铝材分类全攻略：牌号体系、性能特性与铸造选材指南
如何为不同铸造应用选择合适铝材？本文系统梳理铝分类体系、物理/力学性能、合金元素作用及选材指南。
铝是地壳第三丰富元素（仅次于氧、硅），因性能优异、用途广泛，广泛应用于造船、汽车、航空、装饰、户外家具、厨具等领域。铝材种类繁多，不同牌号性能差异大，铸造行为各异。准确分类认知是选材、保质、满足客户需求的前提。
铝基础知识
- 化学符号：Al
- 原子序数：13，原子量：27
- 自然界以氧化物形式存在（铝土矿、高岭土等），约 270 种含铝矿物
纯铝物理性能
- 银白色，外观优良
- 质软（仅次于金），密度仅为铁/铜 1/3（~2.7 g/cm³）
- 延展性极佳（第 6 位），导电导热性优
- 表面致密 Al₂O₃ 膜赋予优异耐腐蚀性
- 非磁性，常温空气中不燃烧
- 熔点低（660°C），利于熔炼
- 收缩率大（~6%），铸造性一般
纯铝力学性能
σb = 6 kg/mm², HB = 25, δ = 40%。屈服强度 7-11 MPa，易变形、切削加工性差。铝合金经添加合金元素后屈服强度可达 200-600 MPa，性能质变。
铝合金体系
定义
为改善纯铝性能，冶炼时加入 Cu、Mn、Mg、Si、Sn、Zn 等合金元素。按用途调整配比，获得目标性能。铝合金 = 铝基 + 合金元素，显著提升加工性、耐蚀性、导电性、强度等。
主要合金元素作用
| 合金元素 | 主要作用 |
|---|---|
| 铜 (Cu) | 提高强度、成形性 |
| 硅 (Si) | 降低熔点、增加流动性、改善铸造性能 |
| 锰 (Mn) | 增强强度、韧性 |
| 镁 (Mg) | 提高耐蚀性、强度 |
| Mg/Si | 协同强化强度、成形性、拉伸性能 |
| 锌 (Zn) | 配合 Mg、Cu 大幅提升耐久性 |
变形铝合金与铸造铝合金牌号体系
按成形方式分两大类：
变形铝合金（合金元素总量 <4%）
铝锭+合金元素熔炼 → 铸大锭 → 轧/锻/拉制成板、带、箔、线、棒、型材等。按主加元素分 1-8 系列：
- 1xxx：纯铝（≥99%），末两位表纯度（如 1350 = 99.50%）
- 2xxx：Al-Cu 系（可热处理强化）
- 3xxx：Al-Mn 系（不可热处理）
- 4xxx：Al-Si 系
- 5xxx：Al-Mg 系（不可热处理，如 5083、5183）
- 6xxx：Al-Mg-Si 系（可热处理）
- 7xxx：Al-Zn-Mg-Cu 系（可热处理，超高强）
- 8xxx：其他系
规则：系列号=主加元素组，第 2 位=变型序号（0=原始），后两位=序列识别码。仅 1xxx 系特殊，后两位直接表纯度。
铸造铝合金
直接铸造成最终形状或毛坯，Si 含量通常较高（改善流动性）。常用牌号按 ANSI/AA 或 ISO 标准，如 A356 (Al-Si-Mg)、A380 (Al-Si-Cu)、ADC12 (Al-Si-Cu-Mg) 等，广泛用于压铸、重力铸造、低压铸造。
铸造选材实战指南
| 应用场景 | 推荐牌号类型 | 关键考量 |
|---|---|---|
| 高压压铸薄壁件 | Al-Si-Cu 系 (ADC12, A380) | 流动性极佳、凝固收缩小、机加工性好 |
| 重力/低压铸造结构件 | Al-Si-Mg 系 (A356, 356.0) | T6 热处理后高强韧、耐蚀性好 |
| 高耐蚀/海洋环境 | Al-Mg 系 (5xxx) | 无 Si，阳极氧化效果佳、耐海水腐蚀 |
| 高强度航空/国防 | Al-Zn-Mg-Cu 系 (7xxx) | 热处理后强度极高，但应力腐蚀敏感 |
| 导电/导热部件 | 高纯铝/Al-Mg-Si (6xxx) | 平衡导电率与强度 |
选材需综合：铸造工艺适配性、力学性能指标、耐蚀等级、表面处理要求、成本预算、供应链稳定性。建议联合铸造厂冶金工程师，依据图纸与工况联合选型。
制造工艺