铝合金全解析：性能、分级体系、牌号应用与产品形态

铝的基础属性

银灰色金属，地壳含量第3（次于氧、硅），占地核质量8%+。周期表第13号，符号Al。纯铝自然界不存（亲氧易结合），1824年首次制得。主矿铝土矿（40-50%水合氧化铝+硅酸盐+氧化铁）。化学性似钢/铜，但轻（密度1/3钢）、强、耐蚀、韧、极易回收。物理强度不如钢，但比强度高，成航空、窗框、船舶、高层首选。密度仅钢1/2.5，利于移动/便携场景。合金高韧高延展、易成型加工。优导电导热、不发火、无磁。回收能耗仅原铝5%，75%材料无损循环。熔点933.47K，沸点2743K。Al³⁺高电荷小半径，亲氧成氧化物赋存地壳非地幔。

五大核心特性

1. 轻量化

比重2.7 g/cm³（钢1/3）。降制造成本。汽车减重→降能耗+增载荷。合金调配适配性能：Al-Mn-Mg耐用强；Al-Mg-Si汽车板材首选。

2. 耐蚀性

天然氧化膜隔绝环境。车辆暴露腐蚀环境受益。合金耐蚀＞纯铝（海洋用Mg-Al系除外）。

3. 导电导热

按重量计导电率2倍铜。输电线首选。优秀散热器用于急需散热电器。

4. 反射性

优反射可见光/热辐射。轻量化→反射器/灯具/屋顶毯首选。冷屋面反射95%日照降室内热负荷。

5. 延展性

低熔点低密度→多工艺熔态成型。延展性保障设计流动性。板/箔/管/棒/线全覆盖。

分级体系：变形铝 vs 铸造铝

纯铝合金化改性能（成形性/耐蚀/加工性），需分级识别。铝协会维护标准牌号。按主合金元素+热力学性能分级。两大类分级体系独立：

变形铝合金（4位数字代码）

首位：主合金元素
次位：合金修正（0=原始，非0=修正，需IADS备案）
三四位：系列内序号（1xxx系表纯度）

系列	主合金元素
1xxx	≥99.00% Al
2xxx	Cu
3xxx	Mn
4xxx	Si
5xxx	Mg
6xxx	Mg+Si
7xxx	Zn
8xxx	其他

1xxx系

≥99% Al，无显性合金。耐蚀极佳、导电导热顶级、高延展慢加工硬化（剧烈变形首选）。可焊但熔融范围窄。力学强度最低。1100最通用：1xxx系最高强度、工业纯铝。散热器/热交换器、冷加工（弯/轧/拉/冲/旋）、热成型、常规焊接（电阻焊）、高压场景。仅冷加工硬化，不可热处理强化。

2xxx系

Cu 0.7-6.8% + 微量Si/Mn/Mg。Cu赋强硬、提加工性、宽温域保强。航空航天高性能高强首选。但降韧性/耐蚀。可热处理强化（时效析出Al₂Cu提硬）。焊接难（金属间化合物致热裂/应力腐蚀敏感，部分牌号禁弧焊）。2011：易切削合金，高速车削首选（碎屑好/表面光），耐蚀差需涂层/阳极，不宜成形焊接。2024：长周期重载结构件（抗断裂/韧性/裂纹扩展慢），需包覆/阳极改善耐蚀。

3xxx系

Mn 0.05-1.5%。强度＞纯铝且宽温稳定。耐蚀好、高延展成形好。不可热处理，冷加工硬化，可焊。3003最通用：1.5%Mn+0.1%Cu，性能似1100但抗拉强度↑20%。可钎焊/深拉/旋压/焊接。

4xxx系

Si 3.6-13.5% + 微量Cu/Mg。Si降熔点、改善熔态流动性。优质焊料/钎料。含Cu/Mg量决定可热处理性。热处理牌号适配焊接。

5xxx系

Mg 0.5-5.5%。不可热处理，冷加工硬化。退火态高延展、中等强度、易焊、高耐蚀、强碱耐蚀。含Mg>3.5%牌号高温易应力腐蚀。5005板材成形好（弯/旋/拉/冲/轧）、耐海洋环境。5083含Mn/Cr，耐工业化学品/海水、焊后保强。5052耐海洋环境最强、表面质量佳、复杂成形性优、非热处理强化系最高强度。

6xxx系

Si 0.2-1.8% + Mg 0.35-1.5%。可热处理强化（Si促析出硬化，但降延展；Cr/Mn抑再结晶可逆转）。焊接难（凝固裂纹敏感，需专业工艺）。6061：热处理系最通用“主力合金”，成形/耐蚀/焊接/机加全优。6063：挤压首选，高抗拉/耐蚀/表面光亮→阳极氧化佳，可焊、中等加工性。6262：易切削，高强、耐蚀好。