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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2.7 g / 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3 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）。
铝合金的牌号、状态和性能1 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2 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）。
铝的分类(1)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％^}98. 8％，其牌号有L1、L2、L3、L4、L5、L6等六种。
<2)铝合⾦：往纯铝中加⼊合⾦元素就得到了铝合⾦。
根据铝合⾦的加⼯⼯艺特性，可将它们分作形变铝合⾦和铸造铝合⾦两类。
形变铝合⾦塑性好，适宜于压⼒加⼯。
形变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。
主要铝合⾦牌号有：1024、2011、6060、6063、6061、6082、7075 铝的牌号： 1×××系列为：纯铝（铝含量不⼩于99.00%） 2×××系列为：以铜为主要合⾦元素的铝合⾦ 3×××系列为：以锰为主要合⾦元素的铝合⾦ 4×××系列为：以硅为主要合⾦元素的铝合⾦ 5×××系列为：以镁为主要合⾦元素的铝合⾦ 6×××系列为：以镁为主要合⾦元素并以Mg2Si相为强化相的铝合⾦ 7×××系列为：以锌为主要合⾦元素的铝合⾦ 8×××系列为：以其他元素为主要合⾦元素的铝合⾦ 9×××系列为：备⽤合⾦组 牌号的第⼆位字母表⽰原始纯铝或铝合⾦的改型情况，最后两位数表⽰，牌号的最后两位数字以标识同⼀组中不同的铝合⾦或表⽰铝的纯度。
1×××系列牌号的最后两位数表⽰为：最低铝含量的百分点。
牌号的第⼆位的字母表⽰原始纯铝的改型情况。
铝合金基本知识（一）一、铝合金的分类及组织特点１．铝合金的分类及性能特点合金元素含量1-变形铝合金;2-铸造铝合金;3-不能热处理强化;4-能热处理强化表1 铝合金分类二、铝合金的强化方法1．固溶强化在纯铝中加入合金元素（Si Cu Mg Zn Mn Ni……等），形成铝基固溶体，从而提高铝合金的力学性能。
2．时效强化合金元素在铝中的固溶度随温度的降低而减少，通过加热到一定温度、保温、淬火而得到过饱和的铝基固溶体，过饱和的铝基固溶体在室温下放置一段时间，或加热到某一温度，其强度、硬度随时间的延长而增高，塑性、韧性降低。
在室温下放置产生时效的现象叫自然时效。
加热产生时效的现象叫人工时效。
3．过剩相强化合金元素超过其极限溶解度时，这些合金元素与铝或元素间形成硬而脆的金属间化合物，在合金中起阻碍滑移和位错运动的作用，使强度、硬度提高，塑性、韧性降低。
4．变质处理加入微量元素（钛、锆、铍、锶、稀土等），在合金结晶时，作为晶核，起细化晶粒作用，提高合金的强度和塑性。
在铝合金液中加入微量钠或钠盐作为变质剂，进行变质处理，细化晶粒可以显著提高其强度和塑性。
5．冷作硬化金属材料在再结晶温度以下变形，变形后材料即被强化，强化的程度随变形程度、变形温度及材料的性质而不同。
