1. 關於鋁硅合金的提問
【概述】
以鋁為基的合金總稱。主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳，次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。
鋁合金密度低，但比強度高，接近或超過優質鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性，工業上廣泛使用，使用量僅次於鋼。
鋁合金分兩大類：鑄造鋁合金，在鑄態下使用；變形鋁合金，能承受壓力加工，力學性能高於鑄態。可加工成各種形態、規格的鋁合金材。主要用於製造航空器材、日常生活用品、建築用門窗等。
鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金又分為不可熱處理強化型鋁合金和可熱處理強化型鋁合金。不可熱處理強化型不能通過熱處理來提高機械性能，只能通過冷加工變形來實現強化，它主要包括高純鋁、工業高純鋁、工業純鋁以及防銹鋁等。可熱處理強化型鋁合金可以通過淬火和時效等熱處理手段來提高機械性能，它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。
鋁合金可以採用熱處理獲得良好的機械性能，物理性能和抗腐蝕性能。
鑄造鋁合金按化學成分可分為鋁硅合金，鋁銅合金，鋁鎂合金和鋁鋅合金。
【純鋁產品】
純鋁分冶煉品和壓力加工品兩類，前者以化學成份Al表示，後者用漢語拼音LG（鋁、工業用的）表示。
【壓力加工鋁合金】
鋁合金壓力加工產品分為防銹（LF）、硬質（LY）、鍛造（LD）、超硬（LC）、包覆（LB）、特殊（LT）及釺焊（LQ）等七類。常用鋁合金材料的狀態為退火（M燜火）、硬化（Y）、熱軋（R）等三種。
【鋁材】
鋁和鋁合金經加工成一定形狀的材料統稱鋁材，包括板材、帶材、箔材、管材、棒材、線材、型材等。
【鑄造鋁合金】
鑄造鋁合金（ZL）按成分中鋁以外的主要元素硅、銅、鎂、鋅分為四類，代號編碼分別為100、200、300、400。
【高強度鋁合金】
高強度鋁合金指其抗拉強度大於480兆帕的鋁合金，主要是壓力加工鋁合金中硬鋁合金類、超硬鋁合金類和鑄造合金類。
【不同牌號鋁合金的典型用途】
合 金 典 型 用 途
1050 食品、化學和釀造工業用擠壓盤管，各種軟管，煙花粉
1060 要求抗蝕性與成形性均高的場合，但對強度要求不高，化工設備是其典型用途
1100 用於加工需要有良好的成形性和高的抗蝕性但不要求有高強度的零件部件，例如化工產品、食品工業裝置與貯存容器、薄板加工件、深拉或旋壓凹形器皿、焊接零部件、熱交換器、印刷板、銘牌、反光器具
1145 包裝及絕熱鋁箔，熱交換器
1199 電解電容器箔，光學反光沉積膜
1350 電線、導電絞線、匯流排、變壓器帶材
2011 螺釘及要求有良好切削性能的機械加工產品
2014 應用於要求高強度與硬度（包括高溫）的場合。飛機重型、鍛件、厚板和擠壓材料，車輪與結構元件，多級火箭第一級燃料槽與航天器零件，卡車構架與懸掛系統零件
2017 是第一個獲得工業應用的2XXX系合金，目前的應用范圍較窄，主要為鉚釘、通用機械零件、結構與運輸工具結構件，螺旋槳與配件
2024 飛機結構、鉚釘、導彈構件、卡車輪轂、螺旋槳元件及其他種種結構件
2036 汽車車身鈑金件
2048 航空航天器結構件與兵器結構零件
2124 航空航天器結構件
