铝及铝合金的应用与特性

铝及铝合金在工业上是仅次于钢的一种重要金属，尤其是在航空、航天、电力工业及日常用品中广泛应用。

1）纯铝

铝含量不低于99.00%时为纯铝。纯铝的熔点为657℃，密度为2.72g／cm3。纯铝具有良好的导电和导热性能，在大气中有良好的耐蚀性。纯铝强度低、硬度低（σb＝80～100MPa，硬度为20HBW），塑性好（δ＝30%～50%，ψ＝80%）。所以铝适用于各种冷、热压力加工，制成丝、线、箔、片、棒、管和带等。铝的导电和导热性能良好，仅次于银、铜、金，居第四位。

工业纯铝的牌号用1×××系列表示，常用牌号有1070A（L1）、1060A（L2）、1050A（L3）、1035（L4）、1200（L5）等，其中括号中为老牌号，后两位数字表示99%小数点后面的两位，纯度逐渐降低。工业纯铝通常用来制造导线、电缆及生活用品，或作为生产铝合金的原材料。

2）铝合金

铝合金根据成分和生产工艺可分为形变铝合金和铸造铝合金。形变铝合金加热时能形成单相固溶体组织，塑性好，适用于压力加工。铸造铝合金熔点低，流动性好，适用于铸造成形。

（1）形变铝合金。

①防锈铝。主要有Al-Mg（Mn）合金。该合金耐蚀性很高，有良好的塑性和焊接性能，不能热处理强化，故强度较低，通常用加工硬化的方式来提高其强度。这类合金的常用牌号有5A05（LF5）、3A21（LF21）。牌号第一位数“5”表示以镁为主要合金元素，“3”表示以锰为主要合金元素，后两位为合金顺序号。

②硬铝。硬铝主要指Al-Cu-Mg-Mn系合金，经固溶处理加自然时效，能获得较高的强度，常用于仪器、仪表。硬铝的耐蚀性差。其常用牌号有2A11（LY11）、2A12（LY12）。牌号第一位数“2”表示以铜为主要合金元素，后两位为合金顺序号。

③超硬铝。超硬铝是在硬铝的基础上加入锌后形成的Al-Cu-Mg-Zn合金。经固溶处理加人工时效，其强度超过硬铝，是目前强度最高的铝合金。超硬铝的耐蚀性较差。常用牌号有7A04（LC4）、7A09（LC9）。牌号第一位数“7”表示以锌为主要合金元素。超硬铝合金主要用于制作质量轻而受力较大的结构件，如飞机大梁、起落架、整体隔板等，还可制作板材、型材及模锻件等。

④锻铝。锻铝大多是Al-Cu-Mg-Si合金，经固溶处理加人工时效，强度与硬铝相当。锻铝有良好的锻造性能，常用于形状复杂的锻件。其常用牌号有2A50、2A70、2A14。

常用形变铝合金的代号、热处理状态、性能及用途如表1-11所示。(www.xing528.com)

表1-11　常用形变铝合金的代号、热处理状态、性能及用途

续　表

（2）铸造铝合金

铸造铝合金可分为Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系、Al-Zn系四种。铸造铝合金的牌号用字母Z＋铝的元素符号＋主要合金元素的化学符号＋数字表示。数字表示该元素的平均含量。例如ZAlSi9Mg表示硅的平均含量为9%，镁的平均含量小于1%的铸造铝合金。

①铝硅铸造合金。该类合金有良好的铸造性能，密度小，常用于制造要求重量轻的、形状复杂的工件。

ZAlSi12是典型的铝硅合金，不但铸造性能好，而且有良好的耐蚀性。不能热处理强化，生产上常用变质处理来提高强度。

②其他铸造铝合金。铝铜合金有较高的耐热性。其常用牌号为ZAlCu5Mn，适用于制造内燃机汽缸头、活塞等在较高温度下工作的工件。

铝镁合金有良好的耐蚀性。其常用牌号为ZAlMg10，适用于制造舰船配件等在大气或海水中工作的工件。

铝锌合金铸造性能良好，强度高。其常用牌号为ZAlZn11Si7，适用于制造汽车、飞机上形状复杂的工件。