铝合金的牌号性能

铝合金的牌号、性能及用途1、变形铝合金⑴变形铝及铝合金牌号表示方法根据国家标准GB/T16474-1996规定，变形铝及铝合金可直接引用国际四位数字体系牌号。未命名为国际四位数字体系牌号的变形铝及铝合金，应采用四位字符牌号命名。两种编号方法如表8-1所示。表8-1变形铝及铝合金的编号方法（GB/T16474-1996）位数国际四位数字体系牌号四位字符牌号纯铝铝合金纯铝铝合金第一位为阿拉伯数字，表示铝及铝合金的组别。1表示铝含量不小于99.00%纯铝；2~9表示铝合金，组别按下列主要合金元素划分：2—Cu；3—Mn；4—Si；5—Mg；6—Mg+Si；7—Zn；8—其他元素；9—备用组第二位为阿拉伯数字，表示合金元素或杂质极限含量控制情况。0表示其杂质极限含量无特殊控制；2~9表示对一项或一项以上的单个杂质或合金元素极限含量有特殊控制为阿拉伯数字，表示改型情况。0表示为原始合金；2~9表示为改型合金为英文大写字母，表示原始纯铝的改型情况。A表示为原始纯铝；B~Y（C、I、L、N、O、P、Q、Z除外）表示为原始纯铝的改型，其元素含量略有变化为英文大写字母，表示原始合金的改型情况。A表示为原始合金；B~Y（C、I、L、N、O、P、Q、Z除外）表示为原始合金的改型，其化学成分略有变化最后两位为阿拉伯数字，表示最低铝百分含量中小数点后面的两位为阿拉伯数字，无特殊意义，仅用来识别同一组中的不同合金为阿拉伯数字，表示最低铝百分含量中小数点后面的两位为阿拉伯数字，无特殊意义，仅用来识别同一组中的不同合金根据GB/T3190-1996的说明，GB3190-82中的旧牌号仍可继续使用，其牌号用LF（防锈铝合金）、LY（硬铝合金）、LC（超硬铝合金）、LD（锻铝合金）加顺序号表示。⑵常用变形铝合金①防锈铝合金主要是Al-Mn和Al-Mg系合金。锰和镁的主要作用是提高抗蚀能力和塑性，并起固溶强化作用。防锈铝合金锻造退火后为单相固溶体组织，抗蚀性好，塑性高，易于变形加工，焊接性能好，但切削性能差。这类合金不能进行热处理强化，常利用加工硬化来提高其强度。常用的Al-Mn系合金有3A21（LF21），其抗蚀性和强度高于纯铝，用于制造油罐、油箱、管道、铆钉等需要弯曲、冲压加工的零件。常用的Al-Mg系合金有5A05（LF5），其密度比纯铝小，强度比Al-Mn合金高，在航空工业中得到广泛应用，如制造管道、容器、铆钉及承受中等载荷的零件。②硬铝合金主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量锰。这类合金可进行时效强化，也可进行变形强化。合金中铜和镁的作用是形成强化相CuAl2（相）和CuMgAl2（S相），产生时效硬化；锰的作用是提高抗蚀性，并起一定的固溶强化作用。硬铝合金的强度、硬度高，加工性能良好，但耐蚀性低于防锈铝合金。常用的硬铝合金如2A11（LY11）、2A12（LY12）等，用于制造冲压件、模锻件和铆接件，如螺旋桨、铆钉等。③超硬铝合金属Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量铬和锰。其强化相除相和S相外，还有MgZn2（相）和Al2Mg3Zn3（T相）等。时效强化效果超过硬铝合金，是时效后强度最高的一种铝合金。超硬铝合金的热态塑性好，但耐蚀性差。常用合金有7A04（LC4）、7A09（LC9）等，主要用于工作温度较低、受力较大的结构件，如飞机的大梁、起落架等。④锻铝合金有两类，一类是Al-Cu-Mg-Si系合金，镁和硅的作用是形成强化相Mg2Si。常用牌号有6A02（LD2）、2A50（LD5）、2B50（LD6）、2A14（LD10）等。这类合金可锻性好，力学性能高，主要用于制造形状复杂的锻件和模锻件，如喷气发动机的压气机叶轮、导风轮及飞机上的接头、框架、支杆等。另一类是Al-Cu-Mg-Fe-Ni系合金，铁和镍可形成耐热强化相Al9FeNi，为耐热锻铝合金。常用牌号有2A70（LD7）、2A80（LD8）、2A90（LD9）等。这类合金耐热性较好，主要用于制造150~225℃下工作的零件，如压气机叶片、超音速飞机的蒙皮等。常用变形铝合金的牌号、化学成分、力学性能及用途列于表8-2。表8-2常用变形铝合金的牌号、化学成分、力学性能及用途（摘自GB/T3190-1996）类别牌号(旧牌号)化学成分，%热处理状态力学性能用途举例SiFeCuMnMgZnTibMPa%HB防锈铝合金5A05(LF5)0.50.50.100.3~0.64.8~5.50.20退火2802070中载零件,焊接油箱,油管,铆钉等3A21(LF21)0.60.70.201.0~1.60.050.100.151302030焊接油箱,油管,铆钉等轻载零件及制品硬铝合金2A01(LY1)0.500.502.2~3.00.200.2~0.50.100.15淬火+自然时效3002470工作温度不超过100℃的中强铆钉2A11(LY11)0.70.73.8~4.80.4~0.80.4~0.80.300.15Ni0.10Fe+Ni0.742018100中强零件,如骨架,螺旋桨叶片,铆钉2A12(LY12)0.500.503.8~4.90.3~0.91.2~1.80.300.15Ni0.10Fe+Ni0.747017105高强,150℃以下工作零件,如梁,铆钉超硬铝合金7A04(LC4)0.500.501.4~2.00