超硬铝合金的代号是什么

时间：2022-10-05 百科知识版权反馈

【摘要】：变形铝合金可按其主要性能特点分为防锈铝、硬铝、超硬铝和锻铝等，冶金厂一般将变形铝合金加工成各种规格型材产品。最后两位数字用以标示同一组别中的不同铝合金。例如2A11表示11号铝铜合金，5A50表示50号铝镁合金。这类合金主要性能特点是强度中等、塑性及抗蚀性好，故称为防锈铝，焊接性良好，是焊接结构中应用最广的铝合金。超硬铝是在硬铝的基础上加入锌形成的Al-Cu-Mg-Zn系合金。

材料史话

传说在古罗马，有一个陌生人去拜见罗马皇帝泰比里厄斯，献上一只金属杯子，杯子像银子一样闪闪发光，但是分量很轻。它是这个人从黏土中提炼出的新金属。但这个皇帝表面上表示感谢，心里却害怕这种光彩夺目的新金属会使他的金银财宝贬值，就下令把这位发明家斩首了。从此，再也没有人动过提炼这种 “危险金属”的念头，这种新金属就是现在大家非常熟悉的铝。

在19世纪以前，铝被认为是一种稀罕的贵金属，价格比黄金还要贵。当时一个欧洲君主买了一件有铝纽扣的衣服，他就瞧不起那些买不起这种奢侈品的其他君主。而没有铝纽扣衣服的君主，又是多么渴望有朝一日自己也能穿上这种带铝纽扣的衣服啊。

在法国拿破仑三世统治时期，在一个国王举办的盛宴上，只有王室成员和贵族来宾才能荣幸地用铝匙和铝叉用餐。此外，为了让其他国王对自己产生羡慕和妒忌，拿破仑三世花了大量资金让他的警卫部队的卫士穿上铝铠甲，因为铝铠甲的确太昂贵了，其他国王无能为力。

俄罗斯作家车尔尼雪夫斯基1863年曾在他的小说《怎么办》中写道：终有一天，铝将代替木材，甚至可能代替石头。看，这一切是多么奢侈，到处都是铝。1889年，当门捷列夫在伦敦时，为了表彰他的伟大勋业，他被赠予一件贵重奖品——用金和铝制作的天平。

其实，这些都不足为奇，因为铝的价值贵贱，完全取决于炼铝工业的水平。随着铝产量的增加，铝价也在下降。1854年，1kg铝需1200卢布，而到了19世纪末就降到1卢布。显然，珠宝商人已经对铝完全失去了兴趣，但是，铝却吸引了整个工业界。

1818年，用铝合金制造出了第一架飞机，从此以后，铝的命运就牢固地与飞机制造业联系在一起了，并被誉为 “带翼的金属”。

工业纯铝

纯铝是一种银白色的金属，具有面心立方晶格，熔点660℃，密度2.72g／cm3，仅为铁的1／3，是一种轻型金属。铝的导电性和导热性好，仅次于银和铜，故铝可用作散热材料并广泛用于电子、电器及电机工业中代替铜制作导体。铝在大气中与氧作用，在表面形成一层氧化膜，从而使它在大气和淡水中具有良好的耐蚀性。纯铝还具有优良的工艺性能，易于铸造，易于切削，塑性好，可进行冷、热压力加工成丝、线、片、棒、管、箔等铝型材，其中可加工得到厚度为0.006mm的铝箔，广泛应用于包装糖果、香烟、食品、药品等。

根据GB／T16474—2011规定，纯铝的牌号用1×××四位数字、字符组合系列表示。牌号的第二位表示原始纯铝（如0或A）或改型纯铝（如1～9或B～Y）；牌号的最后两位数字表示最低铝百分含量。当纯度为99.99％的纯铝精确到0.01％时，牌号中的最后两位数字表示最低铝百分含量中小数点后面的两位。如1A99表示99.99％的纯铝，1A97表示99.97％的纯铝，1A93表示99.93％的纯铝。

工业纯铝的强度较低，σb为80～100MPa，冷变形后提高到150～250MPa，故工业纯铝难以达到结构零件的性能要求，主要用作电线（图8-1）、电缆、包装（图8-2）、电器、散热器、配置铝合金及生活用品（图8-3）等。表8-1是工业纯铝的牌号、化学成分及用途。

图8-1 铝导线

图8-2 彩色铝箔

图8-3 纯铝锅

表8-1 工业纯铝的牌号、化学成分及用途

铝合金

纯铝强度很低，一般不宜直接作为结构材料和制造机械零件。纯铝中加入合金元素可以配成各种铝合金，再经过强化处理后，其强度可以得到很大的提高。

1.铝合金的分类

铝合金按其成分、组织和工艺特点，可以分为变形铝合金和铸造铝合金两类。常用的铝合金大都具有与图8-4类似的相图。位于相图上D点成分以左的合金，在加热至高温时能形成单相固溶体组织，合金的塑性较高，适用于压力加工，所以称为变形铝合金；凡位于D点成分以右的合金，因含有共晶组织，液态流动性较高，适用于铸造，所以称为铸造铝合金。

