鋁合金- 维基百科，自由的百科全书

鋁合金通常使用銅、鋅、錳、矽、鎂等合金元素，20世紀初由德國人阿尔弗雷德·威尔姆（英语：Alfred Wilm）發明，對飛機發展幫助極大，第一次大戰後德國鋁合金成分被列為 ... 鋁合金 語言 監視 編輯 鋁合金通常使用銅、鋅、錳、矽、鎂等合金元素，20世紀初由德國人阿爾弗雷德·威爾姆（英語：AlfredWilm）發明，對飛機發展幫助極大，第一次大戰後德國鋁合金成分被列為國家機密。

跟普通的碳鋼相比有更輕及耐腐蝕的性能，但抗腐蝕性不如純鋁。

在乾淨、乾燥的環境下鋁合金的表面會形成保護的氧化層。

造成電偶腐蝕（英語：Galvaniccorrosion）加速的情況有：鋁合金與不銹鋼接觸的情況、其他金屬的腐蝕電位比鋁合金低或是在潮濕的環境下。

如果鋁和不銹鋼要一同使用必須在有water-containingsystems或是戶外安裝兩金屬間電子或電解質隔離。

鋁合金的成分需要向美國鋁業協會（AluminiumAssociation，AA）註冊。

許多組織公佈更具體製造鋁合金的標準，包括美國汽車工程協會（SocietyofAutomotiveEngineers，SAE）特別是航空標準[1]，還有美國材料試驗協會（AmericanSocietyforTestingandMaterials，ASTM）。

目次 1工程用途 1.1概要 1.2彈性度 1.3熱敏度 1.4奈米化 1.5家庭配線 2合金分類 3鍛造用合金 3.1鍛造用鋁合金元素含量 4鑄造用鋁合金 5命名合金 6用途概要 6.1常用航天航空合金 6.2其他航太合金 6.3航海合金 6.4易拉罐合金 6.5建築裝飾用合金 7註解 工程用途編輯  電子顯微鏡下的鉍鋁合金  鋁合金鍛造物  鋁合金飾品  鋁-金二元合金的相圖  1938年，法國學者紀尼埃(A.Guinier)闡明了鋁合金時效硬化是由溶質原子形成的富集區(G.P.區)所致。

