鋁的概述
鋁為銀白色而具光澤的金屬，比重約為 2.7 左右，溶點為 660 ℃，具有相當高的導電性、導熱性、延展性和反射性。在干燥的空氣中不容易生銹，如果在鋁成份中加入適當?shù)钠渌兀俳?jīng)加工處理后，可取得更高的機械強度及其他更有價值的特性。
鋁材被廣泛使用以來約40年的時間，具有悠久歷史的銅、鉛、鋅等材料，奠定了僅次于鐵的重要地位。
鋁之所以能在短期內(nèi)日愈普遍，除了鋁具有各項優(yōu)異的加工特性外，多年來冶金專家致力于開發(fā)各種高強度的鋁合金，以滿足各種不同設計、應用及加工上之需要。尤其在建材、汽車材料及機電材的廣泛采用，必將帶動未來鋁材之成長。舉凡超高建筑之外墻、航太材料及未來強調(diào)輕薄短小之電子產(chǎn)品 ，都逐漸采用鋁材來取代 。
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鋁及鋁合金的基本特性
鋁合金在現(xiàn)代工業(yè)上應用甚為廣泛，其主要原因為其具有以下特性 :
| ▲ 輕量性 |
▲耐蝕性 |
▲成形性 |
▲強度性 |
▲切削性 |
| ▲表面處理性 |
▲導電性 |
▲易加工性 |
▲無毒性 |
▲無磁性 |
| ▲熔接性 |
▲導熱性 |
▲無低溫脆性 |
▲再生性 |
▲反射性 |
鋁之價格雖較一般碳鋼高，但易于回收重熔使用，為地球上可充分且有效利用之資源。
| 輕量性LightWeight |
鋁之比重僅為鋼鐵之三分之一。 |
| 耐蝕性High CorrosionResistance |
鋁在自然環(huán)境中表面形成薄層之氧化膜可阻絕空氣中之氧氣，避免進一步氧化，具有優(yōu)良之耐蝕性，鋁表面如再經(jīng)各種不同之表面處理，其耐蝕性更佳，可適合室外及較惡劣之環(huán)境中使用。
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| 成形性Workability 、 ExcellentFormability |
利用完成退火 (或部份退火)可產(chǎn)生質(zhì)軟之鋁合金，適用于各種成形加工要求，此方面之典型應用如鋁輪圈、天花板嵌燈燈罩、電容器外殼、鋁鍋等。
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| 強度Good Strength |
利用合金之添加及軋延、熱處理制程可生產(chǎn)強度 2㎏/mm 2 ~60kg/㎜ 2 不同強度等級之產(chǎn)品，以適用于各種不同強度要求之產(chǎn)品上。
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表面處理性
Variety of Attractive Appearance |
鋁具有優(yōu)良之表面處理性包括陽極處理、表面化成豐理、涂覆及電鍍等，尤其陽極處理可產(chǎn)生各種不同色澤、硬度之皮膜，以適就各種用途。
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導電性
Good Electrical Conductivity |
鋁之導電度為銅之 60 % ，但重量亦僅銅之三分之一，相同重量之鋁，其導電度為銅之兩倍，故若以相同之導電度衡量，鋁之成本遠較銅便宜，此方面之應用以電導線多。 |
導熱性
ExcellentThermalConductivity |
鋁之導熱性極佳，故在家庭五金、冷氣機散熱片、熱交換器之應用方面極為廣泛。
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| 易加工性 Variety of Forms |
鋁之加工性特佳，可加工成棒、線、擠型材，擠型材在鋁之用量占有極大比例。
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| 切削性Machinability |
