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/T 16474-1996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/T 16474-1996）

根据GB/T 3190-1996的说明，GB 3190-82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/T 3190-1996）

注：① Al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/T 1173-1995）

注：① Al为余量；② J—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

⑴ Al-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。 ⑵ Al-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。 ⑶ Al-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。

⑷ Al-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。