铝的种类：分类、性能和应用
铝的种类：分类、性能和应用
铝是地球上最丰富的元素之一，因其良好的性能和多功能性而广泛用于许多不同的工业和非工业应用中。从造船、汽车、航空、装饰件、户外家具到厨房配件，我们都看到了铝材的应用。本文将详细介绍铝的种类、分类、性能和应用，帮助读者更好地了解这一重要材料。
铝是地球上最丰富的元素之一，仅次于氧和硅。其化学符号为Al，质量原子为27，原子序数为13。尽管铝在自然界中很常见，但很少以纯净形式存在，通常存在于粘土、铝土矿等物质中。据统计，铝存在于大约270种不同类型的矿物中。
铝的一般物理性质
- 高美感：铝具有漂亮的银白色和良好的加工外观。
- 柔软（仅次于黄金）；重量轻（铝的密度仅为铁或铜的三分之一左右）。
- 延展性（排名第六）。
- 良好的导电性和导热性。
- 由于Al2O3保护性氧化层，具有良好的耐腐蚀性和耐用性。
- 它也是无磁性的，在正常条件下暴露在空气中不会燃烧。
- 低熔点(660°C)，可促进熔化过程。
- 由于收缩率大（高达6%），铸造性不高。
铝的一般机械性能
铝的机械性能较低（σb=6Kg/mm2, HB=25, δ=40%），容易变形，切削加工性低。纯铝的屈服强度约为7-11MPa，而铝合金的屈服强度范围为200MPa到600MPa。
铝合金
铝合金定义
在制造铝材时，制造商通常会添加合金（如Cu、Mn、Mg、Si、Sn、Zn）来改善铝的性能。根据应用的不同目的，它们以不同的方式组合，以生产出具有所需性能的铝合金。铝合金是铝元素与合金元素的组合，与纯铝元素相比，可提高加工性、耐腐蚀性、导电性、密度、强度等。
合金元素的特性
用于改善铝合金性能的基本合金元素包括：Cu、Si、Mn、Mg和Zn。以下是添加到铝中时每种合金元素的性能：
合金元素 | 属性 |
|---|---|
铜（Cu） | 提高耐久性和成型性 |
硅（Si） | 降低熔化温度，增加流动稀释度，改善铸件性能 |
锰（Mn） | 增加强度和韧性 |
镁 (Mg) | 提高耐用性和耐腐蚀性 |
镁/硅 | 提高强度、成型性和拉伸性能 |
锌（Zn） | 与 Mg 和 Cu 结合使用可提高耐久性 |
变形铝合金和铸造铝合金的命名系统
根据制造和使用的方法，铝合金可分为两大类：变形铝合金和铸造铝合金。对于变形铝合金，合金元素的含量小于总质量的4%。变形铝合金是将铝锭与合金元素熔化，然后铸造成大板，然后轧制、锻造或拉制成不同的物体形状。根据制造工艺，变形铝合金有多种形状，包括片材、板材、箔材、线材或棒材等。
根据合金元素组成的不同，变形铝合金可分为7个主要组和1个特殊组（第8组）。其中，2、6、7、8组为可热处理组，以提高部分力学性能，1、3、4、5组为不可热处理组。
例如：铝合金5083表示属于第5组，铝镁(Al/Mg)合金；原始版本（0）；而83则在5xxx系列中标识它。铝5183是铝5083的第一个变体版本。
所有锻造铝合金系列均遵循此说明。只有一个例外是1XXX系列铝合金（纯铝）。其中，最后第三位和第四位数字表示99%以上的最低铝含量。比如铝合金1350有99.50%最小化纯铝。