與鋼鐵比較可節(jié)省高達 70%， 通常強度較高之鋁合金之切削性較佳。 |
| 熔接性 Weldability |
純鋁及鋁合金之熔接性佳，在結(jié)構(gòu)體及船舶之應用方面占有重要之地位。 |
無低溫性
Low Temperature Properties |
鋁在超低溫之狀態(tài)下，無一般碳鋼之低溫脆性問題，可適用于低溫設備、船舶等. |
| 無毒性 Non-toxic |
鋁不具毒性，在食品用途方面極為廣泛，如食品包裝袋、速食容器及家庭五金上之應用極多，尤其鋁鉑主要之用途即為食品包裝。 |
| 再生性Salvage |
鋁之價格雖較一般碳鋼高，但易于回收重熔使用，為地球上可充分且有效利用之資源。 |
| 無磁性 Non-Magnetic |
沒有磁性反應之金屬。幾乎不受電磁氣之磁場影響，金屬本身不帶磁氣。適用于必須非磁性之各種電器機械。 |
| 反射性Reflectivity |
鋁表面之亮度能有效反射熱、電波，因此被使用于暖房器之反射板、照明器具、平行天線等。 純度愈高反射性愈佳。 |
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6061T651 合金特性
在退火或融體化處理狀態(tài)，可作嚴苛之成形加工，由熱處理可發(fā)揮完全的性能，耐蝕性好，強度為中等度，熔接也可充分。
用途
構(gòu)造工作物，道路及鐵路輸出送關(guān)系機材。
化學成分(%)
| Si |
Fe |
Cu |
Mn |
Mg |
Cr |
Zn |
Ti |
其它元素 |
各計 |
| 0.04-0.8 |
0.7 |
0.15-0.4 |
0.15 |
0.8-1.2 |
0.04-0.35 |
0.25 |
0.15 |
0.05 |
0.15 |
物理特性
| 比重 |
2.71 g/cm³ |
| 彈性率 |
7.0 kg/mm²x10³ |
| 剛性率 |
2.7 kg/mm²x10³ |
| 溶融溫度范圍 |
580-650°C |
| 比熱 (0-100°C) |
0.22 cal/g°C |
| 線膨脹率 (20-100°C) |
0.0000236 |
| 熱傳導率 (25°C) |
0.37 cal/am.s.°C |
| 比電氣阻 (20°C) |
0.043 mm²/m |
| 等容量導電率 (20°C) |
40%LACS |
機械性質(zhì)
| 材質(zhì) |
0.2%降伏強度 |
高引長強度 |
伸長率50% |
勃氏硬度 |
高剪斷強度 |
疲勞強度 |
| |
kg/mm² |
kg/mm² |
t1.6mm |
d12.7mm |
kg/mm² |
kg/mm² |
kg/mm² |
| 0 |
5.5 |
12.5 |
25 |
30 |
30 |
8.5 |
6.5 |
| T6,T651 |
28.0 |
31.5 |
12 |
95 |
98 |
21.0 |
10.0 |
2024T351 合金特性
高強力合金。溶體化熱處理后，在常溫自然進效。即所謂之超杜拉鋁。
用途
航空機及其他構(gòu)造物之應用力材
化學成分 (%)
| Si |
Fe |
Cu |
Mn |
Mg |
Cr |
Zn |
其它元素 |
各計 |
| 0.04 |
0.5 |
3.8-4.9 |
0.3-0.9 |
1.2-1.8 |
0.1 |
0.25 |
0.05 |
0.15 |
物理特性
| 比重 |
2.77 g/cm³ |
| 彈性率 |
7.5 kg/mm²x10³ |
| 剛性率 |
2.9 kg/mm²x10³ |
| 溶融溫度范圍 |
500-640°C |
| 比熱 (0-100°C) |
0.22 cal/g°C |
| 線膨脹率 (20-100°C) |
0.0000232 |
| 熱傳導率 (25°C) |
0.29 cal/am.s.°C |
| 比電氣阻 (20°C) |
0.057 mm²/m |
| 等容量導電率 (20°C) |
30%LACS |
