1系至9系铝合金的分类特性及典型应用

  • 发布时间:2025-08-14
  • 作者:材数库
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一、铝及铝合金定义

  铝:铝是一种银白色的轻金属,其密度小,具有优良的导电性、导热性。化学性质较为活泼,在空气中易与氧发生反应,形成一层致密的氧化膜,这层氧化膜能够阻止铝进一步被氧化,从而使铝具备一定的抗蚀性。按照纯度划分,铝可分为高纯铝(Al≥99.999%)、工业高纯铝(Al≥ 99.90%)和工业纯铝(Al≥99.00%) 。在变形铝及铝合金牌号体系中,工业纯铝属于1XXX系 。

  铝合金:通常情况下,工业纯铝在强度等性能方面难以满足众多服役要求。因此,一般会以铝作为基体,加入少量的一种或多种金属元素(如铜、镁、锌、硅、锰等)或者非金属元素,通过合金化的方式显著提升其性能。铝合金具有比强度和比刚度高的特点,弹性与塑性良好,抗冲击性能佳,同时还具备优异的成形和加工性能,能够进行精密铸造以及粉末冶金成形等。


二、铝及铝合金产品分类

  1、变形铝及铝合金产品

  板材:薄板、厚板、母板、热轧板、冷轧板、铸轧板、包铝板、钎焊板、波纹板、压型板、压花板、花纹板

  带材:母带、热轧带、冷车带、钎焊带、铸轧带、连铸连轧带

  箔材:无零箔、单零箔、双零箔、压花箔、单面光铝箔、双面光铝箔

  管材:无缝管、有缝管、挤压管、拉制管、轧制管、旋压管、锻压管、压花管、变断面管、焊接管

  棒材:挤压棒、拉制棒、轧制棒

  线材:挤压线、拉制线、连铸连轧线、并线、绞合线

  型材:空心型材、实心型材、多孔微通道扁管型材

  锻件:横锻件、自由锻件、轧环


三、1系~9系铝及铝合金

组别牌号系列
纯铝(Al≥99.00%)1XXX
Cu为主要合金元素的铝合金2XXX
Mn为主要合金元系的铝合金3XXX
Si为主要合金元累的铝合金4XXX
Mg为主要合金元的铝合金5XXX
MgSi为主要合金元素并以Mg2Si相为强化相的铝合金6XXX
Zn为主要合金元素的铝合金7XXX
其他合金为主要合金元素的铝合金8XXX
备用合金组9XXX

  • 1系铝合金特性及应用

  1系铝合金是纯度最高的铝系列,含铝量≥99.00%,典型牌号包括1050、1070和1100。

  物理与化学特性

  密度:约2.7 g/cm³,轻质优势明显。

  导电/导热性:导电率达61% IACS,导热率50% IACS,适用于电缆和散热器件。

  耐蚀性:表面形成致密氧化膜,抗腐蚀性能优异。

  加工与成形性能

  成形性:塑性好,易轧制、挤压、拉伸,回弹小,适合复杂零件加工。

  表面处理:可阳极氧化(增强耐蚀性、装饰性)、电镀、喷涂,适应不同需求。

  典型应用

  1100:饮料罐、食品包装。

  1050/1070:电缆护套、建筑装饰面板。

  其他领域:电子设备、汽车轻量化部件等。


  • 2系铝合金特性及应用

  2系铝合金以铜(3~5%)为主要合金元素,典型牌号包括2014、2024等,具有高强度与良好加工性能。

  物理与机械特性

  密度:约2.78 g/cm³。

  强度:抗拉强度(σb)可达400 MPa以上,通过固溶+时效热处理可进一步提升。

  导电/导热性:电导率约40% IACS。

  硬度与加工:铜元素强化基体,加工硬化能力强,冷加工可进一步提高强度。

  耐蚀性与局限性

  耐蚀性较差:易受晶间腐蚀,尤其在焊接或热处理后,需采用防护措施(如特殊焊接工艺)。

  应用限制:不适合无防护的腐蚀环境,但高强度优势在特定领域不可替代。

  典型应用

  航空领域2024合金用于飞机翼梁、发动机活塞等结构件。

  交通运输:高速列车、汽车高强度零部件。

  工业部件:需高强度和加工性能的机械零件。


  • 3系铝合金特性及应用

  3系铝合金以锰(1.0~1.5%)为主要合金元素,典型牌号包括3003、3105等,兼具良好防锈性能和加工性能。物理与机械特性

  密度:约2.7 g/cm³。强度:抗拉强度(σb)200~300 MPa。导电/导热性:电导率约30% IACS。加工性能:适合轧制、挤压等工艺,焊接性能优异。耐蚀性与优势耐蚀性:锰元素显著提升防锈能力,在潮湿或化学环境中优于1系和2系。轻质特性:保持铝的轻量化优势,适用于多种工业场景。

