铝合金的排号及实验室器材

实验室：

拉力/压力试验机
晶像试验机
- 通过晶相结构判断材料强度
- 热处理前后对比，判断热处理是否会产生变化
- 观察金属内在表面是否存在缺陷、杂质
硬度计
- 硬度单位：HB（铝合金常用）
- 相同的牌号不同的状态也会有不同的硬度
- 分为台式和随身硬度计

四种常见的硬度单位：

布氏硬度（HB）

洛氏硬度（HR，包括 HRC、HRB 等不同标尺）

维氏硬度（HV）

肖氏硬度（HS）

加热老化机
- 测试标签贴纸的保质期
超声波质检机
- 非破坏性检测
- 检测肉眼不见裂缝：滴入磁性检测液后擦出，如果仍有磁性，说明磁性液体渗入裂缝。

工程塑料：耐候性（气候）：较强的耐高温耐低温性，防止产生脆化

铝合金分为两类：

铸造用：通过改变三项结构（固体液体气体）进行成型。
- 优点：加工容易，可以做出造型比较复杂的产品
- 例如：控制器外壳（拥有较好的散热性）
锻造用：保持固态加工塑形
- 根据温度还分为：热锻、冷锻（常温到两百度之间）、常温锻造

相关知识点：

铝合金熔点通常为：650度

熔点之下有个变态点：变态点之上，虽然仍是固态，但是结晶结构有所改变

铝合金的排号：

排号是一个标准，用于分类
每个国家的标准不同
- 中国GB
- 美国AA（比较奇葩）（但是我们以这个为主）
- 欧洲EN
- 日本JIS
- 国际ISO

1 系铝合金牌号

纯铝系列，铝含量高于99%
铝合金分为可受热处理强化和不可受热处理强化
- 即通过加热、淬火、时效等方式改变机械强度
- 反之，有几系的铝合金材料不行

牌号	主要特点	典型应用场景
1050	纯度 99.5%，综合性能均衡	炊具、装饰件、散热片、电缆护套
1060	纯度 99.6%，塑性和耐蚀性优	标牌、包装材料、电子零件、换热器
1070	纯度 99.7%，导电性突出	高压电缆、导电母线、电容器外壳
1100	含少量铜（0.05%~0.20%），强度略高	食品包装、医疗器械、焊接材料
1200	纯度 99.0%，成本低	铝箔、普通容器、建筑用薄板

2 系铝合金牌号

铜是主要的添加物
优点是：加工性优良
缺点是：耐蚀性差
- 不适合用作户外用品

牌号	主要合金元素	关键性能特点	典型应用场景
2011	铜（5.0%~6.0%）、少量铅、铋	切削性能优异，强度中等（T3 态抗拉强度约 370MPa）	精密螺栓、螺母、机械加工零件
2014	铜（3.9%~5.0%）、硅、镁	高强度（T6 态抗拉强度约 480MPa），耐热性好	飞机机翼大梁、起落架支柱、发动机支架
2017	铜（3.5%~4.5%）、镁	室温强度高，加工性能良好	汽车缸体、船舶结构件、高压容器
2024	铜（3.8%~4.9%）、镁、锰	疲劳强度突出（10⁷循环下约 200MPa），抗冲击性好	战斗机蒙皮、机翼隔框、直升机旋翼
2A12（中国牌号）	铜（3.8%~4.9%）、镁、锰	高强度与塑性平衡，耐候性较好	超音速飞机部件、导弹弹体、压力容器
2219	铜（5.8%~6.8%）、少量钒	低温至高温（-270℃~300℃）性能稳定	火箭燃料箱、航天飞行器结构件
2618	铜（1.9%~2.7%）、镁、铁	耐热性强（长期工作温度达 230℃），抗蠕变	汽车发动机活塞、高温模具、涡轮部件

3 系铝合金牌号

热处理不可强化
添加“锰”
与2字头相反，拥有完好的耐蚀性加工性，加工性差

牌号	主要合金元素	关键性能特点	典型应用场景
3003	锰（1.0%~1.5%）	综合性能均衡，耐蚀性好，塑性优异	日常用品（如铝制餐具、易拉罐罐体）、散热片、管道
3004	锰（1.0%~1.5%）、镁（0.8%~1.3%）	强度比 3003 高约 20%，抗冲击性好	易拉罐顶盖、饮料罐、屋顶铝板、汽车油箱
3105	锰（0.3%~0.6%）、镁（0.2%~0.6%）	成形性极佳，表面处理后外观靓丽	建筑装饰板（如幕墙、天花板）、标牌、灯具外壳
3A21（中国牌号）	锰（1.0%~1.6%）	焊接性能突出，耐海水腐蚀	船舶用管道、冷藏设备内胆、压力容器（如液化石油气罐）

