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铝合金的分类

魔猴君  知识堂   1450天前

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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。工业经济的飞速发展,对铝合金焊接结构件的需求日益增多,使铝合金的焊接性研究也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金。

纯铝分冶炼品和压力加工品两类,前者以化学成份Al表示,后者用汉语拼音LV(铝、工业用的)表示。铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金两大类:

形变铝合金能承受压力加工。可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、建筑用门窗等。 形变铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能,只能通过冷加工变形来实现强化,它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能,它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。

铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金,铝铜合金,铝镁合金,铝锌合金和铝稀土合金,其中铝硅合金又有过共晶硅铝合金,共晶硅铝合金,单共晶硅铝合金,铸造铝合金在铸态下使用。

一、铝合金分类之变形铝合金

一系:1000系列铝合金代表 1050、1060 、1100系列。在所有系列中1000系列属于含铝量最多的一个系列。纯度可以达到99.00%以上。由于不含有其他技术元素,所以生产过程比较单一,价格相对比较便宜,是目前常规工业中最常用的一个系列。目前市场上流通的大部分为1050以及1060系列。1000系列铝板根据最后两位阿拉伯数字来确定这个系列的最低含铝量,比如1050系列最后两位阿拉伯数字为50,根据国际牌号命名原则,含铝量必须达到99.5%以上方为合格产品。我国的铝合金技术标准(gB/T3880-2006)中也明确规定1050含铝量达到99.5%.同样的道理1060系列铝板的含铝量必须达到99.6%以上。    二系:2000系列铝合金代表2024、2A16(LY16)、 2A02(LY6)。2000系列铝板的特点是硬度较高,其中以铜原属含量最高,大概在3-5%左右。2000系列铝棒属于航空铝材,目前在常规工业中不常应用。     

三系:3000系列铝合金代表3003 、 3A21为主。我国3000系列铝板生产工艺较为优秀。3000系列铝棒是由锰元素为主要成分。含量在1.0-1.5之间,是一款防锈功能较好的系列。    四系:4000系列铝棒代表为4A01 4000系列的铝板属于含硅量较高的系列。通常硅含量在4.5-6.0%之间。属建筑用材料,机械零件,锻造用材,焊接材料;低熔点,耐蚀性好, 产品描述: 具有耐热、耐磨的特性     

五系:5000系列铝合金代表5052、5005、5083、5A05系列。5000系列铝棒属于较常用的合金铝板系列,主要元素为镁,含镁量在3-5%之间。又可以称为铝镁合金。主要特点为密度低,抗拉强度高,延伸率高。在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列.在常规工业中应用也较为广泛。在我国5000系列铝板属于较为成熟的铝板系列之一。   

六系:6000系列铝合金代表6061 主要含有镁和硅两种元素,故集中了4000系列和5000系列的优点6061是一种冷处理铝锻造产品,适用于对抗腐蚀性、氧化性要求高的应用。可使用性好,容易涂层,加工性好。     

七系:7000系列铝合金代表7075 主要含有锌元素。也属于航空系列,是铝镁锌铜合金,是可热处理合金,属于超硬铝合金,有良好的耐磨性. 目前基本依靠进口,我国的生产工艺还有待提高。     

八系:8000系列铝合金较为常用的为8011 属于其他系列,大部分应用为铝箔,生产铝棒方面不太常用。     

九系:9000系列铝合金是备用合金。    

二、铝合金的应用

各种飞机都以铝合金作为主要结构材料。飞机上的蒙皮、梁、肋、桁条、隔框和起落架都可以用铝合金制造。飞机依用途的不同,铝的用量也不一样。着重于经济效益的民用机因铝合金价格便宜而大量采用,如波音767客机采用的铝合金约占机体结构重量 81%。军用飞机因要求有良好的作战性能而相对地减少铝的用量,如最大飞行速度为马赫数 2.5的F-15高性能战斗机仅使用35.5%铝合金。有些铝合金有良好的低温性能,在-183~-253[2oc]下不冷脆,可在液氢和液氧环境下工作,它与浓硝酸和偏二甲肼不起化学反应,具有良好的焊接性能,因而是制造液体火箭的好材料。发射“阿波罗”号飞船的“土星” 5号运载火箭各级的燃料箱、氧化剂箱、箱间段、级间段、尾段和仪器舱都用铝合金制造。

