铝合金料的主要成份是什么

5052的主要合金元素为镁，具有良好的成形加工性能、抗蚀性、焊接性，中等强度。5052铝合金化学成分铝 Al :余量硅 Si :≤0.25 铜 Cu :≤0.10镁 Mg:2.2~2.8锌 Zn:≤0.10锰 Mn:≤0.10铬 Cr:0.15~0.35铁 Fe: 0.000~ 0.400注:单个:≤0.05合计:≤0.15

5052铝合金属于Al-Mg系合金,使用范围广泛,特别是建筑业离不开此合金，是最有前途的合金。耐蚀性好，焊接性优良，冷加工性较好，并具有中等强度。5052铝合金的主要合金元素为镁，具有良好的成形加工性能、抗蚀性、焊接性，中等强度，用于制造飞机油箱、油管、以及交通车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉、五金制品、电-器外壳等。

工艺性能

⑴成形性能

①该合金热态工艺塑性良好。锻造和模锻温度为420~475°C,在此温度范围内进行变形率>80%的热变形。

②其冷冲压性能与合金状态有关,退火（O）状态的冷冲压性能良好,H32、H34状态时次之,而H36/H38状态时不好。

⑵焊接性能

①该合金的气焊、电弧焊、电阻焊、点焊、缝焊性能良好,二氩弧焊时出现结晶裂缝倾向。硬钎焊性能尚好,而软钎焊性能较差。

②焊缝的强度和塑性高,焊缝强度达基体金属强度的90%~95%。但焊缝的气密性不高,推荐用5A03合金作焊料,可提高其气密性,并可消除裂缝倾向。

⑶机械加工性能

该合金退火状态的切削加工性能不好,而冷作硬化状态时有所改善。

化学成分

铝 Al ：余量

硅 Si： ≤0.25

铜 Cu ：≤0.10

镁 Mg：2.2~2.8

锌 Zn：≤0.10

锰 Mn：≤0.10

铬 Cr：0.15～0.35

铁 Fe： ≤0.40

注：单个:≤0.05合计:≤0.15

力学性能

抗拉强度 σb (MPa)173～244

条件屈服强度 σ0.2 (MPa)≥70

密度 2.68克/立方厘米

试样尺寸：所有壁厚

注：管材室温纵向力学性能

表面

1、表面不允许有裂纹、腐蚀斑点和硝盐痕迹。

2、表面上允许有深度不超过缺陷所在部位壁厚公称尺寸8%的起皮、气泡、表面粗超和局部机械损伤，但缺陷最大深度不能超过0.5mm,缺陷总面积不超过板材总面积的5%。

3、允许供货方沿型材纵向打光至表面光滑。

4、其他要求：有需求方和供货方自己拟定

5、铝板表面呈现光亮，无划痕，机压出来的板子很少有颗颗粒粒的

合金牌号 硅Si 铁Fe 铜Cu 锰Mn 镁Mg 铬Cr 锌Zn 钛Ti 其它 铝

每个 合计 最小值

2024 23.2 0.5 3.8-4.9 0.3-0.9 1.2-1.8 0.1 0.25 0.15 0.05 0.15 余量

5052 25 0.4 0.1 0.1 2.2-2.8 0.15-0.35 0.1 -- 0.05 0.15 余量

5083 23.8 0.4 0.1 0.3-1.0 4.0-4.9 0.05-0.25 0.25 0.15 0.05 0.15 余量

6061 23.6 0.7 0.15-0.4 0.15 0.8-1.2 0.04-0.35 0.25 0.15 0.05 0.15 余量

7050 23.5 0.15 20.-2.6 0.1 1.9-2.6 0.04 5.7-6.7 0.06 0.05 0.15 余量

7075 23.6 0.5 1.2-2.0 0.3 2.1-2.9 0.18-0.28 5.1-6.1 0.2 0.05 0.15 余量

（1）极易氧化。在空气中，铝容易同氧化合，生成致密的三氧化二铝薄膜（厚度约0．1－0．2μm），熔点高（约2050℃），远远超过铝及铝合金的熔点（约600℃左右）。氧化铝的密度3．95－4．10g/cm3，约为铝的1．4倍，氧化铝薄膜的表面易吸附水分，焊接时，它阻碍基本金属的熔合，极易形成气孔、夹渣、未熔合等缺陷，引起焊缝性能下降。

