AA标准5180铝合金：含锌锆高性能合金规格全览
5180铝合金概述
5180铝合金是一种含锌（1.7-2.8%）和锆（0.08-0.25%）的特种5000系列铝镁合金。锌的加入提高了强度和响应热处理能力，锆则通过形成Al₃Zr析出相细化晶粒、抑制再结晶，显著改善焊接热影响区性能。该合金专为高强度焊接结构设计，广泛用于装甲防护、航空航天及高端装备制造。
基本物理性能
| 性能项目 |
数值 |
标准来源 |
| 密度 |
2.70 g/cm³ |
AA标准 |
力学性能
| 性能项目 |
数值范围 |
备注 |
| 弹性模量 |
69.0 - 70.0 GPa |
5000系列变形铝合金典型值 |
| 平面应变断裂韧性 |
22.0 - 35.0 MPa·√m |
5000系列变形铝合金典型值 |
| 泊松比 |
0.33 |
5000系列变形铝合金典型值 |
| 剪切模量 |
26.0 - 26.5 GPa |
5000系列变形铝合金典型值 |
热学性能
| 性能项目 |
数值范围 |
备注 |
| 热膨胀系数 |
2.2×10⁻⁵ - 2.5×10⁻⁵ 1/K |
5000系列变形铝合金典型值 |
| 最高使用温度 |
150.0 °C |
5000系列变形铝合金典型值 |
| 熔点范围 |
560.0 - 655.0 °C |
5000系列变形铝合金典型值 |
| 比热容 |
879.0 - 963.0 J/(kg·K) |
5000系列变形铝合金典型值 |
| 热导率 |
112.0 - 205.0 W/(m·K) |
5000系列变形铝合金典型值 |
电学性能
| 性能项目 |
数值范围 |
备注 |
| 电导率 |
18.0 - 31.0 MS/m |
5000系列变形铝合金典型值 |
| 电阻率 |
3.3×10⁻⁸ - 5.0×10⁻⁸ Ω·m |
5000系列变形铝合金典型值 |
化学成分（AA标准）
| 元素 |
含量（%） |
标准来源 |
| 铬 |
0.10 |
AA标准 |
| 铜 |
0.10 |
AA标准 |
| 镁 |
3.5 - 4.5 |
AA标准 |
| 锰 |
0.2 - 0.7 |
AA标准 |
| 钛 |
0.06 - 0.20 |
AA标准 |
| 锌 |
1.7 - 2.8 |
AA标准 |
| 锆 |
0.08 - 0.25 |
AA标准 |
注：余量为铝。锌提供固溶强化并可时效硬化，锆细化晶粒改善焊接性能，两者协同实现高强韧匹配。
工艺性能
| 性能项目 |
评价 |
| 加工成形性 |
良好。含锆细化晶粒改善热裂倾向，焊接性优于同强度非锆合金。冷成形能力中等，建议O态成形后时效强化。可阳极氧化但膜层颜色偏深。 |
典型应用领域
- 装甲防护：轻型装甲车辆、防弹面板、防护结构
- 航空航天：机身框架、起落架部件、发动机吊架
- 高端装备：精密机床基座、机器人结构件
- 海洋工程：深海耐压壳体、高强度管道
- 焊接结构：要求焊后免热处理的高强组件
材料选型建议
5180合金通过Zn+Zr微合金化实现「高强-高韧-良焊」三重平衡。选用要点：锆含量需严格控制（过高形成粗大Al₃Zr降低韧性）；焊接推荐5183/5356填充材料，焊后通常免去固溶时效；装甲应用常采用H131/H116态；耐蚀性优于2xxx/7xxx系，但盐雾环境建议表面转化膜+涂装防护。