2218 飛機發動機和柴油發動機活塞，飛機發動機汽缸頭，噴氣發動機葉輪和壓縮機環
2219 航天火箭焊接氧化劑槽，超音速飛機蒙皮與結構零件，工作溫度為-270~300攝氏度。焊接性好，斷裂韌性高，T8狀態有很高的抗應力腐蝕開裂能力
2319 焊拉2219合金的焊條和填充焊料
2618 模鍛件與自由鍛件。活塞和航空發動機零件
2A01 工作溫度小於等於100攝氏度的結構鉚釘
2A02 工作溫度200~300攝氏度的渦輪噴氣發動機的軸向壓氣機葉片
2A06 工作溫度150~250攝氏度的飛機結構及工作溫度125~250攝氏度的航空器結構鉚釘
2A10 強度比2A01合金的高，用於製造工作溫度小於等於100攝氏度的航空器結構鉚釘
2A11 飛機的中等強度的結構件、螺旋槳葉片、交通運輸工具與建築結構件。航空器的中等強度的螺栓與鉚釘
2A12 航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、鉚釘等，建築與交通運輸工具結構件
2A14 形狀復雜的自由鍛件與模鍛件
2A16 工作溫度250~300攝氏度的航天航空器零件，在室溫及高溫下工作的焊接容器與氣密座艙
2A17 工作溫度225~250攝氏底的航空器零件
2A50 形狀復雜的中等強度零件
2A60 航空器發動機壓氣機輪、導風輪、風扇、葉輪等
2A70 飛機蒙皮，航空器發動機活塞、導風輪、輪盤等
2A80 航空發動機壓氣機葉片、葉輪、活塞、漲圈及其他工作溫度高的零件
2A90 航空發動機活塞
3003 用於加工需要有良好的成形性能、高的抗蝕性可焊性好的零件部件，或既要求有這些性能又需要有比1XXX系合金強度高的工作，如廚具、食物和化工產品處理與貯存裝置，運輸液體產品的槽、罐，以薄板加工的各種壓力容器與管道
3004 全鋁易拉罐罐身，要求有比3003合金更高強度的零部件，化工產品生產與貯存裝置，薄板加工件，建築加工件，建築工具，各種燈具零部件
3105 房間隔斷、檔板、活動房板、檐槽和落水管，薄板成形加工件，瓶蓋、瓶塞等
3A21 飛機油箱、油路導管、鉚釘線材等；建築材料與食品等工業裝備等
5005 與3003合金相似，具有中等強度與良好的抗蝕性。用作導體、炊具、儀錶板、殼與建築裝飾件。陽極氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮，並與6063合金的色調協調一致
5050 薄板可作為致冷機與冰箱的內襯板，汽車氣管、油管與農業灌溉管；也可加工厚板、管材、棒材、異形材和線材等
5052 此合金有良好的成形加工性能、抗蝕性、可燭性、疲勞強度與中等的靜態強度，用於製造飛機油箱、油管，以及交通車輛、船舶的鈑金件，儀表、街燈支架與鉚釘、五金製品等
5056 鎂合金與電纜護套鉚釘、拉鏈、釘子等；包鋁的線材廣泛用於加工農業捕蟲器罩，以及需要有高抗蝕性的其他場合
5083 用於需要有高的抗蝕性、良好的可焊性和中等強度的場合，諸如艦艇、汽車和飛機板焊接件；需嚴格防火的壓力容器、致冷裝置、電視塔、鑽探設備、交通運輸設備、導彈元件、裝甲等
5086 用於需要有高的抗蝕性、良好的可焊性和中等強度的場合，例如艦艇、汽車、飛機、低溫設備、電視塔、鑽井裝置、運輸設備、導彈零部件與甲板等
5154 焊接結構、貯槽、壓力容器、船舶結構與海上設施、運輸槽罐
5182 薄板用於加工易拉罐蓋，汽車車身板、操縱盤、加強件、托架等零部件
5252 用於製造有較高強度的裝飾件，如汽車等的裝飾性零部件。在陽極氧化後具有光亮透明的氧化膜
