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1系至9系鋁合金的分類特性及典型應用

  • 發布時間:2025-08-14
  • 作者:材數庫
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一、鋁及鋁合金定義

  鋁:鋁是一種銀白色的輕金屬,其密度小,具有優良的導電性、導熱性。化學性質較為活潑,在空氣中易與氧發生反應,形成一層致密的氧化膜,這層氧化膜能夠阻止鋁進一步被氧化,從而使鋁具備一定的抗蝕性。按照純度劃分,鋁可分為高純鋁(Al≥99.999%)、工業高純鋁(Al≥ 99.90%)和工業純鋁(Al≥99.00%) 。在變形鋁及鋁合金牌號體系中,工業純鋁屬于1XXX系 。

  鋁合金:通常情況下,工業純鋁在強度等性能方面難以滿足眾多服役要求。因此,一般會以鋁作為基體,加入少量的一種或多種金屬元素(如銅、鎂、鋅、硅、錳等)或者非金屬元素,通過合金化的方式顯著提升其性能。鋁合金具有比強度和比剛度高的特點,彈性與塑性良好,抗沖擊性能佳,同時還具備優異的成形和加工性能,能夠進行精密鑄造以及粉末冶金成形等。


二、鋁及鋁合金產品分類

  1、變形鋁及鋁合金產品

  板材:薄板、厚板、母板、熱軋板、冷軋板、鑄軋板、包鋁板、釬焊板、波紋板、壓型板、壓花板、花紋板

  帶材:母帶、熱軋帶、冷車帶、釬焊帶、鑄軋帶、連鑄連軋帶

  箔材:無零箔、單零箔、雙零箔、壓花箔、單面光鋁箔、雙面光鋁箔

  管材:無縫管、有縫管、擠壓管、拉制管、軋制管、旋壓管、鍛壓管、壓花管、變斷面管、焊接管

  棒材:擠壓棒、拉制棒、軋制棒

  線材:擠壓線、拉制線、連鑄連軋線、并線、絞合線

  型材:空心型材、實心型材、多孔微通道扁管型材

  鍛件:橫鍛件、自由鍛件、軋環


三、1系~9系鋁及鋁合金

組別牌號系列
純鋁(Al≥99.00%)1XXX
Cu為主要合金元素的鋁合金2XXX
Mn為主要合金元系的鋁合金3XXX
Si為主要合金元累的鋁合金4XXX
Mg為主要合金元的鋁合金5XXX
MgSi為主要合金元素并以Mg2Si相為強化相的鋁合金6XXX
Zn為主要合金元素的鋁合金7XXX
其他合金為主要合金元素的鋁合金8XXX
備用合金組9XXX