航天飞机的乘员舱、前机身、中机身、后机身、垂尾、襟翼、升降副翼和水平尾翼都是用铝合金制做的。各种人造地球卫星和空间探测器的主要结构材料也都是铝合金。

以下是各种型号的应用领域:

1050: 食品、化学和酿造工业用挤压盘管,各种软管,烟花粉    

1060: 要求抗蚀性与成形性均高的场合,但对强度要求不高,化工设备是其典型用途    

1100: 用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部件,例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具    

1145 :包装及绝热铝箔,热交换器    

1199: 电解电容器箔,光学反光沉积膜    

1350 :电线、导电绞线、汇流排、变压器带材    

2011: 螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品     

2014:应用于要求高强度与硬度(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,多级火箭第一级燃料槽与航天器零件,卡车构架与悬挂系统零件    

2017:是第一个获得工业应用的2XXX系合金,目前的应用范围较窄,主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件,螺旋桨与配件     

2024:飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件  

2036: 汽车车身钣金件    

2048:航空航天器结构件与兵器结构零件    

2124:航空航天器结构件     

2218:飞机发动机和柴油发动机活塞,飞机发动机汽缸头,喷气发动机叶轮和压缩机环    

2219: 航天火箭焊接氧化剂槽,超音速飞机蒙皮与结构零件,工作温度为-270~300℃。 焊接性好,断裂韧性高,T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力    

2319:焊拉

2219:合金的焊条和填充焊料    

2618:模锻件与自由锻件。活塞和航空发动机零件   

2A01:工作温度小于等于100℃的结构铆钉     

2A02:工作温度200~300℃的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片    

2A06:工作温度150~250℃的飞机结构及工作温度125~250℃的航空器结构铆钉  

2A10:强度比2A01合金的高,用于制造工作温度小于等于100℃的航空器结构铆钉    

2A11 :飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件。航空器的中等强度的螺栓与铆钉    

2A12: 航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等,建筑与交通运输工具结构件  

2A14:形状复杂的自由锻件与模锻件     

2A16:工作温度250~300℃的航天航空器零件,在室温及高温下工作的焊接容器与气密座舱     

2A17:工作温度225~250℃的航空器零件    

2A50:形状复杂的中等强度零件   

2A60:航空器发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等    2A70 飞机蒙皮,航空器发动机活塞、导风轮、轮盘等   

2A80:航空发动机压气机叶片、叶轮、活塞、涨圈及其他工作温度高的零件    2A90 航空发动机活塞     

3003: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     

3004:全铝易拉罐罐身,要求有比3003合金更高强度的零部件,化工产品生产与贮存装置,薄板加工件,建筑加工件,建筑工具,各种灯具零部件     

3105:房间隔断、档板、活动房板、檐槽和落水管,薄板成形加工件,瓶盖、瓶塞等   

3A21:飞机油箱、油路导管、铆钉线材等;建筑材料与食品等工业装备等    

5005 与3003合金相似,具有中等强度与良好的抗蚀性。用作导体、炊具、仪表板、壳与建筑装饰件。阳极氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮,并与6063合金的色调协调一致    

5050:薄板可作为致冷机与冰箱的内衬板,汽车气管、油管与农业灌溉管;也可加工厚板、管材、棒材、异形材和线材等    

5052:此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度与中等的静态强度,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、五金制品等     

5056:镁合金与电缆护套铆钉、拉链、钉子等;包铝的线材广泛用于加工农业捕虫器罩,以及需要有高抗蚀性的其他场合   

5083:用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合,诸如舰艇、汽车和飞机板焊接件;需严格防火的压力容器、致冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹元件、装甲等