5254 過氧化氫及其他化工產品容器
5356 焊接鎂含量大於3%的鋁-鎂合金焊條及焊絲
5454 焊接結構，壓力容器，海洋設施管道
5456 裝甲板、高強度焊接結構、貯槽、壓力容器、船舶材料
5457 經拋光與陽極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件
5652 過氧化氫及其他化工產品貯存容器
5657 經拋光與陽極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件，但在任何情況下必須確保材料具有細的晶粒組織
5A02 飛機油箱與導管，焊絲，鉚釘，船舶結構件
5A03 中等強度焊接結構，冷沖壓零件，焊接容器，焊絲，可用來代替5A02合金
5A05 焊接結構件，飛機蒙皮骨架
5A06 焊接結構，冷模鍛零件，焊拉容器受力零件，飛機蒙皮骨部件
5A12 焊接結構件，防彈甲板
6005 擠壓型材與管材，用於要求強高大於6063合金的結構件，如梯子、電視天線等
6009 汽車車身板
6010 薄板：汽車車身
6061 要求有一定強度、可焊性與抗蝕性高的各種工業結構性，如製造卡車、塔式建築、船舶、電車、傢具、機械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材
6063 建築型材，灌溉管材以及供車輛、台架、傢具、欄柵等用的擠壓材料
6066 鍛件及焊接結構擠壓材料
6070 重載焊接結構與汽車工業用的擠壓材料與管材
6101 公共汽車用高強度棒材、電導體與散熱器材等
6151 用於模鍛曲軸零件、機器零件與生產軋制環，供既要求有良好的可鍛性能、高的強度，又要有良好抗蝕性之用
6201 高強度導電棒材與線材
6205 厚板、踏板與耐高沖擊的擠壓件
6262 要求抗蝕性優於2011和2017合金的有螺紋的高應力零件
6351 車輛的擠壓結構件，水、石油等的輸送管道
6463 建築與各種器具型材，以及經陽極氧化處理後有明亮表面的汽車裝飾件
6A02 飛機發動機零件，形狀復雜的鍛件與模鍛件
7005 擠壓材料，用於製造既要有高的強度又要有高的斷裂韌性的焊接結構，如交通運輸車輛的桁架、桿件、容器；大型熱交換器，以及焊接後不能進行固熔處理的部件；還可用於製造體育器材如網球拍與壘球棒
7039 冷凍容器、低溫器械與貯存箱，消防壓力器材，軍用器材、裝甲板、導彈裝置
7049 用於鍛造靜態強度與7079-T6合金的相同而又要求有高的抗應力腐蝕開裂勇力的零件，如飛機與導彈零件——起落架液壓缸和擠壓件。零件的疲勞性能大致與7075-T6合金的相等，而韌性稍高
7050 飛機結構件用中厚板、擠壓件、自由鍛件與模鍛件。製造這類零件對合金的要求是：抗剝落腐蝕、應力腐蝕開裂能力、斷裂韌性與抗疲勞性能都高
7072 空調器鋁箔與特薄帶材；2219、3003、3004、5050、5052、5154、6061、7075、7475、7178合金板材與管材的包覆層
7075 用於製造飛機結構及期貨 他要求強度高、抗腐蝕性能強的高應力結構件、模具製造
7175 用於鍛造航空器用的高強度結構性。T736材料有良好的綜合性能，即強度、抗剝落腐蝕與抗應力腐蝕開裂性能、斷裂韌性、疲勞強度都高
7178 供製造航空航天器的要求抗壓屈服強度高的零部件
7475 機身用的包鋁的與未包鋁的板材，機翼骨架、桁條等。其他既要有高的強度又要有高的斷裂韌性的零部件
7A04 飛機蒙皮、螺釘、以及受力構件如大梁桁條、隔框、翼肋、起落架等