  • 1系鋁合金特性及應用

  1系鋁合金是純度最高的鋁系列,含鋁量≥99.00%,典型牌號包括1050、1070和1100。

  物理與化學特性

  密度:約2.7 g/cm3,輕質優勢明顯。

  導電/導熱性:導電率達61% IACS,導熱率50% IACS,適用于電纜和散熱器件。

  耐蝕性:表面形成致密氧化膜,抗腐蝕性能優異。

  加工與成形性能

  成形性:塑性好,易軋制、擠壓、拉伸,回彈小,適合復雜零件加工。

  表面處理:可陽極氧化(增強耐蝕性、裝飾性)、電鍍、噴涂,適應不同需求。

  典型應用

  1100:飲料罐、食品包裝。

  1050/1070:電纜護套、建筑裝飾面板。

  其他領域:電子設備、汽車輕量化部件等。


  • 2系鋁合金特性及應用

  2系鋁合金以銅(3~5%)為主要合金元素,典型牌號包括2014、2024等,具有高強度與良好加工性能。

  物理與機械特性

  密度:約2.78 g/cm3。

  強度:抗拉強度(σb)可達400 MPa以上,通過固溶+時效熱處理可進一步提升。

  導電/導熱性:電導率約40% IACS。

  硬度與加工:銅元素強化基體,加工硬化能力強,冷加工可進一步提高強度。

  耐蝕性與局限性

  耐蝕性較差:易受晶間腐蝕,尤其在焊接或熱處理后,需采用防護措施(如特殊焊接工藝)。

  應用限制:不適合無防護的腐蝕環境,但高強度優勢在特定領域不可替代。

  典型應用

  航空領域2024合金用于飛機翼梁、發動機活塞等結構件。

  交通運輸:高速列車、汽車高強度零部件。

  工業部件:需高強度和加工性能的機械零件。


  • 3系鋁合金特性及應用

  3系鋁合金以錳(1.0~1.5%)為主要合金元素,典型牌號包括3003、3105等,兼具良好防銹性能和加工性能。物理與機械特性

  密度:約2.7 g/cm3。強度:抗拉強度(σb)200~300 MPa。導電/導熱性:電導率約30% IACS。加工性能:適合軋制、擠壓等工藝,焊接性能優異。耐蝕性與優勢耐蝕性:錳元素顯著提升防銹能力,在潮濕或化學環境中優于1系和2系。輕質特性:保持鋁的輕量化優勢,適用于多種工業場景。

  典型應用

  包裝與建筑:3003合金用于飲料罐、食品包裝、建筑裝飾板。

  工業設備:化工罐體、船舶部件、燈具零部件。交通運輸:汽車車身件、散熱器;航空航天非結構件(如導油管)。


  • 4系鋁合金特性及應用

  4系鋁合金以硅(4.5~13.5%)為主要合金元素,典型牌號包括4032、4047等,具有優異的耐熱性和焊接性能。物理與機械特性密度:約2.7 g/cm3。強度:抗拉強度(σb)200~350 MPa。

  耐熱性:硅元素顯著提高熔點,高溫穩定性優異。

  加工性能:適合熱軋、冷軋、擠壓等工藝,焊接性能突出。

  導電/導熱性:保持鋁材料基本特性。

  特殊性能優勢耐磨性:硅元素提高硬度和耐磨性。熱穩定性:凝固時硅細化晶粒,增強高溫抗氧化性。焊接性:熔池穩定性好,適合高溫焊接應用。典型應用汽車領域:發動機部件、排氣系統等高溫組件。工業設備:化工管道、耐熱容器。電子電氣:散熱器、電子封裝材料。新興領域:新能源電池組件、航空航天耐熱部件。


  • 5系鋁合金特性及應用

  5系鋁合金以鎂(3~5%)為主要合金元素,典型牌號包括5005、5052、5083等,具有優異的輕量化特性和海洋環境耐蝕性。物理與機械特性密度:2.68~2.80 g/cm3,是鋁合金中最輕的系列之一。強度:中等強度水平,可通過熱處理適當提升。

  導電/導熱性:電導率約35% IACS。

  耐蝕性:特別適合海洋環境,鎂元素增強腐蝕產物穩定性。加工性能:成形性和焊接性優異,熔點較低便于加工。特殊性能優勢輕量化:低密度特性使其成為減重設計首選。環境適應性:在潮濕和鹽霧環境中表現突出。綜合性能:兼具良好強度、耐蝕性和可加工性。典型應用交通運輸:汽車車身、船舶結構(5083合金特常用于船體)壓力容器:5052合金用于儲罐、化工設備。海洋工程:海上平臺、碼頭設施等耐蝕結構件。新興領域:新能源汽車電池箱體、軌道交通輕量化部件。


  • 6系鋁合金特性及應用

  6系鋁合金以鎂(0.5~1.0%)和(0.2~0.6%)為主要合金元素,代表牌號包括6061、6063、6082等,是熱處理可強化的高性能鋁合金系列。物理與機械特性密度:約2.7 g/cm3。強度:σb值240~280 MPa,熱處理后性能顯著提升。加工性能:塑性變形能力優異,適合多種加工工藝。導電/導熱性:保持鋁材料基本特性。特殊性能優勢熱處理強化:通過固溶+時效處理可大幅提高強度。綜合性能:兼具良好耐蝕性、焊接性和表面處理性。穩定性:在自然環境和化學介質中表現穩定。典型應用航空航天:6061用于飛機結構件交通運輸:汽車零部件、自行車車架建筑領域:6063合金門窗、幕墻型材工業設備:機械結構件、電器外殼


  • 7系鋁合金特性及應用

  7系鋁合金以鋅、鎂、銅為主要合金元素,代表牌號包括7075、7050等,是鋁合金中強度最高的系列這一。物理與機械特性密度:約2.8 g/cm3。強度:σb值500 MPa以上。強化機制:通過固溶強化和時效強化獲得超高強度。特殊性能優勢超高強度:鋁合金中強度最高系列。加工性能:在保持超高強度同時具備良好加工性。航空級性能:兼具高強度與良好韌性。典型應用航空結構件:飛機翼梁、機身框架、起落架。航天領域:火箭結構件、衛星部件。軍工裝備:裝甲車輛、導彈殼體。