（2）易产生气孔。铝和铝合金焊接时产生气孔的主要原因是氢，由于液态铝可溶解大量的氢，而固态铝几乎不溶解氢，因此当熔池温度快速冷却与凝固时，氢来不及逸出，容易在焊缝中聚集形成气孔。氢气孔目前难于完全避免，氢的来源很多，有电弧焊气氛中的氢，铝板、焊丝表面吸附空气中的水分等。实践证明，即使氩气按GB/T4842标准要求，纯度达到99．99% 以上，但当水分含量达到20ppm时，也会出现大量的致密气孔，当空气相对湿度超过80%时，焊缝就会明显出现气孔。

（3）焊缝变形和形成裂纹倾向大。铝的线膨胀系数和结晶收缩率约比钢大两倍，易产生较大的焊接变形的内应力，对刚性较大的结构将促使热裂纹的产生。

（4）铝的导热系数大（纯铝0．538卡/Cm．s．℃）。约为钢的4倍，因此，焊接铝和铝合金时，比焊钢要消耗更多的热量。

（5）合金元素的蒸发的烧损。铝合金中含有低沸点的元素（如镁、锌、锰等），在高温电弧作用下，极易蒸发烧损，从而改变焊缝金属的化学成分，使焊缝性能下降。

铝的化学性质较稳定，抗腐蚀性能很强。我们知道铁遇水容易生锈，公路上的铝合金护栏一般都不会生锈。

氧化膜的厚度及牢固度是铝材耐磨、抗腐蚀的关键，目前市场上约80%的铝型材是通过阳极氧化生成保护膜。

铝合金的应用

目前铝合金广泛用于建筑工程结构和建筑装饰，如屋架、屋面板、幕墙、门窗框、活动式隔墙、顶棚、暖气片、阳台和楼梯扶手以及其他室内装修及建筑五金等。如日本的高层建筑98%采用了铝合金门窗。美国已用铝合金制造了跨度为66m 的飞机库，其全部建筑物的重量仅为钢结构的1/7。

我国航天工业部第四规划设计研究院在首都机场72m大跨度波音747飞机库设计中，采用彩色压型铝板作两端山墙，壮观美丽，效果显著。

另外，在山西太原34m 悬臂钢结构机库设计中，屋面与吊顶均采用压型铝板，吊顶上铺岩棉做保温层，降低了屋盖和下部承重结构的耗钢量。铝屋面本身荷载轻，耐久性也好。经氧极氧化处理后的铝可以着色，做成装饰制品。

铝合金：以纯铝为基加入一种或几种其他元素所构成的合金。含镁4.5％的铝合金可轧制成0.35毫米厚的带材，大量用于制造啤酒和饮料的瓶罐。铝合金在-253℃的低温下，其强度和塑性较在室温中均有提高。铝合金分两大类：一为铸造铝合金，有铝硅系、铝铜系、铝镁系、铝锌系合金。二为变形铝合金，其中又分为两类：热处理不强化型铝合金，有铝锰系、铝镁系合金；热处理强化型铝合金，有铝镁硅系、铝铜镁系、铝铜镁锌系等。铝合金化学成分: 硅、镁、铁、铜、锰、锌、铬、钛、其它铝合金的发展纯铝的导电、导热和耐蚀性能良好，主要用作导电、导热材料，但强度低，不宜作结构材料。铝可与许多化学元素形成合金以改善性能。铝合金比重轻，比强度接近合金钢，比刚度超过钢，塑性好，铸造和可切削性也较好，适宜制造重量轻的结构部件，因此成为航空工业不可缺少的材料，在交通运输、建筑、轻工、化工、仪表机械等部门，在家用器具方面也得到广泛应用。铝及某些铝合金用阳极氧化等法处理，通过着色工艺，生成各种颜色（见铝的氧化着色），广泛作包装、装饰材料使用。铁和硅是铝合金的主要杂质。铁和铝形成FeAl3和多种金属化合物。在铸造合金中，硅、铁作为合金添加剂加入到某些铝合金中时，会形成更多的 FeAl3等化合物，当它们呈片状存在时,使合金塑性降低,耐蚀性变差。在变形的Al-Mg系合金中,铁和硅也损害合金的强度、塑性和抗蚀性。所以在硬铝合金中还应控制铁和硅的相对含量。

6063铝合金的化学成分成为生产优质铝合金建筑型材的最重要的一环。 6063铝合金是AL-Mg-Si系中具有中等强度的可热处理强化合金，Mg和Si是主要合金元素，优选化学成分的主要工作是确定Mg和Si的百分含量(质量分数，下同)。