同种材料，在同一温度下冷变形时，其变形程度越大，则强度越高。
这是不能热处理的防锈铝合金和纯铝的强化方法。
三、铸造铝合金1．铸造铝合金牌号○1在牌号的最前面用“Z”表示铸造，其后用化学元素符号及数字表示。
例如：ZAlSi7Mg表示该平均含硅量为7%,平均含镁量为1%的铸造镁合金。
○2用合金代号表示。
合金代号由字母“Z”，“L”（它们分别是“铸”、“铝”的汉语拼音第一个字母）及其后的三位数字组成。
ZL后面的第一位数字表示合金系列，1—表示铝硅合金；2—表示铝铜合金；3—表示铝镁合金；4—表示铝锌合金。
其后的两位数字是表示该组合金的顺序。
若为优质合金则在数字后加“A”，例如：ZL101A是铝硅合金，相当于ZAlSi7MgA。
1.铝材的分类（1）按有无合金成分，铝材分为纯铝及铝合金。
铝合金按合金系列又分为Al-Mn合金、Al-Cu合金、Al-Si合金和Al-Mg合金等。
（2）按压力加工能力，可分为变形铝和非变形铝（例如：铸铝）。
（3）按能否热处理强化，铝合金又分为非热处理强化铝和热处理强化铝。
铝没有同素异构体，纯铝、铝锰合金、铝镁合金等不可能通过热处理相变来提高强度。
但是，铝铜和铝镁硅等合金可通过固溶时效析出强化相提高强度，称为可热处理强化铝。
不能通过固溶时效析出强化相提高强度的称为不可热处理强化铝。
铝合金分为：1系：特点:含铝99.00%以上,导电性有好,耐腐蚀性能好,焊接性能好,强度低,不可热处理强化. 应用范围：高纯铝(含铝量99.9%以上)主要用于科学试验,化学工业及特殊用途.2系：特点：:以铜为主要合元素的含铝合金.也会添加锰、镁、铅和铋为了切削性。
如：2011合金，在熔练过程中要注意安全防护（会产生有害气体）。
2014合金用天航空工业，强度高。
2017合金比2014合金强度低一点，但比较容易加工。
2014可热处理强化。
缺点：晶间腐蚀倾向严重。
应用范围：航空工业（2014合金），螺丝（2011合金）和使用温度较高的行业（2017合金）。
3系：特点：以锰为主要合金元素的铝合金，不可热处理强化，耐腐蚀性能好，焊接性能好。
塑性好。
（接近超铝合金）。
缺点：强度低，但可以通过冷加工硬化来加强强度。
退火时容易产生粗大晶粒。
应用范围：飞机上使用的导油无缝管（3003合金），易拉罐（3004合金）。
4系：以硅为主，不常用。
部分4系可热处理强化，但也有部分4系合金不可热处理化。
5系：特点：以镁为主。
耐耐性能好，焊接性能好，疲劳强度好，不可热处理强化，只能冷加工提高强度。
应用范围：割草机的手柄、飞机油箱导管、防弹衣。
6系：特点：以镁和硅为主。
Mg2Si为主要强化相，目前应用最广泛的合金。
6063、6061用的最多、其它6082、6160、6125、6262、6060、6005、6463。
Al是地壳中含量最丰富的金属元素。
Al自18世纪初问世并命名以来，得到广泛的应用。
Al合金成为仅次于钢铁应用最广泛的有色金属。
Al最大特点是塑性和耐腐蚀性（特指耐氧化）。
优良性能：密度小纯Al密度接近2700kg/m3,约是Fe的35%；可强化可通过添加Mg、Zn、Cu、Mn、Si、Li、Sc等元素合金化，也可同过冷加工强化，和热处理强化；易加工 Al可用任何一种铸造方法铸造。
