铝合金知识介绍
铝合金概述
以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。
铝合金密度低，但比强度高，接近或超过上等钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。
铝合金的类别
铝合金分两大类：铸造铝合金，在铸态下使用；变形铝合金，能承受压力加工，力学性能高于铸态。可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、日常生活用品、建筑用门窗等。
铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。
铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。
铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金和铝锌合金。
铝合金缺陷修复常识
铝合金在生产过程中，容易出现缩孔、砂眼、气孔和夹渣等铸造缺陷。如何修复铝合金铸件气孔等缺陷呢？如果用电焊、氩焊等设备来修补，由于放热量大，容易产生热变形等副作用，无法满足补焊要求。
冷焊修复机是利用高频电火花瞬间放电、无热堆焊原理来修复铸件缺陷。由于冷焊热影响区域小，不会造成基材退火变形，不产生裂纹、没有硬点、硬化现象。而且熔接强度高，补材与基体同时熔化后的再凝固，结合牢固，可进行磨、铣、锉等加工，致密不脱落。冷焊修复机是修补铝合金气孔、砂眼等细小缺陷的理想方法。
铸造铝合金
可用金属铸造成形工艺直接获得零件的铝合金。
该类合金的合金元素含量一般多于相应的变形铝合金的含量。
据主要合金元素差异有四类铸造铝合金。
（1）铝硅系合金，也叫“硅铝明”或“矽铝明”。有良好铸造性能和耐磨性能，热胀系数小，在铸造铝合金中品种*多，用量*大的合金，含硅量在10％-25％。有时添加0.2％-0.6％镁的硅铝合金，广泛用于结构件，如壳体、缸体、箱体和框架等。有时添加适量的铜和镁，能提高合金的力学性能和耐热性。此类合金广泛用于制造活塞等部件。
（2）铝铜合金，含铜4.5％-5.3％合金强化效果*佳，适当加入锰和钛能显著提高室温、高温强度和铸造性能。主要用于制作承受大的动、静载荷和形状不复杂的砂型铸件。
（3）铝镁合金，密度*小(2.55g/cm3)，强度*高(355MPa左右)的铸造铝合金，含镁12％，强化效果*佳。合金在大气和海水中的抗腐蚀性能好，室温下有良好的综合力学性能和可切削性，可用于作雷达底座、飞机的发动机机匣、螺旋桨、起落架等零件，也可作装饰材料。
（4）铝锌系合金，为改善性能常加入硅、镁元素，常称为“锌硅铝明”。在铸造条件下，该合金有淬火作用，即“自行淬火”。不经热处理就可使用，以变质热处理后，铸件有较高的强度。经稳定化处理后，尺寸稳定，常用于制作模型、型板及设备支架等。
铍铝合金
一种含铝铍基合金。一般含铝25%-43%（质量）。密度2.10g/cm3。有LX-62和LX59-3两种牌号。抗拉强度524-670MPa，屈服强度479-516MPa，伸长率3.7%-4.3%。采用粉末冶金挤压、轧制工艺生产。用于导弹、火箭、超高速结构件、飞机制动器和电子计算机磁盘驱动器。
铍铝合金含铍约2-6%，铍铝合金是镁合金和铝合金熔炼所需的一种添加剂，镁合金通常需要8-20ppm，铝合金需8-15ppm，其作用为：
1、改善镁和铝的清洁、流动性、耐腐蚀性；
2、保护镁和铝的氧化及燃烧，减少元素的氧化损失；
3、改善合金的组织结构，细化晶粒，增加强度。
含铍约60%的铍铝合金主要应用于航天、航空框架材料。
锻铝合金
变形铝合金的一类，代号LD。包括铝镁硅铜系变形铝合金和铝镁硅系变形铝合金，因主要用作形状复杂的锻件，故名。镁和硅可形成强化相Mg2Si；铜可以改善热加工性能，并形成强化相Cu4Mg5Si4Al；锰可以防止加热时出现过热。
锻铝合金大都在淬火，人工时效状态下使用。在淬火后应立即进行人工时效，否则降低强化效果。
该类合金高温强度低，热塑性好，可锻造加工成形状复杂的锻件和模锻件，也可轧制成板材或其他型材。