图8-4 铝合金分类示意图

2.变形铝合金

变形铝合金可按其主要性能特点分为防锈铝、硬铝、超硬铝和锻铝等，冶金厂一般将变形铝合金加工成各种规格型材（板、带、管、线等）产品。

按GB／T16474—2011规定，变形铝合金牌号用四位字符体系表示，牌号的第一、三、四位为数字，第二位为 “A”字母。牌号中第一位数字是依主要合金元素Cu、Mn、Si、Mg、Mg2Si、Zn的顺序来表示变形铝合金的组别，依次标示为2、3、4、5、6、7；牌号中的第二位表示原始铝合金（如0或A）或改型铝合金（如1～9或B～Y）。最后两位数字用以标示同一组别中的不同铝合金。例如2A11表示11号铝铜合金，5A50表示50号铝镁合金。

（1）防锈铝。防锈铝是Al-Mn系和Al-Mg系合金。因其时效强化效果不明显，所以不宜热处理强化，但可以通过加工硬化来提高强度及硬度。这类合金主要性能特点是强度中等、塑性及抗蚀性好，故称为防锈铝，焊接性良好，是焊接结构中应用最广的铝合金。防锈铝具有很好的耐腐蚀性，抛光性好，能长时间保持表面光泽。防锈铝主要用于通过压力加工制造各种高耐蚀性、抛光性好的薄板零件（如电子、仪器的外壳、油箱）、防锈蒙皮，以及受力小、质轻、耐蚀的结构件等。图8-5为各种防锈铝型材。

图8-5 防锈铝型材

（2）硬铝。硬铝是Al-Cu-Mg系合金。这类合金是一种应用较广的可热处理强化的铝合金，通过淬火时效抗拉强度可达420MPa，与高强度钢（一般指σb为1000～1200MPa的钢）相近，故名硬铝。硬铝的耐蚀性远比防锈铝差，不耐海水腐蚀，所以硬铝板材的表面常包有一层纯铝或包覆铝，用以增加耐蚀性。常用的硬铝有2A01、2A11、2A12等。

2A01（铆钉硬铝）有很好的塑性，大量用来制造铆钉。飞机上常用的铆钉材料即为2A10，它比2A01含铜量稍高，含镁量更低，塑性好，孕育期长，具有较高的抗剪强度。

2A11（标准硬铝）既有很高的硬度，又有足够的塑性，退火态下可进行冷弯、卷边、冲压等，常用来制造形状复杂、载荷较低的结构零件，广泛用于制造光学仪器中的目镜框等。

2A12（高强度硬铝）经淬火自然时效后可获得高强度，是目前最重要的飞机结构材料，广泛用于制造飞机翼肋、翼架等受力构件，还可用来制造200℃以下工作的机械零件。

图8-6为2A01硬铝型材，图8-7为2A12硬铝可折弯铝隔条。

图8-6 2A01硬铝型材

图8-7 2A12硬铝可折弯铝隔条

（3）超硬铝。超硬铝是在硬铝的基础上加入锌形成的Al-Cu-Mg-Zn系合金。与硬铝一样，超硬铝也可以通过热处理显著地提高强度，抗拉强度可达680MPa。比强度相当于超高强度钢（一般指σb＞1400MPa的钢），故名超硬铝。常用的超硬铝有7A04等。超硬铝耐蚀性较差，通常表面要包一层纯铝，以增加抗蚀性能。超硬铝主要用于航空工业制造受力大的结构件，如飞机的大梁、起落架（图8-8）、摩托车轮圈、自行车（图8-9）等。

图8-8 超硬铝制造的飞机起落架

图8-9 超硬铝制造的自行车

（4）锻铝。锻铝大多是Al-Cu-Mg-Si系合金。这类铝合金热处理后的性能与硬铝相近，具有良好的热塑性及耐蚀性，更适合于锻造，故名锻铝。最常用的锻铝有6A02等。由于锻铝的热塑性好，适合航空及仪表工业制造各种形状复杂、要求比强度较高的锻件，如汽车把手（图8-10）、内燃机活塞（图8-11）、汽车轮圈（图8-12）等。

图8-10 锻铝制造的把手

图8-11 锻铝制造的内燃机活塞

图8-12 锻铝制造的汽车轮圈

表8-2是常用变形铝合金的牌号、力学性能和用途。

表8-2 常用变形铝合金的牌号、力学性能和用途

3.铸造铝合金

铸造铝合金常用的有Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系和Al-Zn系四类，其中以Al-Si系应用最为广泛。铸造铝合金的塑性较差，一般不进行压力加工，只用于铸造成型。

铸造铝合金的牌号表示方法如下：例如ZAl Si7Mg，Z是汉语拼音 “铸”的首字母，Al为铝的元素符号，Si为硅的元素符号，7为硅的质量分数，Mg为镁的元素符号。

（1）Al-Si系。铝硅合金俗称硅明铝，一般用来制造质量轻、耐腐蚀、形状复杂但强度要求不高的铸件，如汽车变速器箱体（图8-13）、手提电动工具、带轮（图8-14）等。

图8-13 铸造铝合金汽车变速器箱体

图8-14 铸造铝合金带轮

（2）Al-Cu系。铝铜合金强度较高，加入镍、锰还可提高耐热性。铝铜合金主要用于制造高强度或高温条件下工作的零件。