塑性好，可轧、拉、挤及其他机加工；耐腐蚀很好耐工业大气、海洋大气和水腐蚀；能抵抗多数酸和有机物；无低温脆性随温度的降低，强度和塑性不仅不会降低，反而提高；导电、导热性好仅次于Ag、Cu和Au；反射性强 Al抛光表面对白光反射率达80%以上，纯度越高，反射率越好；无磁性、冲击不生火花可作为仪表材料，电气设备的屏蔽材料，易燃、易爆物生成器材等；有吸音性对室内装饰有利，也可配制成阻尼合金；耐核辐射吸收截面仅次于Be、Mg、Zr；对照射生成的感应放射能衰减很快；美观阳极氧化着色后可获得五颜六色；根据成分和加工工艺性能特点，Al及Al合金可分为纯Al、铸造Al合金、变形Al合金三种。
1）纯Al按其纯度分为高纯Al、工业高纯Al和工业纯Al三类。
高纯Al（99.93%~99.996%）的牌号有L01、L02、L03、L04四种，编号越大，纯度越高。
高纯Al主要用于科研及电容器。
工业高纯Al（99.85%~99.9%）的牌号为L0、L00，主要用于制造Al箔、包Al及Al合金原料。
工业纯Al（98.0%~99.0%）其牌号为L1~L5，编号越大，纯度越低，主要用于配置Al基合金和制造导线、电缆和电容器。
2）铸造Al合金按加入主要合金元素不同，分为Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系、Al-Zn系四种合金。
合金牌号用“ZL”后跟三位数字表示。
第一位数表示合金系列，1为Al-Si系合金，2为Al-Cu系合金，3为Al-Mg系合金，4为Al-Zn系合金。
ZL101 ZL101的特点是成分简单，容易熔炼和铸造，铸造性能好，气密性好、焊接和切削加工性能也比较好，但力学性能不高。
适合铸造薄壁、大面积和形状复杂的、强度要求不高的各种零件，如泵的壳体、齿轮箱、仪表壳（框架）及家电产品上的零件等。
主要采用砂型铸造和金属型铸造。
Zl101A 由于是在ZL101的基础上加了微量Ti，细化了晶粒，强化了合金的组织，其综合性能高于Zl101、ZL102，并有较好的抗蚀性能，可用作一般载荷的工程结构件和摩托车、汽车及家电、仪表产品上的各种结构件的优质铸件。
其使用量目前仅次于ZL102。
多采用砂型和金属型铸造。
Zl102 这种合金的最大特点是流动性好，其它性能与ZL101差不多，但气密性比ZL101要好，可用来铸造各种形状复杂、薄壁的压铸件和强度要求不高的薄壁、大面积、形状复杂的金属或砂型铸件。
不论是压铸件还是金属型、砂型铸件，都是民用产品上用得最多的一个铸造铝合金品种。
Zl104 因其工晶体量多，又加入了Mn，抵消了材料中混入的Fe有害作用，有较好的铸造性能和优良的气密性、耐蚀性，焊接和切削加工性能也比较好，但耐热性能较差，适合制作形状复杂、尺寸较大的有较大负荷的动力结构件，如增压器壳体、气缸盖，气缸套等零件，主要用压铸，也多采用砂型和金属型铸造。
Zl105、ZL105A 由于加入了Cu，降低了Si的含量，其铸造性能和焊接性能都比ZL104差，但室温和高温强度、切削加工性能都比ZL104要好，塑性稍低，抗蚀性能较差。
适合用作形状复杂、尺寸较大、有重大负荷的动力结构件。
如增压器壳体、气缸盖、气缸套等零件。
Zl105A 是降低了ZL105的杂质元素Fe的含量，提高了合金的强度，具有比ZL105更好的力学性能，多采用铸造优质铸件。
ZL106 由于提高了Si的含量，又加入了微量的Ti、Mn，使合金的铸造性能和高温性能优于ZL105气密性、耐蚀性也较好，可用作一般负荷的结构件及要求气密性较好和在较高温度下工作的零件，主要采用砂型和金属型铸造。
ZL107 ZL107有优良的铸造性能和气密性能，力学性能也较好，焊接和切削加工性能一般，抗蚀性能稍差，适合制作承受一般动负荷或静负荷的结构件及有气密性要求的零件。