主要用于飞机结构件上。
防锈铝合金
在大气、水和油等介质中具有良好抗腐蚀性能的可压力加工铝合金。主要包括不能热处理强化的Al-Mn系和Al-Mg系合金。含锰量在1.0%-1.7%的防锈铝合金，抗腐蚀性能较高。而Al-Mg系防锈铝合金中镁含量一般不超过7%，随着含镁量的增加，合金的强度增大，可达400MPa，而塑性则下降。这一类防锈铝合金通常在退火状态、冷作硬化或半冷作硬化状态下使用。强度低、塑性好、易于压力加工，具有良好的抗腐蚀性能和焊接性能特别适宜于制造承受低载荷的深拉伸零件、焊接件和在腐蚀介质中工作的零件，如油箱、管道等。另一类防锈铝合金是可热处理强化的Al-Zn-Mg-Cu系合金，其拉伸强度较高，具有优良的耐海水腐蚀性能，良好时断裂韧性，低的缺口敏感性和好的成型工艺性能。适于制造水上飞机蒙皮及其他要求耐腐蚀的高强度钣金零件。
防锈铝合金主要含锰镁等合金元素。Ai-Mn系合金由于锰的作用比纯铝具有更高的耐腐蚀性能和强度，并具有良好的可焊性和塑性，但切削性能差。Al-Mg系合金由于镁的作用，密度比纯铝小强度比Al-Mn合金高，并具有相当好的耐腐蚀性。防锈铝合金的时效硬度效果极弱，只能用冷变形硬化，但会使塑性显著下降。
低温铝合金
适合于低温环境使用的大多数固溶强化铝合金及一些沉淀硬化铝合金。
可分为两类：(1)固溶强化合金，5000系，3000系；(2)沉淀硬化合金，2000系，6000系，7000系。
常用的低温铝合金是：Al-4.5Mg(5083)，在退火态使用的易焊接铝合金；3003铝合金；Al-1.0Mg-0.6Si(6061)多用途铝合金；Al-6.0Cu(2219)，在沉淀硬化态使用的铝合金。
用于航天飞机、火箭动力装置的液氢(20K)、液氧(90K)储箱，以及低温超导磁体的结构支撑件等。Al-Li轻合金(如2090，8090等)是性能优异的低温材料，随着温度降低，其强度、塑性、韧性大幅度提高，如2090合金的低温性能(约4K)比2219合金要好得多。
超硬铝合金
在铝-锌-镁系的基础上添加铜发展起来的铝合金，其强度可达784N/mm2，但耐热耐蚀性差，对铁敏感、抗应力腐蚀性差，适当控制合金中锌和镁的比例，可添加铜、锰等元素后，将进一步提高合金强度，改善塑性和耐应力腐蚀性能，工业上使用的室温力学性能*高，一般σb为490～690MPa的可压力加工铝合金。又称高强度铝合金。主要是Al-Zn-Mg-Cu系合金。其中锌和镁含量的比值及锌、镁、铜含量的总和不同，合金的性能也不同。锌和镁含量的比值增加，合金的热处理效果增大，强度提高，但应力腐蚀敏感性增大。当锌、镁、铜含量的总和大于9％(质量)时，合金的拉伸强度*高。熔融法制锭，再压力加工成材。用于生产各种锻件和模锻件，制作飞机的蒙皮、螺钉、承力构件、大梁桁条、隔框和翼肋等。
耐热铝合金
能在较高温度下使用而不软化的铝合金。提高铝合金热强性的主要途径是固溶强化、过剩相强化和晶界强化等。为此，常加入钼、镍、铜、锂、铁或稀土元素，以形成热稳定性较好的过剩相Al2CuMg，Al6Cu3Ni，Al2FeSi，Al9FeNi，Al2CuLi，Al6Mn，Al3Ti，Al3Fe，Al4Ce4，Al2Cu4Mg5Si4等。根据加工工艺不同可分为耐热变形铝合金（包括耐热锻铝合金、耐热硬铝合金）和耐热铸造铝合金。主要用作在150～300℃工作的零件，如涡轮压缩机叶片盘、焊接容器、活塞等。
特殊铝合金
在特定条件下使用的一类铝合金，主要是变形铝合金。由于化学成分和使用条件不同，品种繁多。代号为LT。常用的有LTl，LT21，LT41，LT61等。如LTl含有4.5％-6.0％硅，具有较好的加工性能和抗蚀性。熔融法制锭，压力加工成材。可用作焊棒、焊条等。
稀土铝合金
泛指含稀土金属的铝合金，主要指Al-RE系合金。工业Al-RE系合金主要是含有4.4％-5％稀土的铸造铝合金，如Al-RE-Cu-Si-Mn-Ni-Mg合金，含有多种过渡元素，成分、组织复杂。工作温度可达400℃，是广泛使用的热强性*好的铸造铝合金。室温力学性能低，铸造工艺性能良好，可用于砂型、金属型铸造，生产形状复杂的高温下长期工作的零件，如发动机附机壳体、阀门等。