固溶热处理后进行冷加工，再经自然时效至基本稳定的状态适用于在固溶热处理后，进行冷加工或矫直、矫平以提高强度的产品T4固溶热处理后自然时效至基本稳定的状态适用于固溶热处理后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品T5由高温成型过程冷却，然后进行人工时效状态适用于由高温成型过程冷却后，不经过冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限），予以人工时效的产品T6固溶热处理后进行人工时效的状态适用于固溶热处理后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品T7固溶热处理后进行过时效的状态适用于固溶热处理后，为获取某些