機械性質(zhì)
| 材質(zhì) |
0.2%降伏強度 |
高引張強度 |
伸長率50% |
勃氏硬度 |
高剪斷剪度 |
疲勞強度 |
| |
kg/mm² |
kg/mm² |
t1.6mm |
d12.7mm |
kg/mm² |
kg/mm² |
kg/mm² |
| 0 |
8.0 |
19.0 |
20 |
22 |
47 |
12.5 |
9.0 |
| T351,T4 |
33.0 * |
48.0 |
20 |
19 |
120 |
29.0 |
14.0 |
*材厚19.05mm以上之制材之強度比這數(shù)值大15-25%
7075T651 合金特性
有非常高之強度，可作耐蝕合金與護面板。即超杜拉鋁或Constol Ktarl合金。
用途
需重視高度重量強度(比強度)之航空機及其他構(gòu)造物
化學成分 (%)
| Si |
Fe |
Cu |
Mn |
Mg |
Cr |
Zn |
Ti |
其它元素 |
各計 |
| 0.04 |
0.5 |
1.2-2.0 |
0.3 |
2.1-2.9 |
0.18-0.35 |
5.1-6.1 |
0.2 |
0.05 |
0.15 |
物理特性
| 比重 |
2.80 g/cm³ |
| 彈性率 |
7.3 kg/mm²x10³ |
| 剛性率 |
2.8 kg/mm²x10³ |
| 溶融溫度范圍 |
475-640°C |
| 比熱 (0-100°C) |
0.23 cal/g°C |
| 線膨脹率 (20-100°C) |
0.0000230 |
| 熱傳導率 (25°C) |
0.29 cal/am.s.°C |
| 比電氣阻 (20°C) |
0.058 mm²/m |
| 等容量導電率 (20°C) |
30%LACS |
機械性質(zhì)
| 材質(zhì) |
0.2%降伏強度 |
高引張強度 |
伸長率50% |
勃氏硬度 |
高剪斷剪度 |
疲勞強度 |
| |
kg/mm² |
kg/mm² |
t1.6mm |
d12.7mm |
kg/mm² |
kg/mm² |
kg/mm² |
| 0 |
10.5 |
23.0 |
17 |
16 |
60 |
15.5 |
- |
| T6,T651 |
51.5 |
58.5 |
11 |
11 |
150 |
34.0 |
16.0 |
5052 合金特性
為有中等強度之加工硬化合金，利用度極高。
成型加工性、耐蝕性、耐久性能都好。
用途
一般鈑金在海洋中使用之崁板及構(gòu)造材。
化學成分 (%)
| Si |
Fe |
Cu |
Mn |
Mg |
Cr |
Zn |
Ti |
其它元素 |
各計 |
| 0.45 |
0.45 |
0.10 |
0.10 |
2.2-2.8 |
0.15-0.35 |
0.1 |
0.5 |
0.05 |
0.15 |
物理特性
| 比重 |
2.69 g/cm³ |
| 彈性率 |
7.3 kg/mm²x10³ |
| 剛性率 |
2.7 kg/mm²x10³ |
| 溶融溫度范圍 |
595-650°C |
| 比熱 (0-100°C) |
0.23 cal/g°C |
| 線膨脹率 (20-100°C) |
0.0000234 |
| 熱傳導率 (25°C) |
0.33 cal/am.s.°C |
| 比電氣阻 (20°C) |
0.049 mm²/m |
| 等容量導電率 (20°C) |
35%LACS |
機械性質(zhì)
| 材質(zhì) |
0.2%降伏強度 |
高引張強度 |
伸長率50% |
勃氏硬度 |
高剪斷強度 |
疲勞強度 |
| |
kg/mm² |
kg/mm² |
t1.6mm |
d12.7mm |
kg/mm² |
kg/mm² |
kg/mm² |
| 0 |
9.0 |
19.5 |
25 |
30 |
47 |
12.5 |
11.0 |
| H32 |
19.5 |
23.0 |
12 |
18 |
50 |
14.0 |
12.0 |