概要編輯 鋁合金被廣泛應用在工程結構上。

合金系統由數字系統分類（ANSI），或由名稱表示主要的組成合金（DIN及ISO）。

為一種指定的應用選擇正確的合金需要考慮材料的強度、延性、成形性、焊接性、抗腐蝕性等等。

簡短的歷史概述合金和製造技術，請參照[2]。

由於它的高強度和較低重量比率，鋁被廣泛使用在現代航空器裡。

彈性度編輯 鋁使用不當，可能會導致些問題。

尤其是在對比鐵或鋼後，覺得鋁有「更好的表現」的那些直覺行事的設計師，機械師，或技術員。

跟鐵或鋼相比，相同大小的鋁重量只有鐵或鋼的三分之一，似乎有著巨大的吸引力。

但必須注意到，剛性同時也減少了三分之二。

因此，直接更換一個鐵或鋼鐵的零件，並施加可接受的力量，雖然不會造成破壞，但是鋁的彈性會造成零件三倍以上的撓度。

即使材料不會破壞，過度的彈性亦不可取。

尤其在要求精度或者有效率傳輸的地方。

隨意地將鋼管更換為同樣大小的鋁管將造成一定程度彎曲。

例如，用相同的尺寸的鋁管取代鋼管的自行車框架，增加彈性的操作下，負荷所造成的不同心度將會吸收運行的力量。

若增加管壁的厚度來補強，則造成重量增加並喪失了彈性與重量比的優勢。

就這情況而言，最好重新設計鋁尺寸的部分，以適應其特點。

例如，使自行車的框架鋁管具有超大直徑，而不是厚的管壁。

這樣增加了強度，重量也沒有增加很多。

[3]這樣處理的極限在於對挫曲的敏感性增加。

最新型的雪佛蘭科爾維特Corvette汽車，是一個很好的例子，重新設計後的部分利用了鋁的優勢。

使用了由鋁製造的底盤和懸掛系統零件，消除不必要的金屬後不但減輕也減少了截面積，這些車有大的尺寸和良好的剛度。

因此，在同樣或更激烈的使用情況下不需要跟鋼製的零件一樣頻繁更換，大部分人對此覺得有吸引力。

同樣地，鋁自行車框架可以改良設計，以便提供剛性和一些額外的靈活性，後者的功用可以當作另一種避震器。

鋁合金的強度和耐久性差別很大，不僅組成合金元素的差別，也由於製造過程的差異。

這種可變性加上經驗曲線的使用，使鋁時常獲得了壞名聲。

舉例來說，70年代早期許多設計不良的鋁自行車框架高頻率的損壞後，傷害了鋁的聲譽。

然而，鋁零件廣泛的使用在航空器和高性能的汽車行業，放大來講是禁得起極微小的失敗率，同時也說明了自行車零組件沒有不可靠的問題。

時間和經驗證明了鋁依舊是可靠的。

同樣地，鋁在汽車應用尤其是在引擎零件上，得益於一段時間內的發展。

奧迪工程師，在評論最近由奧迪工廠恢復一台1930年代汽車聯盟賽車的V12引擎有超過500匹馬力，引擎所使用的鋁合金今天會被使用在像是除草機和家具上。

在1960年代Corvair鋁製的汽缸蓋和曲軸箱，即使上螺紋被磨平及總體上的失敗仍得到了良好的名聲。

這是已往不曾見過的設計。

其中一個重要的結構限制是鋁合金疲勞性能，而鋼具有較高的疲勞極限（理論上可以承受無限多的週期性載荷），鋁的疲勞極限是接近零，也就是說它最終將破壞，甚至非常小的循環荷載作用都可以使它破壞，但對於小的應力可以使用非常長的時間。

熱敏度編輯 通常必須考慮金屬的熱敏感性。

事實上鋁對熱感應上相對地複雜，不像鋼將要熔化時發出亮紅色。

由於鋁熔化之前沒有跡象顯示，使用噴燈成型時需要一些專門的知識。

鋁過熱的時候受到內部壓力和拉力，這些壓力往往會導致延遲的扭曲。

舉例來說，常見的有翹曲或過熱裂開的汽車鋁缸蓋。

幾年後，沿著鋁自行車框架焊接逐漸變成趨勢。

1970年代黏著劑被用在一些自行車上，不幸的是當鋁管受到輕微腐蝕就會鬆動黏接，終究車架解體。

因此，航天工業，完全避免熱進入零件[膠粘劑]間或機械扣件。

過熱的鋁可放心熱處理零件在一爐，並逐步冷卻－有退火的效果。

然而這樣做的結果有可能造成扭曲，所以熱處理焊接自行車框架，會導致重要的部分產生不重合。

如果不嚴重，冷卻之後有可能可以重合在一起。

如果框架設計有相當的剛性，變形將需要很大的力量。

鋁的不耐高溫性不包括使用在火箭上，用於氣體燃燒可達3500K的燃燒室，在Aagena上，階段引擎部分設計使用了再生鋁冷卻噴嘴，包括關鍵噴喉；實際上鋁極端高導熱性防止了噴喉在巨大的熱流下到達熔點，是一個可靠的輕組件。

奈米化編輯 21世紀後奈米技術有所進展，上海交通大學材料科學與工程學院王浩偉教授領銜的科研團隊，突破了奈米陶瓷鋁合金技術，在鋁裡摻陶瓷增強特性的構想長期存在，但技術難關巨大，強度及塑性差等問題無法解決。