5086: 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合,例如舰艇、汽车、飞机、低温设备、电视塔、钻井装置、运输设备、导弹零部件与甲板等   

5154:焊接结构、贮槽、压力容器、船舶结构与海上设施、运输槽罐   

5182:薄板用于加工易拉罐盖,汽车车身板、操纵盘、加强件、托架等零部件  

5252:用于制造有较高强度的装饰件,如汽车等的装饰性零部件。在阳极氧化后具有光亮透明的氧化膜     

5254:过氧化氢及其他化工产品容器    

5356:焊接镁含量大于3%的铝-镁合金焊条及焊丝  

5454:焊接结构,压力容器,海洋设施管道     

5456:装甲板、高强度焊接结构、贮槽、压力容器、船舶材料   

5457:经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件   

5652:过氧化氢及其他化工产品贮存容器    

5657:经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件,但在任何情况下必须确保材料具有细的晶粒组织     

5A02:飞机油箱与导管,焊丝,铆钉,船舶结构件   

5A03:中等强度焊接结构,冷冲压零件,焊接容器,焊丝,可用来代替5A02合金   

5A05:焊接结构件,飞机蒙皮骨架    

5A06:焊接结构,冷模锻零件,焊拉容器受力零件,飞机蒙皮骨部件   

5A12:焊接结构件,防弹甲板     

6005:挤压型材与管材,用于要求强高大于6063合金的结构件,如梯子、电视天线等   

6009:汽车车身板     

6010:薄板:汽车车身    

6061:要求有一定强度、可焊性与抗蚀性高的各种工业结构性,如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、夹具、机械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材    

6063:建筑型材,灌溉管材以及供车辆、台架、家具、栏栅等用的挤压材料  

6066:锻件及焊接结构挤压材料    

6070:重载焊接结构与汽车工业用的挤压材料与管材   

6101:公共汽车用高强度棒材、电导体与散热器材等   

6151:用于模锻曲轴零件、机器零件与生产轧制环,供既要求有良好的可锻性能、高的强度,又要有良好抗蚀性之用  

6201:高强度导电棒材与线材    

6205:厚板、踏板与耐高冲击的挤压件    

6262:要求抗蚀性优于2011和2017合金的有螺纹的高应力零件   

6351:车辆的挤压结构件,水、石油等的输送管道    

6463:建筑与各种器具型材,以及经阳极氧化处理后有明亮表面的汽车装饰件   

6A02:飞机发动机零件,形状复杂的锻件与模锻件    

7005:挤压材料,用于制造既要有高的强度又要有高的断裂韧性的焊接结构,如交通运输车辆的桁架、杆件、容器;大型热交换器,以及焊接后不能进行固熔处理的部件;还可用于制造体育器材如网球拍与垒球棒    

7039:冷冻容器、低温器械与贮存箱,消防压力器材,军用器材、装甲板、导弹装置  

7049:用于锻造静态强度与7079-T6合金的相同而又要求有高的抗应力腐蚀开裂勇力的零件,如飞机与导弹零件——起落架液压缸和挤压件。零件的疲劳性能大致与7075-T6合金的相等,而韧性稍高    

7050:飞机结构件用中厚板、挤压件、自由锻件与模锻件。制造这类零件对合金的要求是:抗剥落腐蚀、应力腐蚀开裂能力、断裂韧性与抗疲劳性能都高    

7072 空调器铝箔与特薄带材;

2219、3003、3004、5050、5052、5154、6061、7075、7475、7178合金板材与管材的包覆层     

7075:用于制造飞机结构及期货 他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、模具制造     7175:用于锻造航空器用的高强度结构性。T736材料有良好的综合性能,即强度、抗剥落腐蚀与抗应力腐蚀开裂性能、断裂韧性、疲劳强度都高    

7178:供制造航空航天器的要求抗压屈服强度高的零部件   

7475:机身用的包铝的与未包铝的板材,机翼骨架、桁条等。其他既要有高的强度又要有高的断裂韧性的零部件     

7A04:飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落架.  

   

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