| H34 |
22.0 |
27.0 |
10 |
14 |
68 |
15.0 |
12.5 |
| H36 |
24.5 |
28.0 |
8 |
10 |
73 |
16.0 |
13.5 |
| H38 |
26.0 |
29.5 |
7 |
8 |
77 |
17.0 |
14.5 |
|
尖端設備
本標準規(guī)定了變形鋁合金的狀態(tài)代號。
本標準適用于鋁及鋁加工產(chǎn)品。
2.基本原則
2.1基礎狀態(tài)代號用一個英文大寫字母表示。
2.2細分狀態(tài)代號采用基礎狀態(tài)代號后跟一位或多位阿拉伯數(shù)字表示。
2.3基本狀態(tài)代號
基本狀態(tài)分為5種
代號 名稱 說明與應用
�。� 自由加工狀態(tài) 適用于在成型過程中，對于加工硬化和熱處理條件無特殊要求的產(chǎn)品，該狀態(tài)產(chǎn)品的力學性能不作規(guī)定。
�。� 退火狀態(tài) 適用于經(jīng)完全退火獲得低強度的加工產(chǎn)品。
�。� 加工硬化狀態(tài) 適用于通過加工硬化提高強度的產(chǎn)品，產(chǎn)品在加工硬化后可經(jīng)過（也可不經(jīng)過）使強度有所降低的附加熱處理。
�。� 固熔熱處理狀態(tài) 處理狀態(tài) 一種不穩(wěn)定狀態(tài)，僅適用于經(jīng)固溶熱處理后，室溫下自然時效的合金，該狀態(tài)代號僅表示產(chǎn)品處于自然時效階段。
�。� 熱處理狀態(tài)(不同于F、O、H狀態(tài)) 適用于熱處理后，經(jīng)過（或不經(jīng)過）加工硬化達到穩(wěn)定的產(chǎn)品。T代號后面必須跟有一位或多位阿拉伯數(shù)字。在T字后面的位數(shù)字表示熱處理基本類型（從1~10），其后各位數(shù)字表示在熱處理細節(jié)方面有所變化。如 6061—T 62 ；5083—H 343等。
T1—從成型溫度冷卻并自然時效至大體穩(wěn)定狀態(tài)。
T2—退火狀態(tài)（只用于鑄件）。
T3—固溶處理后自然時效。
T31—固溶處理冷作（1%）后自然時效。
T36—固溶處理冷作（6%）后自然時效。
T37—固溶處理冷作（7%）后自然時效，用于2219合金。
T4—固溶處理后自然時效。
T41—固溶處理后沸水淬火。
T411—固溶處理后空冷至室溫，硬度在O及T6之間，殘余應力低。
T42—固溶處理后自然時效。由用戶進行處理，適于2024合金，強度比T4稍低。
T5—從成型溫度冷卻后人工時效。
T6—固溶處理后人工時效。
T61—T41+人工時效。
T611—固溶處理，沸水淬火。
T62—固溶處理后人工時效。
T7—固溶處理后穩(wěn)定化。提高尺寸穩(wěn)定性，減小殘余應力，提高抗蝕性。
T72—固溶處理后過時效。
T73—固溶處理后進行分級時效，強度比T6低，抗蝕性顯著提高。
T76—固溶處理后進行分級時效。
T8—固溶處理冷作后人工時效。
T81—固溶處理后冷作，人工時效。為改善固溶處理后的變形及改善強度。
T86—固溶處理后冷作（6%），人工時效。
T87—T37+人工時效。
T9—固溶處理后人工時效再冷作。
T10—從成型溫度冷卻，人工時效后冷作。
Tx51—為消除固溶處理后的殘余應力進行拉伸處理。
板材0.5~3%的變形，棒、型材1~3%的變形。
X代表3、4、6或8，例如T351、T451、T651、T851，適用于板、拉制棒、線材，拉伸消除應力后不作任何矯正而時效。T3510、T4510、T8510，適用于擠壓型材，拉伸消除應力后為使平直度符合公差進行矯正，并時效。
Tx52—為消除固溶處理后的殘余應力進行壓縮變形，固溶處理后進行2.5%的塑性變形然后時效，例如T352、T652。
Tx53—消除熱應力。
Tx54—為消除精密鍛件固溶處理后的殘余應力進行壓縮變形。
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