新技術採用讓陶瓷自己從鋁裡長出來的新構想，團隊最終採用「原位自生技術」，透過熔體控制自生，陶瓷顆粒的尺寸由外加法的幾十微米降低到奈米級，突破了外加陶瓷鋁基複合材料的塑性低、加工難等應用瓶頸。

該種材料也可用於3D列印且成品有接近鍛造的性質，航太潛力巨大。

[4]目前天宮一號、天宮二號和若干衛星已經應用奈米陶瓷鋁合金零件。

家庭配線編輯 1960年代跟鋁的高導電性和比銅低的價格，在美國的家庭配線使用了鋁，即使許多裝置的設計不是能使用鋁導線的。

新的用途帶了一些問題： 鋁巨大的熱膨脹係數造成導線容易變長扭曲，最終跨接到不同的金屬（如旁邊的螺絲、牆釘），造成短路。

純鋁有一個「蠕變」傾向，穩定持續的壓力（隨著溫度的上升），再次造成短路。

電偶腐蝕（英語：Galvaniccorrosion）造成接觸端的金屬電阻增加。

這些過熱和過鬆的聯接，反而導致了一些火災。

建造者對導線的選用開始變的謹慎，在新建築上許多法令禁止了它的用途。

但較新的裝置，最終改善了連接設計，以避免鬆動和過熱。

一開始的標示為"Al/Cu"，現在則是印著"CO/ALR"。

另一種阻止發熱的方法，捲曲鋁線與銅線編成短辮，利用高壓捲曲並利用工具減少鋁的熱膨脹。

現在，新的合金、設計和方法用在鋁導線和鋁端子的結合。

合金分類編輯 鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。

變形鋁合金牌號使用四位數字表示，其中包含了合金成份所佔的比例。

破折號後的4位數號碼代表熱處理的類型，例如「6061-T6」。

鑄造用鋁合金使用4至5位數號碼與一個小數點。

在百位數的數字代表合金元素，小數點用來辨認是鑄件或是鋁錠。

鍛造用合金編輯 國際合金命名系統（InternationalAlloyDesignationSystem）被廣泛接受命名鍛造合金。

每個合金是由於四位數號碼，其中第一位數為主要合金元素。

1000系列至少含99%（重量百分比）的鋁。

2000系列銅合金，強度媲美鋼。

以前稱為杜拉鋁，是常用的航太合金，但容易受到粒間腐蝕，逐漸被7000系列取代。

3000系列錳合金，有加工硬化。

4000系列矽合金，亦稱為矽鋁明。

5000系列鎂合金，可解決加工硬化，強度較高。

6000系列鎂矽合金，易於加工，可沉積硬化，得到的強度可媲美鋼鐵。

7000系列鋅合金，可析出硬化，在所有鋁合金中有最高強度。

8000系列混合。

鍛造用鋁合金元素含量編輯 （重量百分比） 代號 矽 鐵 銅 錳 鎂 鉻 鋅 釩 鈦 鋇 鎵 鉛 鋯 其他 鋁 每種 總和 1060 0.25 0.35 0.05 0.03 0.03 0.03 0.05 0.05 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 最少99.6 1100 0.95Si+Fe 0.05-0.20 0.05 0.10 0.05 0.15 最少99.0 2014 0.50-1.2 0.7 3.9-5.0 0.40-1.2 0.20-0.8 0.10 0.25 0.15 0.05 0.15 剩餘的 2024 0.50 0.50 3.8-4.9 0.30-0.9 1.2-1.8 0.10 0.25 0.15 0.05 0.15 剩餘的 2219 0.2 0.30 5.8-6.8 0.20-0.40 0.02 0.10 0.05-0.15 0.02-0.10 0.10-0.25 0.05 0.15 剩餘的 3003 0.6 0.7 0.05-0.20 1.0-1.5 0.10 0.05 0.15 剩餘的 3004 0.30 0.7 0.25 1.0-1.5 0.8-1.3 0.25 0.05 0.15 剩餘的 3102 0.40 0.7 0.10 0.05-0.40 0.30 0.10 0.05 0.15 剩餘的 5052 0.25 0.40 0.10 0.10 2.2-2.8 0.15-0.35 0.10 0.05 0.15 剩餘的 5083 0.40 