.2~0.61.8~2.85.0~7.00.10Cr0.10~0.25淬火+人工时效60012150主要受力构件,如飞机大梁,起落架7A09(LC9)0.500.501.2~2.00.152.0~3.05.1~6.10.10Cr0.16~0.306807190同上锻铝合金2A50(LD5)0.7~1.20.71.8~2.60.4~0.80.4~0.80.300.15Ni0.10Fe+Ni0.7淬火+人工时42013105形状复杂中等强度的锻件及模锻件2A70(LD7)0.350.9~1.51.9~2.50.201.4~1.80.300.02~0.1Ni0.9~1.541513120高温下工作的复杂锻件,内燃机活塞2A14(LD10)0.6~1.20.73.9~4.80.4~1.00.4~0.80.300.15Ni0.10效48019135承受高载荷的锻件和模锻件注：①Al为余量；②其他元素单个含量为0.05%，总量为0.10%2、铸造铝合金铸造铝合金主要有Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系和Al-Zn系四种，其代号分别用ZL1、ZL2、ZL3和ZL4加两位数字的顺序号表示（ZL表示“铸铝”）。表8-3为常用铸造铝合金的牌号、化学成分、力学性能及用途。表8-3常用铸造铝合金的牌号、化学成分、力学性能及用途（摘自GB/T1173-1995）类别代号牌号化学成分，%铸造方法热处理力学性能(不低于)用途举例SiCuMg其他bMPa%HB铝硅合金ZL102ZAlSi1210.0~13.0SBJSBJFFT2T2145155135145424350505050形状复杂的零件,如飞机,仪器零件，抽水机壳体ZL104ZAlSi9Mg8.0~10.50.17~0.35Mn0.2~0.5JJT1T61952351.527070220℃以下形状复杂零件,如电机壳体,汽缸体ZL105ZAlSi5Cu1Mg4.5~5.51.0~1.50.4~0.6JST5T72351750.517065250℃以下形状复杂件,汽缸头,机匣,液压泵壳ZL107ZAlSi7Cu46.5~7.53.5~4.5SBJT6T624527522.590100强度和硬度较高的零件ZL109ZAlSi12Cu1Mg1Ni111.0~13.00.5~1.50.8~1.3Ni0.8~1.5JJT1T61952450.5—90100较高温度下工作的零件，如活塞ZL111ZAlSi9Cu2Mg8.0~10.01.3~1.80.4~0.6Mn0.1~0.35Ti0.1~0.35SBJT6T62553151.5290100活塞及高温下工作的其他零件铝铜合金ZL201ZAlCu5Mn4.5~5.3Mn0.6~1.0Ti0.15~0.35SST4T5295335847090温度为175~300℃零件,如内燃机汽缸头,活塞ZL203ZAlCu44.0~5.0JJT4T5205225636070中等载荷、形状比较简单的零件铝镁合金ZL301ZAlMg109.5~11.0ST4280920大气或海水中工作,承受冲击载荷外形简单的零件,如舰船配件,氨用泵体等ZL303ZAlMg5Si10.8~1.34.5~5.5Mn0.1~0.4S,JF145155铝锌合ZL401ZAlZn11Si76.0~8.00.1~0.3Zn9.0~13.0JT12451.590结构形状复杂的汽车、飞机、仪器零件，也可金ZL402ZAlZn6Mg0.5~0.65Cr0.4~0.6Zn5.0~6.5Ti0.15~0.25JT1235470制造日用品注：①Al为余量；②J—金属模；S—砂模；B—变质处理；F—铸态；T1—人工时效；T2—退火；T4—固溶处理+自然时效；T5—固溶处理+不完全人工时效；T6—固溶处理+完全人工时效；T7—固溶处理+稳定化处理⑴Al-Si系铸造铝合金又称硅铝明。其中ZL102是含硅为12%的铝硅二元合金，称为简单硅铝明，在普通铸造条件下，其组织几乎全部为共晶体，由粗针状的硅晶体和固溶体组成（如图8-3(a)所示），强度和塑性都较差。生产上通常用钠盐变质剂进行变质处理，得到细小均匀的共晶体加一次固溶体组织（如图8-3(b)所示），以提高性能。加入其他合金元素的铝硅铸造合金称复杂（或特殊）硅铝明。Al-Si系铸造铝合金的铸造性能好，具有优良的耐蚀性、耐热性和焊接性能。简单硅铝明强度较低，不能热处理强化，用于制造形状复杂但强度要求不高的铸件，如飞机、仪表壳体等。复杂硅铝明可热处理强化，常用的代号有ZL101、ZL104、ZL105、ZL109等，用于制造低、中强度形状复杂的铸件，如电动机壳体、汽缸体、风机叶片、发动机活塞等。⑵Al-Cu系铸造铝合金这类合金的耐热性好，强度较高；但密度大，铸造性能、耐蚀性能差，强度低于Al-Si系合金。常用代号有ZL201、ZL203等，主要用于制造在较高温度下工作的高强零件，如内燃机汽缸头、汽车活塞等。⑶Al-Mg系铸造铝合金这类合金的耐蚀性好，强度高，密度小；但铸造性能差，耐热性低。常用代号为ZL301、ZL303等，主要用于制造外形简单、承受冲击载荷、在腐蚀性介质下工作的零件，如舰船配件、氨用泵体等。⑷Al-Zn系铸造铝合金这类合金的铸造性能好，强度较高，可自然时效强化；但密度大，耐蚀性较差。常用代号为ZL401、ZL402等，主要用于制造形状复杂受力较小的汽车、飞机、仪器零件。