  • 8系鋁合金特性及應用

  8系鋁合金是特殊合金系列,通常含鋰、鐵等特殊元素,具有獨特的定制化性能特征,代表性牌號8011。物理與特性含鋰合金:高彈性模量

  含鐵合金:優異耐熱性可定制性:可根據需求調整合金成分

  密度:通過調整鋰含量可實現2.5-2.8 g/cm3的密度范圍,滿足不同輕量化需求。

  特殊性能優勢輕量化:含鋰合金實現超輕特性耐高溫:含鐵合金抗氧化性能突出多功能性:滿足特殊工況需求典型應用包裝領域:鋁箔(食品/藥品包裝)特種工業:高溫設備部件新興領域:航空航天特殊部件


  • 9系鋁合金特性及應用

  9系鋁合金目前被定義為備用合金,尚未有明確的特定應用領域,該系列合金的具體特性和用途可能因具體牌號而異。


  • 典型應用范圍

牌號主要應用領域
1050食品/化學工業擠壓盤管、軟管、煙花粉
1060化工設備(高抗蝕性要求)
1100化工產品容器、食品裝置、焊接件、熱交換器
1145絕熱鋁箔、熱交換器
1199電解電容器箔、光學反光膜
1350電線、導電絞線、變壓器帶材
2011螺釘、切削加工件
2014飛機鍛件/厚板、火箭燃料槽、卡車構架
2017鉚釘、機械零件、運輸工具結構件
2024飛機結構、導彈構件、卡車輪轂
2036汽車車身鈑金件
2048航空航天器結構件與兵器零件
2124航空航天器結構件
2218飛機發動機活塞、汽缸頭
2219航天火箭燃料槽(耐270-300℃)
23192219合金的焊條和填充焊料
2618航空發動機活塞和鍛件
2A01工作溫度≤100℃的結構鉚釘
2A02200-300℃的噴氣發動機壓氣機葉片
2A06150-250℃的飛機結構鉚釘
2A10高強度航空器鉚釘(≤100℃)
2A11飛機中等強度結構件、螺旋槳葉片
2A12航空器蒙皮、翼梁、建筑結構件
2A14復雜形狀鍛件與模鍛件
2A16250-300℃航天航空器零件
2A17225-250℃航空器零件
2A50復雜形狀中等強度零件
2A60航空發動機壓氣機輪、葉輪
2A70飛機蒙皮、發動機活塞
2A80高溫航空發動機零件
2A90航空發動機活塞
3003廚具、化工容器、壓力管道
3004易拉罐罐身、建筑部件
3105建筑隔斷、瓶蓋、落水管
3A21飛機油箱、建筑材料
5005導體、炊具、建筑裝飾件
5050冰箱內襯板、汽車油管
5052飛機油箱、船舶鈑金件
5056電纜護套鉚釘、農業捕蟲罩
5083艦艇焊接件、壓力容器
5086艦艇、低溫設備結構件
5154船舶結構、運輸槽罐
5182易拉罐蓋、汽車車身板
5252汽車裝飾件(陽極氧化)
5254過氧化氫容器
5356鋁鎂合金焊條及焊絲
5454海洋設施管道
5456裝甲板、船舶材料
5457汽車裝飾件(拋光氧化)
5652化工產品貯存容器
5657精細晶粒裝飾件
5A02飛機油箱、船舶結構件
5A03焊接結構容器
5A05飛機蒙皮骨架
5A06焊接容器受力零件
5A12防彈甲板
6005梯子、電視天線等結構件
6009汽車車身板
6010汽車車身薄板
6061卡車、船舶、機械零件
6063建筑型材、家具管材
6066焊接結構擠壓材料
6070重載焊接結構件
6101導電棒材與散熱器材
6151模鍛曲軸零件
6201高強度導電材料
6205耐高沖擊擠壓件
6262高抗蝕螺紋零件
6351車輛結構件、輸油管道
6463建筑型材、汽車裝飾件
6A02飛機發動機復雜鍛件
7005車輛桁架、體育器材
7039冷凍容器、軍用裝甲
7049飛機/導彈高強零件
7050飛機結構件(抗應力腐蝕)
7072空調鋁箔、包覆材料
7075飛機高應力結構件
7175航空器高強度結構件
7178航天器抗壓部件
7475機翼骨架、高韌性部件
7A04飛機蒙皮、起落架