多用砂型铸造。
ZL108 ZL108由于含Si量较高，又加入了Mg、Cu、Mn，使合金的铸造性能优良，并且热膨胀系数小，耐磨性好，强度高，并具有较好的耐热性能。
但抗蚀性稍低。
适合制作内燃发动机的活塞及其它要求耐磨的零件以及要求尺寸、体积稳定的零件。
主要采用压铸和金属型铸造，也可采用砂型铸造。
ZL109 这是复杂合金化的Al-Si-Cu-Mg-Ni合金，由于含Si量提高，并加入了Ni，使合金具有优良的铸造性能和气密性能以及较高的高温强度，耐磨性和耐蚀性也得到提高，线膨胀系数和密度也有较大的降低，适合制作内燃发动机活塞及要求耐磨且尺寸、体积稳定的零件。
主要用金属型铸造和砂型铸造。
ZL111 ZL111是复杂合金化的合金能，由于还加入了Mn、Ti，使该合金有优良的铸造性能，较好的耐蚀性、气密性，高的强度。
其焊接和切削加工性能一般。
适合铸制形状复杂、承受重大负荷的动力结构件（如飞机发动机的结构件、水泵、油泵、叶轮等），要求气密性较好和在较高温度下工作的零件。
主要采用金属型和砂型铸造，也可采用压铸。
ZL114A ZL112是复杂合金化的合金能，由于还加入了Mn、Ti，使该合金有优良的铸造性能，较好的耐蚀性、气密性，高的强度。
其焊接和切削加工性能一般。
适合铸制形状复杂、承受重大负荷的动力结构件（如飞机发动机的结构件、水泵、油泵、叶轮等），要求气密性较好和在较高温度下工作的零件。
主要采用金属型和砂型铸造，也可采用压铸。
ZL115 有较好的铸造性能和较高的力学性能，主要用作大负荷的工程结构件及其它零件，如阀门壳体、叶轮等。
主要采用砂型和金属型铸造。
ZL116 因去掉了ZL115合金中的Zn、Sb，加入了Ti、Be两种微量元素，使合金的晶粒得到细化，杂志Fe的有害作用得到消减，从而使合金具有较好的铸造性能、气密性能及较高的力学性能。
适合铸制承受大载荷的动力结构件，如飞机、导弹上的一些零件和民用品上要求综合性能较好的各种零件。
主要用砂型和金属型铸造ZL117 ZL117合金是一种复杂合金化的Al-Cu-Mg过共晶型耐磨合金。
因其含Si量达19-22%，并加了微量元算Mn和稀土元素RE，使合金成为软基体上分布着许多硬度很高的初晶Si质点的高级耐磨材料，并有很好的铸造性能以及很好的室温和高温强度，低的热膨胀系数。
适合铸制内燃发动机活塞、刹车片及其它要求耐磨的活尺寸体积稳定的又有高强度的结构件。
主要用金属型铸造，也可用砂型铸造。
此外，航空工业部还研制了三种铝硅系合金（ZL112Y、ZL113Y、ZL117Y）。
ZL112Y和ZL113Y 都是Al-Si-Cu压铸合金，两者都有很好的铸造性能、气密性能及高的力学性能，适合铸制要求强度和工作温度较高、气密性好的零件，也可用作活塞等要求耐磨、尺寸体积稳定、传热性能好的其它零件。
主要用压铸也可用砂型和金属型铸造。
与Zl108合金不同的是降低了Si含量，提高了起固溶强化和析出硬化作用的Cu的含量，因而其室温和高温性能都比Zl108要好。
ZL201 ZL201有较好的室温和高温机械性能，塑性一般，焊接和切削加工性能一般，但流动性较差，有热裂倾向，抗蚀性较差，适合铸造较高温度（200-300℃）下工作的结构件或常温下承受较大动载荷或静载荷的零件，以及在低温（-70℃）工作的零件。
多用砂型铸造。
ZL201A 这种合金大大降低了杂质Fe、Si的含量，比ZL201有更高的室温和高温机械性能。
其切削加工和焊接性能好，但铸造性能较差。
