解码铝合金编号系统
铝是一种重量轻但强度惊人的金属,使其成为汽车、航空航天和电子行业许多应用的绝佳选择。除了耐用性和物理上的轻盈外,铝还因为其表面覆盖有一层坚固的氧化膜而具有耐腐蚀性。
由于铝容易与其他化学元素形成化合物,因此多年来开发了大量的铝合金。要制造铝合金并提高基础铝的某些品质,您必须在纯铝中添加化学元素。这需要在金属熔化时将这些元素(例如镁、硅、锌或铜)与铝彻底混合。这些元素可以提高铝的强度、密度、可加工性、导电性等。
铝合金可以根据其成分和回火显着变化。为防止混淆,铝合金根据铝合金编号系统进行命名和分类。这些系统可帮助设计师和工程师熟悉各种合金、它们的特性和常见应用。这有助于产品团队为特定零件选择合适的铝合金和制造方法。
锻铝系列号
铝业协会于 1954 年建立了锻造合金描述系统。该系统首次实施时,列出了 75 种化学成分——今天,已登记的活性化学元素有 530 多种,而且这个数字还在继续增长。
锻铝系列用四个数字命名元素,其中第一个数字代表主要合金元素,第二个数字表示特定合金的变体,第三和第四个数字是分配给系列中特定合金的任意数字。主页>
以下是变形铝系列中的主要合金剂:
1xxx — 至少 99.000 铝
铝不可能达到 100% 的纯度,但这种锻造系列类别中的铝至少含有 99% 的铝。出于所有意图和目的,1xxx 合金被认为是纯铝。值得注意的是,这种合金是锻造系列命名规则的例外——在 1xxx 合金名称中,最后两位数字代表 99 以上的铝的最小百分比。例如,合金 1350 由至少 99.50% 的铝组成。
纯铝具有出色的耐腐蚀性和可加工性,以及高导电性和导热性。出于这个原因,这种合金通常用于电气和化学应用。纯铝强度不是很高,很少用于结构应用,但应变硬化可以适度提高材料强度。
2xxx — 铜
这种锻造系列合金在很宽的温度范围内提供高强度和性能,并经常用于航空航天应用。一种著名的飞机铝合金是 2024 合金。然而,一些铜铝合金易受热和应力腐蚀开裂,被认为是不可焊接的,而其他 2xxx 合金可以使用正确的方法进行焊接。 2xxx 降低了铝的伸长率和抗拉强度,并且不像锻造系列中的其他合金那样提供良好的耐腐蚀性。
3xxx — 锰
3xxx 铝合金最初仅用于锅碗瓢盆,但现在广泛用于车辆和发电厂的热交换器部件。此类合金具有良好的温度稳定性和耐腐蚀性,适合在极端条件下使用。 3xxx 还具有良好的成型性和可加工性。 3003 是一种流行的锰合金,用于需要复杂形状的中等强度应用。
4xxx — 硅
硅降低了铝的熔点,并在熔化时提高了其流动性。出于这个原因,4xxx 合金经常用于熔焊丝和钎焊合金。硅本身是不可热处理的,但由于添加了铜或镁,许多 4xxx 合金对热处理反应良好。
5xxx — 镁
此类铝合金易于焊接,广泛用于造船、交通、桥梁建设和建筑领域。 5xxx 合金在海洋环境中具有良好的耐腐蚀性,是所有不可热处理合金中强度最高的。然而,镁含量超过 3% 至 3.5% 的 5xxx 合金不推荐用于 65.6°C (150°F) 以上的高温应用,因为它可能会产生应力腐蚀开裂。
6xxx — 镁和硅
6xxx 合金通常由大约 1.0% 的镁和硅组成,这会产生硅化镁。硅化镁可以支持提高强度、成型性和耐腐蚀性的固溶热处理。此锻造序列号用于整个焊接制造行业,主要用于结构部件和挤压件。
这些合金对凝固裂纹很敏感,这意味着它们不应在没有填充材料的情况下进行焊接——通常,6xxx 与 4xxx 或 5xxx 填充材料焊接以提高可焊性。一种主要的硅化镁合金是 6061,它是用途最广泛的可热处理铝合金之一。
7xxx — 锌
该锻造系列号包含一些强度最高的铝合金,最适合竞技体育设备或飞机和航空航天工业中的高性能应用。 7xxx 合金中锌的添加量范围为 0.8% 至 12%,并且可以与较小百分比的镁、铜和铬结合以提高热处理性能。
与 2xxx 一样,7xxx 包含适合和不适合焊接的合金——一种常见的焊接合金是 7005,主要与 5xxx 合金填料一起使用。强度最高的铝合金之一是 7075,通常用于机身结构和其他高应力应用。
锻铝系列的注意事项
重要的是要注意哪些铝合金是可热处理的,哪些是不可热处理的。这将有助于产品团队确定特定铝合金的适当应用,并在必要时保护组件免受高温影响。
- 2xxx、6xxx 和 7xxx 系列合金可热处理。
- 1xxx、3xxx 和 5xxx 系列变形铝合金不可热处理,仅允许应变硬化。
- 4xxx 系列包含一些可热处理合金,但主要是不可热处理合金。但是,大多数 4xxx 不可热处理合金在与其他可热处理合金混合时会对热处理产生反应。
在美国,我们主要使用变形铝合金系列,但也有其他的铝命名和组织系统,包括铸造铝合金系列。铸铝系列号看起来与上面的数字相似。铸铝系列使用三位数字和一位小数(xxx.x),其中第一位(Xxx.x)表示主要合金元素。
了解铝合金和回火
回火表明铝合金是否经过任何处理以提高机械性能,如拉伸强度、硬度或耐热性。回火在锻铝系列中显示为合金编号后的标记字母,例如3003-H。
应变硬化回火 (-H)
在合金 1xxx、3xxx、5xxx 和有时 4xxx 之后添加“-H”表示合金已经应变硬化,因为它们不能进行热处理。紧跟在 H 后面的数字表示它的处理过程:
- H1 — 应变硬化
- H2 — 应变硬化和部分退火
- H3 — 应变硬化和稳定
- H4 — 应变硬化并涂漆或上漆
应变硬化铝合金后跟两个数字,其中第二个数字表示从 0(完全退火,最软)到 8(最硬)的标度。例如,Aluminium 5052-H32 已经过应变硬化和稳定化处理,相对较软。
热处理和热处理回火 (-T)
在合金 2xxx、6xxx、7xxx 和一些 4xxx 之后添加“-T”表示合金已经过热处理、快速冷却或淬火或沉淀硬化。 T后面的数字表示它经历了哪个热处理过程。
- T1 — 从高温冷却并自然老化
- T2 — 高温冷却、冷加工和自然老化
- T3 — 固溶热处理、冷加工和自然时效
- T4 — 固溶热处理和自然时效
- T5 — 从高温冷却并人工老化
- T6 — 固溶热处理和人工时效
- T7 — 固溶热处理和稳定
- T8 — 固溶热处理、冷加工和人工时效
- T9 — 固溶热处理、人工时效和冷加工
- T10 — 高温冷却、冷加工和人工时效
沉淀硬化或热处理合金有时会包含一个附加数字,表示特定的最终性能,例如通过拉伸 (-T51) 或压缩 (-T52) 消除应力。
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虽然熟悉铝合金编号系统很重要,但我们不希望您熟记所有铝合金。为确保您为项目应用选择正确的铝合金,请寻求经验丰富的制造合作伙伴的帮助。
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