  典型应用

  包装与建筑:3003合金用于饮料罐、食品包装、建筑装饰板。

  工业设备:化工罐体、船舶部件、灯具零部件。交通运输:汽车车身件、散热器;航空航天非结构件(如导油管)。


  • 4系铝合金特性及应用

  4系铝合金以硅(4.5~13.5%)为主要合金元素,典型牌号包括4032、4047等,具有优异的耐热性和焊接性能。物理与机械特性密度:约2.7 g/cm³。强度:抗拉强度(σb)200~350 MPa。

  耐热性:硅元素显著提高熔点,高温稳定性优异。

  加工性能:适合热轧、冷轧、挤压等工艺,焊接性能突出。

  导电/导热性:保持铝材料基本特性。

  特殊性能优势耐磨性:硅元素提高硬度和耐磨性。热稳定性:凝固时硅细化晶粒,增强高温抗氧化性。焊接性:熔池稳定性好,适合高温焊接应用。典型应用汽车领域:发动机部件、排气系统等高温组件。工业设备:化工管道、耐热容器。电子电气:散热器、电子封装材料。新兴领域:新能源电池组件、航空航天耐热部件。


  • 5系铝合金特性及应用

  5系铝合金以镁(3~5%)为主要合金元素,典型牌号包括5005、5052、5083等,具有优异的轻量化特性和海洋环境耐蚀性。物理与机械特性密度:2.68~2.80 g/cm³,是铝合金中最轻的系列之一。强度:中等强度水平,可通过热处理适当提升。

  导电/导热性:电导率约35% IACS。

  耐蚀性:特别适合海洋环境,镁元素增强腐蚀产物稳定性。加工性能:成形性和焊接性优异,熔点较低便于加工。特殊性能优势轻量化:低密度特性使其成为减重设计首选。环境适应性:在潮湿和盐雾环境中表现突出。综合性能:兼具良好强度、耐蚀性和可加工性。典型应用交通运输:汽车车身、船舶结构(5083合金特常用于船体)压力容器:5052合金用于储罐、化工设备。海洋工程:海上平台、码头设施等耐蚀结构件。新兴领域:新能源汽车电池箱体、轨道交通轻量化部件。


  • 6系铝合金特性及应用

  6系铝合金以镁(0.5~1.0%)和(0.2~0.6%)为主要合金元素,代表牌号包括6061、6063、6082等,是热处理可强化的高性能铝合金系列。物理与机械特性密度:约2.7 g/cm³。强度:σb值240~280 MPa,热处理后性能显著提升。加工性能:塑性变形能力优异,适合多种加工工艺。导电/导热性:保持铝材料基本特性。特殊性能优势热处理强化:通过固溶+时效处理可大幅提高强度。综合性能:兼具良好耐蚀性、焊接性和表面处理性。稳定性:在自然环境和化学介质中表现稳定。典型应用航空航天:6061用于飞机结构件交通运输:汽车零部件、自行车车架建筑领域:6063合金门窗、幕墙型材工业设备:机械结构件、电器外壳


  • 7系铝合金特性及应用

  7系铝合金以锌、镁、铜为主要合金元素,代表牌号包括7075、7050等,是铝合金中强度最高的系列这一。物理与机械特性密度:约2.8 g/cm³。强度:σb值500 MPa以上。强化机制:通过固溶强化和时效强化获得超高强度。特殊性能优势超高强度:铝合金中强度最高系列。加工性能:在保持超高强度同时具备良好加工性。航空级性能:兼具高强度与良好韧性。典型应用航空结构件:飞机翼梁、机身框架、起落架。航天领域:火箭结构件、卫星部件。军工装备:装甲车辆、导弹壳体。