4 系铝合金牌号

铝硅合金
可以焊接，强度相对比较低，没有什么突出特点

牌号	主要合金元素	关键性能特点	典型应用场景
4043	硅（4.5%~6.0%）	焊接性能优异，流动性好，耐腐蚀	铝合金焊接焊丝、换热器散热片
4032	硅（11.0%~13.0%）、镁、铜	耐热性强，耐磨性好，线膨胀系数低	汽车发动机活塞、高温轴承、阀门部件
4104	硅（0.5%~1.3%）、镁	塑性良好，焊接性佳，适合阳极氧化	饮料罐盖、食品包装容器、装饰板材
4A01（中国牌号）	硅（6.5%~7.5%）、镁	铸造性能优异，气密性好	飞机油箱、液压系统铸件、仪表壳体

5 系铝合金牌号

不可热处理强化
镁铝系铝合金
耐蚀性较好

牌号	主要合金元素	关键性能特点	典型应用场景
5052	镁（2.2%~2.8%）、铬	耐腐蚀性极佳，塑性好，强度中等（抗拉强度约 230MPa）	船舶外壳、汽车油箱、手机外壳
5083	镁（4.0%~4.9%）、锰	高强度（抗拉强度约 400MPa），低温性能稳定	海洋工程结构、压力容器、越野车车身
5056	镁（4.5%~5.5%）、锰	强度高，导电性好，易加工	电缆护套、铆钉、渔具配件
5A06（中国牌号）	镁（5.8%~6.8%）、锰	焊接性能优异，抗疲劳性好	飞机油箱、船舶结构件、低温容器

6 系铝合金牌号

镁硅铝合金
便宜、不错的机械强度、好加工、可以热处理强化
使用范围最广
25块钱一公斤左右

牌号	主要合金元素	关键性能特点	典型应用场景
6061	镁（0.8%~1.2%）、硅（0.4%~0.8%）	综合性能均衡（T6 态抗拉强度约 310MPa），焊接性好	建筑型材、自行车架、医疗器械
6063	镁（0.45%~0.9%）、硅（0.2%~0.6%）	塑性极佳，易挤压成形，表面光洁度高	门窗型材、幕墙框架、家具结构件
6082	镁（0.6%~1.2%）、硅（0.7%~1.3%）	高强度（T6 态抗拉强度约 350MPa），耐疲劳性好	桥梁结构、重载机械部件、集装箱框架
6A02（中国牌号）	镁（0.4%~0.8%）、硅（0.2%~0.6%）	焊接性优异，抗腐蚀	飞机发动机附件、高压管道、仪表支架

7 系铝合金牌号

主要核心元素是锌、镁、铜
机械性能最高
比较贵
价格是6系三倍，75块/公斤左右
密度和6差不多，比强度在两倍左右
用于航空航天

牌号	主要合金元素	关键性能特点	典型应用场景
7075	锌（5.1%~6.1%）、镁、铜、铬	超高强度（T6 态抗拉强度约 570MPa），硬度高	飞机起落架、步枪枪管、运动器材（如登山杖）
7050	锌（5.7%~6.7%）、镁、铜	抗应力腐蚀性能优于 7075，断裂韧性高	大型飞机机翼蒙皮、导弹弹体结构
7005	锌（3.0%~4.0%）、镁、锰	焊接性能好，强度中等（T6 态抗拉强度约 340MPa）	自行车车架、高压气瓶、轨道交通部件
7A04（中国牌号）	锌（5.0%~7.0%）、镁、铜	高强度与韧性平衡，耐冲击性好	飞机大梁、火箭壳体、防弹装甲

材质的判断：

最准确的方式是通过光谱仪（很贵）判断合金元素的比例
在缺少仪器的情况下，可以通过硬度和纯铝
但是同一种合金不同状态下硬度不同，使用硬度比较会产生风险
- 也可以通过敲击的声音（硬度的延伸），也不太准
通过直接加工，软硬适中的材料比较好加工，太软会粘在刀片上

铝合金系列	熔点范围（℃）	硬度（参考值，HB）
1 字头（纯铝系）	650~660	15~30
2 字头（铝 – 铜系）	500~630	45~120
3 字头（铝 – 锰系）	630~650	25~40
4 字头（铝 – 硅系）	570~610	30~90
5 字头（铝 – 镁系）	600~650	30~90
6 字头（铝 – 镁 – 硅系）	580~630	40~110
7 字头（铝 – 锌 – 镁系）	475~635	60~150

排号的含义

第一位主表示合金成分
第二位表示合金改型情况
- 0表示原始合金
- 1-9表示改型合金
第三位第四位是代码，用于分类

合金的 “改型”指的是通过“调整配方”“优化结构” 或 “改进工艺”，改变其性能（如强度、硬度、耐腐蚀性、韧性、加工性等）