0.40 0.10 0.40-1.0 4.0-4.9 0.05-0.25 0.25 0.15 0.05 0.15 剩餘的 5086 0.40 0.50 0.10 0.20-0.7 3.5-4.5 0.05-0.25 0.25 0.15 0.05 0.15 剩餘的 5154 0.25 0.40 0.10 0.10 3.1-3.9 0.15-0.35 0.20 0.20 0.05 0.15 剩餘的 5454 0.25 0.40 0.10 0.50-1.0 2.4-3.0 0.05-0.20 0.25 0.20 0.05 0.15 剩餘的 5456 0.25 0.40 0.10 0.50-1.0 4.7-5.5 0.05-0.20 0.25 0.20 0.05 0.15 剩餘的 6005 0.6-0.9 0.35 0.10 0.10 0.40-0.6 0.10 0.10 0.10 0.05 0.15 剩餘的 6005A† 0.50-0.9 0.35 0.30 0.50 0.40-0.7 0.30 0.20 0.10 0.05 0.15 剩餘的 6060 0.30-0.6 0.10-0.30 0.10 0.10 0.35-0.6 0.5 0.15 0.10 0.05 0.15 剩餘的 6061 0.40-0.8 0.7 0.15-0.40 0.15 0.8-1.2 0.04-0.35 0.25 0.15 0.05 0.15 剩餘的 6063 0.20-0.6 0.35 0.10 0.10 0.45-0.9 0.10 0.10 0.10 0.05 0.15 剩餘的 6066 0.9-1.8 0.50 0.7-1.2 0.6-1.1 0.8-1.4 0.40 0.25 0.20 0.05 0.15 剩餘的 6070 1.0-1.7 0.50 0.15-0.40 0.40-1.0 0.50-1.2 0.10 0.25 0.15 0.05 0.15 剩餘的 6082 0.7-1.3 0.50 0.10 0.40-1.0 0.60-1.2 0.25 0.20 0.10 0.05 0.15 剩餘的 6105 0.6-1.0 0.35 0.10 0.10 0.45-0.8 0.10 0.10 0.10 0.05 0.15 剩餘的 6162 0.40-0.8 0.50 0.20 0.10 0.7-1.1 0.10 0.25 0.10 0.05 0.15 剩餘的 6262 0.40-0.8 0.7 0.15-0.40 0.15 0.8-1.2 0.04-0.14 0.25 0.15 0.40-0.7 0.40-0.7 0.05 0.15 剩餘的 6351 0.7-1.3 0.50 0.10 0.40-0.8 0.40-0.8 0.20 0.20 0.05 0.15 剩餘的 6463 0.20-0.6 0.15 0.20 0.05 0.45-0.9 0.05 0.05 0.15 剩餘的 7005 0.35 0.40 0.10 0.20-0.7 1.0-1.8 0.06-0.20 4.0-5.0 0.01-0.06 0.08-0.20 0.05 0.15 剩餘的 7072 0.7Si+Fe 0.10 0.10 0.10 0.8-1.3 0.05 0.15 剩餘的 7075 0.40 0.50 1.2-2.0 0.30 2.1-2.9 0.18-0.28 5.1-6.1 0.20 0.05 0.15 剩餘的 7116 0.15 0.30 0.50-1.1 0.05 0.8-1.4 4.2-5.2 0.05 0.05 0.03 0.05 0.15 剩餘的 7129 0.15 0.30 0.50-0.9 0.10 1.3-2.0 0.10 4.2-5.2 0.05 0.05 0.03 0.05 0.15 剩餘的 7178 0.40 0.50 1.6-2.4 0.30 2.4-3.1 0.18-0.28 6.3-7.3 0.20 0.05 0.15 剩餘的 †錳加鉻必須介於0.12-0.50% 「其他」限制適用於所有的元素，無論是表格中有或沒有。