  • 8系铝合金特性及应用

  8系铝合金是特殊合金系列,通常含锂、铁等特殊元素,具有独特的定制化性能特征,代表性牌号8011。物理与特性含锂合金:高弹性模量

  含铁合金:优异耐热性可定制性:可根据需求调整合金成分

  密度:通过调整锂含量可实现2.5-2.8 g/cm³的密度范围,满足不同轻量化需求。

  特殊性能优势轻量化:含锂合金实现超轻特性耐高温:含铁合金抗氧化性能突出多功能性:满足特殊工况需求典型应用包装领域:铝箔(食品/药品包装)特种工业:高温设备部件新兴领域:航空航天特殊部件


  • 9系铝合金特性及应用

  9系铝合金目前被定义为备用合金,尚未有明确的特定应用领域,该系列合金的具体特性和用途可能因具体牌号而异。


  • 典型应用范围

牌号主要应用领域
1050食品/化学工业挤压盘管、软管、烟花粉
1060化工设备(高抗蚀性要求)
1100化工产品容器、食品装置、焊接件、热交换器
1145绝热铝箔、热交换器
1199电解电容器箔、光学反光膜
1350电线、导电绞线、变压器带材
2011螺钉、切削加工件
2014飞机锻件/厚板、火箭燃料槽、卡车构架
2017铆钉、机械零件、运输工具结构件
2024飞机结构、导弹构件、卡车轮毂
2036汽车车身钣金件
2048航空航天器结构件与兵器零件
2124航空航天器结构件
2218飞机发动机活塞、汽缸头
2219航天火箭燃料槽(耐270-300℃)
23192219合金的焊条和填充焊料
2618航空发动机活塞和锻件
2A01工作温度≤100℃的结构铆钉
2A02200-300℃的喷气发动机压气机叶片
2A06150-250℃的飞机结构铆钉
2A10高强度航空器铆钉(≤100℃)
2A11飞机中等强度结构件、螺旋桨叶片
2A12航空器蒙皮、翼梁、建筑结构件
2A14复杂形状锻件与模锻件
2A16250-300℃航天航空器零件
2A17225-250℃航空器零件
2A50复杂形状中等强度零件
2A60航空发动机压气机轮、叶轮
2A70飞机蒙皮、发动机活塞
2A80高温航空发动机零件
2A90航空发动机活塞
3003厨具、化工容器、压力管道
3004易拉罐罐身、建筑部件
3105建筑隔断、瓶盖、落水管
3A21飞机油箱、建筑材料
5005导体、炊具、建筑装饰件
5050冰箱内衬板、汽车油管
5052飞机油箱、船舶钣金件
5056电缆护套铆钉、农业捕虫罩
5083舰艇焊接件、压力容器
5086舰艇、低温设备结构件
5154船舶结构、运输槽罐
5182易拉罐盖、汽车车身板
5252汽车装饰件(阳极氧化)
5254过氧化氢容器
5356铝镁合金焊条及焊丝
5454海洋设施管道
5456装甲板、船舶材料
5457汽车装饰件(抛光氧化)
5652化工产品贮存容器
5657精细晶粒装饰件
5A02飞机油箱、船舶结构件
5A03焊接结构容器
5A05飞机蒙皮骨架
5A06焊接容器受力零件
5A12防弹甲板
6005梯子、电视天线等结构件
6009汽车车身板
6010汽车车身薄板
6061卡车、船舶、机械零件
6063建筑型材、家具管材
6066焊接结构挤压材料
6070重载焊接结构件
6101导电棒材与散热器材
6151模锻曲轴零件
6201高强度导电材料
6205耐高冲击挤压件
6262高抗蚀螺纹零件
6351车辆结构件、输油管道
6463建筑型材、汽车装饰件
6A02飞机发动机复杂锻件
7005车辆桁架、体育器材
7039冷冻容器、军用装甲
7049飞机/导弹高强零件
7050飞机结构件(抗应力腐蚀)
7072空调铝箔、包覆材料
7075飞机高应力结构件
7175航空器高强度结构件
7178航天器抗压部件
7475机翼骨架、高韧性部件
7A04飞机蒙皮、起落架