【變形鋁及鋁合金狀態、代號】
1.范圍
本標准規定了變形鋁合金的狀態代號。
本標准適用於鋁及鋁加工產品。
2.基本原則
2.1基礎狀態代號用一個英文大寫字母表示。
2.2細分狀態代號採用基礎狀態代號後跟一位或多位阿拉伯數字表示。
2.3基本狀態代號
基本狀態分為5種
代號 名稱 說明與應用
F 自由加工狀態 適用於在成型過程中，對於加工硬化和熱處理條件特殊要求的產品，該狀態產品的力學性能不作規定。
O 退火狀態 適用於經完全退火獲得最低強度的加工產品。
H 加工硬化狀態 適用於通過加工硬化提高強度的產品，產品在加工硬化後可經過（也可不經過）使強度有所降低的附加熱處理。
W 固熔熱處理狀態 處理狀態 一種不穩定狀態，僅適用於經固溶熱處理後，室溫下自然時效的合金，該狀態代號僅表示產品處於自然時效階段。
T 熱處理狀態(不同於F、O、H狀態) 適用於熱處理後，經過（或不經過）加工硬化達到穩定的產品。T代號後面必須跟有一位或多位阿拉伯數字。
2. 提高高溫合金性能的途徑和方法有哪些
途徑是:固溶強化 加入與基體金屬原子尺寸不同的元素(鉻、鎢、鉬等)引起基體金屬點陣的畸變，加入能降低合金基體堆垛層錯能的元素（如鈷）和加入能減緩基體元素擴散速率的元素（鎢、鉬等），以強化基體。 沉澱強化 通過時效處理，從過飽和固溶體中析出第二相（γ』、γ"、碳化物等），以強化合金。γ『相與基體相同，均為面心立方結構，點陣常數與基體相近，並與晶體共格，因此γ相在基體中能呈細小顆粒狀均勻析出，阻礙位錯運動，而產生顯著的強化作用。γ』相是A3B型金屬間化合物，A代表鎳、鈷，B代表鋁、鈦、鈮、鉭、釩、鎢，而鉻、鉬、鐵既可為A又可為B。鎳基合金中典型的γ『相為Ni3(Al,Ti)。γ』相的強化效應可通過以下途徑得到加強： ①增加γ『相的數量； ②使γ』相與基體有適宜的錯配度，以獲得共格畸變的強化效應； ③加入鈮、鉭等元素增大γ』相的反相疇界能，以提高其抵抗位錯切割的能 高溫合金 高溫合金 力； ④加入鈷、鎢、鉬等元素提高γ『相的強度。γ"相為體心四方結構，其組成為Ni3Nb。因γ"相與基體的錯配度較大,能引起較大程度的共格畸變，使合金獲得很高的屈服強度。但超過700℃，強化效應便明顯降低。鈷基高溫合金一般不含γ相，而用碳化物強化。
3. 提高金屬材料強度的主要途徑有哪些。
提高強度的方法有很多：
典型的工藝有彌散強化、共格強化和細晶強化等
（1）進行熱處理工藝，按照所需要的性能和組織進行熱處理，淬火
回火
正火等。
（2）表面進行噴丸處理也可以提高強度。
（3）進行控制軋制和控製冷卻獲得較細小的晶粒，更具霍爾-佩奇公式。
（4）還有一些單晶的物質有較高的強度，主要是裡面位錯較少，所以減少位錯也可以提高強度
（5）通過形變和時效析出一些化合物可以提高強度。
目前主要就是這么幾種了！
4. 如何增加鋁合金硬度
提高鋁合金的硬度：
1.加工強化
加工強化也稱冷作硬化，就是金屬材料在再結晶溫度以下冷變形加工如鍛造、壓延、拉拔、拉伸等，冷變形時，金屬內部位錯密度增大，且相互纏結並形成胞狀結構，阻礙位錯運動。變形度越大位錯纏結越嚴重，變形抗力越大，強度越高。冷變形後強化的程度隨變形度、變形溫度及材料本身的性質而不同。同一材料在同一溫度下冷變形時，變形度越大則強度越高，塑性則越低。
2．固溶強化