鑄造用鋁合金編輯 美國鋁業協會（AluminiumAssociation，AA）採取與鍛造用合金相似的命名原則。

英國標準（BritishStandard，BS）、德國標準（DeutschesInstitutfürNormung，DIN）使用了不同的名稱。

在美國鋁業協會（AA）系統，第二、第三位數代表了最小含鋁量，例如150.x代表最少含99.50%鋁。

該數字小數點後值為0或1，指的鑄件和鑄錠分別[5]。

美國鋁業協會系統下的主要鑄造用鋁合金列表如下： 1xx.x系列：至少含99%鋁 2xx.x系列：銅 3xx.x系列：矽，銅和（或）鎂 4xx.x系列：矽 5xx.x系列：鎂 6xx.x系列：鎂，矽 7xx.x系列：鋅 8xx.x系列：錫 9xx.x系列：混合命名合金編輯 杜拉鋁（硬鋁）（銅－鋁合金） 鎂諾克斯合金（鎂－鋁合金） 矽鋁明（鋁－矽合金）用途概要編輯 常用航天航空合金編輯 這些鋁合金，被用在飛機及其他航空器結構有悠久的歷史。

[6] 7075鋁合金 6061鋁合金 6063鋁合金 2024鋁合金 5052鋁合金其他航太合金編輯 這些都是目前生產的，但較少廣泛使用，應用在航太上的鋁合金。

2090鋁合金 2124鋁合金 2195鋁合金（鋁鋰合金）－用於在飛機超輕量級外部燃料箱。

2219鋁合金 2324鋁合金 6013鋁合金 7050鋁合金 7055鋁合金 7150鋁合金 7475鋁合金航海合金編輯 這些合金常被用在造船，海運業及鹽水成分較高的地方使用。

[7] 5052鋁合金 5083鋁合金 5086鋁合金 6061鋁合金 6063鋁合金易拉罐合金編輯 這些合金大量應用於易拉罐，包括啤酒、汽水飲料、食品等易拉罐包裝。

3004鋁合金－易拉罐罐體（使用較少） 3104鋁合金－易拉罐罐體 5052鋁合金－易拉罐罐蓋和拉環 5052鋁合金－易拉罐罐蓋和拉環建築裝飾用合金編輯 這些合金大量應用於建築幕牆裝飾中 1100鋁合金－裝飾幕牆 3003鋁合金－裝飾幕牆註解編輯 ^SAEAluminiumspecificationslist,accessedOct8,2006.AlsoSAEAerospaceCouncil網際網路檔案館的存檔，存檔日期2006-09-27.,accessedOct8,2006. ^R.E.Sanders,TechnologyInnovationinAluminiumProducts,TheJournalofTheMinerals,53(2):21–25,2001.Onlineed. ^Foratubeofconstantwallthickness,stiffnessscalesasthecubeofthediameter,whereasmassscalesproportionally.Soanaluminiumtubewithtwicethediameterofasteeltubebutthesamewallthicknesswillberoughly8/3stifferand2/3theweight.If1.5timesthediameter,itwillberoughlythesamestiffnessandhalftheweight,andsoon. ^奈米陶瓷顆粒引入到鋁合金 ^I.J.Polmear,LightAlloys,Arnold,1995 ^FundamentalsofFlight,Shevell,RichardS.,1989,EnglewoodCliffs,PrenticeHall,ISBN0-13-339060-8,Ch18,pp373-386. ^BoatbuildingwithAluminum,StephenF.Pollard,1993,InternationalMarine,ISBN0-07-050426-1 取自「https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=鋁合金&oldid=69960816」