可用于在300℃工作的零件或在常温下承受较大动或静载荷的零件。
多用砂型铸造。
ZL202 ZL202有比较好的铸造性能和较高的高温强度、硬度及耐磨性能，但抗蚀性较差。
适合铸制工作温度在250℃载荷不大的零件，如气缸头等。
主要用砂型铸造和金属型铸造。
ZL203 由于ZL203降低了Si的含量，流动性稍差，热裂倾向较大，抗蚀性也比较差，但有较好的高温强度和焊接及切削加工性能。
适合铸制工作温度在250℃以下承受载荷不大的零件以及常温下有较大载荷的零件，如仪表零件，曲轴箱体等。
多用砂型铸造和低压铸造。
ZL204A 这是高纯度、高强度铸造Al-Cu合金，也有较好的塑性和较好的焊接和切削加工性能，但铸造性能较差。
适合铸制有较大载荷的结构件，如支承座、支臂等零件。
多采用砂型铸造和低压铸造。
ZL205A 这是目前世界上使用强度最高的铝合金。
有较好的塑性和抗蚀性，切削加工和焊接性能优良，但铸造性能比较差。
适合铸制承受大载荷的结构件及一些气密性要求不高的零件。
主要采用砂型铸造、低压铸造，也可用金属型铸造。
ZL207 ZL207有很高的高温强度。
铸造性能一般，焊接和切削加工性能也一般，但室温强度不高。
适合铸制温度在400℃下工作的各种结构件。
如飞机发动机上的活门壳体、炼油行业中的一些耐热构件等。
多采用砂型铸造和低压铸造。
ZL209 ZL209合金的抗拉强度、屈服点、高温强度均比ZL201A高，焊接和切削加工性能也较好，但铸造性能和延伸率均较差。
适合铸制在较高温度下工作要求耐磨的各种构件，如内燃发动机上零件等。
多采用砂型铸造。
ZL301 这是现有铝合金中抗腐蚀能力最强的一个品种，切削加工性能很好，焊接性能也比较好，强度高，阳极氧化性能好，但铸造工艺复杂，操作麻烦，且铸件易产生疏松、热裂等缺陷。
适合铸造工作温度在150℃下的海水等腐蚀介质中有较大载荷的各种零件，如海洋舰船砂锅内的各种构件、石油行业的泵壳体、叶轮、框架等零件、多采用砂型铸造。
ZL303 高温强度比ZL301好，抗蚀能力好（比ZL301稍差），切削加工性能优越，焊接性能好，铸造性能比ZL301要好，不能热处理，使机械性能比ZL301低得多。
适合铸造在海水、化工、燃气等腐蚀介质下承受中等载荷的航空发动机、导弹、内燃机、化工泵、油泵、石化气泵壳、转子、叶片等零件。
主要用压力铸造和砂型铸造。
ZL305 ZL305因加入了Zn，降低了Mg的含量，铸造性能和自然时效后的组织稳定性均比ZL301和ZL303合金好，形成疏松、热裂的倾向小。
又因为添加了Ti、Be两微量元素，适该合金的综合性能好，抗应力腐蚀能力强，但高温下的力学性能差。
适合铸制承受较大载荷的在100℃以下的海水、化工、燃气等腐蚀介质中工作的航空机、内燃机、化工泵、油泵、石化气泵泵壳、转子、叶片等零件。
主要采用砂型铸造。
ZL401 ZL401铸造性能很好，缩孔和热裂倾向小，有较高的机械性能，焊接和切削加工性能好，但比重大、塑性低，耐蚀性较差。
多用作压铸和模具、模板及工作温度不超过200℃、承受中等载荷的航空机、内燃机、车辆等产品上的结构件。
主要用压力铸造，也用砂型和金属型铸造。
ZL402 铸造性能较好，熔炼、铸造工艺较复杂，力学性能比ZL401好，切削加工性能优良，可加工出光洁度很高的表面，焊接性能和抗蚀性能好，时效处理后尺寸稳定，但比重大。
多用左承受比较大的载荷的各种工程结构件，静载件，仪表上的各种零件、舰船、车辆上的各种零件。
多用砂型或金属型铸造。
也可用低压铸造、石膏型精铸等方法铸造。