在純鋁中添加某些合金元素形成無限固溶體或有限固溶體，不僅能獲得高的強度，而且還能獲得優良的塑性與良好的壓力加工性能。在一般鋁合金中固溶強化最常用的合金元素是銅、鎂、錳、鋅、硅、鎳等元素。一般鋁的合金化都形成有限的固溶體，如Al-Cu，Al-Mg，Al-Zn，Al-Si，Al-Mn等二元合金均形成有限固溶體，並且都有較大的極限溶解度能起較大的固溶強化效果。
3. 組織強化
在鋁合金中添加微量元素以細化晶粒組織是提高鋁合金力學性能的另一種重要手段。
變形鋁合金中添加微量鈦、鋯、鈹、鍶以及稀土元素，它們能形成難熔化合物，在合金結晶時作為非自發晶核，起細化晶粒作用，提高合金的強度和塑性。
4．過剩相強化
當鋁中加入的合金元素含水量超過其極限溶解度時，淬火加熱時便有一部分不能溶入固溶體的第二相出現稱之為過剩相。在鋁合金中過剩相多為硬而脆的金屬間化合物。它們在合金中起阻礙滑移和位錯運動的作用，使強度、硬度提高，而塑性、韌性降低。合金中過剩相的數量愈多，其強化效果愈好，但過剩相多時，由於合金變脆而導致強度、塑性降低。
5．時效強化
鋁合金熱處理後可以得到過飽和的鋁基固溶體。這種過飽和鋁基固溶體在室溫或加熱到某一溫度時，其強度和硬度隨時間和延長而增高，但塑性降低。這個過程就稱時效。時效過程中使合金的強度、硬度增高的現象稱為時效強化或時效硬化。
5. 鋁合金強化手段
方式1、鋁合金冷變形強化，冷作硬化。強化程度隨變形度、變形溫度及材料本身的性質而不同。金屬鋁合金材料在再結晶溫度以下冷變形的方式。
方式2、細化組織強化。在鋁合金中添加微量元素細化組織。鑄造鋁合金中常加入微量元素作變質處理來細化合金組織，提高強度和塑性。變形鋁合金中添加微量鈦、鋯、鈹、鍶以及稀土元素，提高合金的強度和塑性的方式。
方式3、細化晶粒，從熔鑄開始改善鑄錠的晶粒度。加工硬化，抗拉強度提高，延伸率降低。鋁合金分為可熱處理強化合金和不可熱處理強化合金。
方式4、時效強化。時效過程中使合金的強度、硬度增高的現象稱為時效強化或時效硬化。鋁合金熱處理後可以得到過飽和的鋁合金基固溶體的方式。
方式5、固溶強化。合金元素加入純鋁中形成無限固溶體或有限固溶體，強度增加，塑性與抗壓力增加。常用銅、鎂、錳、鋅、硅、鎳等。鋁合金
方式6、過剩相強化。合金中過剩相的數量愈多，其強化效果愈好，但過剩相多時，由於合金變脆而導致強度、塑性降低的方式。當合金中加入的合金元素含水量超過其極限溶解度時，淬火加熱時便有一部分不能溶入固溶體的第二相出現稱之為過剩相。
6. 如何增加鋁的硬度
鋁中添加其他元素而增加它的硬度韌性等特性就變成鋁合金.硬度變大.
7. 鋁硅合金性能
性價比高，實用性高，通過提高Si在鋁基體中的過飽和度，形成的硅顆粒增強鋁基復合材料。可通過調節硅的體積分數獲得不同性能的高硅鋁合金材料，具有熱膨脹系數CTE低、密度低、熱導率高、導電性好（具有優異的電磁干擾/射頻干擾屏蔽性能）、硬度高、熱機械穩定性優良、緻密性高、易機加工、易鍍塗保護、與標準的微電子組裝工藝相容等特點。
高硅鋁合金密度在2.3~4.7 g/cm³之間，熱膨脹系數(CTE)在7-20ppm/℃ 之間，提高硅含量可使合金材料的密度及熱膨脹系數顯著降低。同時，高硅鋁合金還具有熱導性能好，比強度和剛度較高，與金、銀、銅、鎳的鍍覆性能好，與基材可焊，易於精密機加工等優越性能，是一種應用前景廣闊的電子封裝材料, 特別是在航天航空、空間技術和攜帶型電子器件等高技術領域。 [1] 高硅鋁合金(AlSi)是由硅和鋁組成的二元合金，是一種金屬基熱管理復合材料。高硅鋁合金材料能夠保持硅和鋁各自的優異性能，並且硅、鋁的含量相當豐富，硅粉的制備技術成熟，成本低廉，同時這種材料對環境沒有污染，對人體無害