1．1Mg的作用和影响 Mg和Si组成强化相Mg2Si，Mg的含量愈高，Mg2Si的数量就愈多，热处理强化效果就愈大，型材的抗拉强度就愈高，但变形抗力也随之增大，合金的塑性下降，加工性能变坏，耐蚀性变坏。

1．2Si的作用和影响 Si的数量应使合金中所有的Mg都能以Mg2Si相的形式存在，以确保Mg的作用得到充分的发挥。随着Si含量增加，合金的晶粒变细，金属流动性增大，铸造性能变好，热处理强化效果增加，型材的抗拉强度提高而塑性降低，耐蚀性变坏。 2．1Mg2Si量的确定

2．1．1Mg2Si相在合金中的作用 Mg2Si在合金中能随着温度的变化而溶解或析出，并以不同的形态存在于合金中： (1)弥散相β’’固溶体中析出的Mg2Si相弥散质点，是一种不稳定相，会随温度的升高而长大。 (2)过渡相β’ 是β’’由长大而成的中间亚稳定相，也会随温度的升高而长大。 (3)沉淀相β是由β’ 相长大而成的稳定相，多聚集于晶界和枝晶界。 能起强化作用Mg2Si相是当其处于β’’弥散相状态的时候，将β相变成β’’相的过程就是强化过程，反之则是软化过程。

2．1．2Mg2Si量的选择 6063铝合金的热处理强化效果是随着Mg2Si量的增加而增大。当Mg2Si的量在0．71%～1．03%范围内时，其抗拉强度随Mg2Si量的增加近似线性地提高，但变形抗力也跟着提高，加工变得困难。但Mg2Si量小于0．72%时，对于挤压系数偏小(小于或等于30)的制品，抗拉强度值有达不到标准要求的危险。当Mg2Si量超过0.9%时，合金的塑性有降低趋势。 GB/T5237．1—2000标准中要求6063铝合金T5状态型材的σb≥160MPa，T6状态型材σb≥205MPa，实践证明．该合金的抗拉强度最高可达到260MPa。但大批量生产的影响因素很多，不可能确保都达到这么高。综合的考虑，型材既要强度高，能确保产品符合标准要求，又要使合金易于挤压，有利于提高生产效率。我们设计合金强度时，对于T5状态交货的型材，取200MPa为设计值。从图1可知，抗拉强度在200MPa左右时，Mg2Si量大约为0．8%，而对于T6状态的型材，我们取抗拉强度设计值为230 MPa，此时Mg2Si量就提高到0．95%。

2．1．3Mg含量的确定 Mg2Si的量一经确定，Mg含量可按下式计算： Mg%=（1.73×Mg2Si%）/2.73

2．1．4Si含量的确定 Si的含量必须满足所有Mg都形成Mg2Si的要求。由于Mg2Si中Mg和Si的相对原子质量之比为Mg/Si=1．73 ，所以基本Si量为Si基=Mg/1．73。 但是实践证明，若按Si基进行配料时，生产出来的合金其抗拉强度往往偏低而不合格。显然是合金中Mg2Si数量不足所致。原因是合金中的Fe、Mn等杂质元素抢夺了Si，例如Fe可以与Si形成ALFeSi化合物。所以，合金中必须要有过剩的Si以补充Si的损失。合金中有过剩的Si还会对提高抗拉强度起补充作用。合金抗拉强度的提高是Mg2Si和过剩Si贡献之和。当合金中Fe含量偏高时，Si还能降低Fe的不利影响。但是由于Si会降低合金的塑性和耐蚀性，所以Si过应有合理的控制。我厂根据实际经验认为过剩Si量选择在0．09% ～0．13%范围内是比较好的。 合金中Si含量应是：Si%=(Si基+Si过)% 3．1Mg的控制范围 Mg是易燃金属，熔炼操作时会有烧损。在确定Mg的控制范围时要考虑烧损所带来的误差，但不能放得太宽，以免合金性能失控。我们根据经验和本厂配料、熔炼和化验水平，将Mg的波动范围控制在0．04%之内，T5型材取0．47%～0．50%，T6型材取0．57%～0．60%。

3．2Si的控制范围 当Mg的范围确定后，Si的控制范围可用Mg/Si比来确定。因为该厂控制Si过为0．09%～0．13%，所以Mg/Si应控制在1．18～1．32之间。

3．36063铝合金T5和T6状态型材化学成分的选择范围。若要变更合金成分时，比如想将Mg2Si量增加到0．95%，以便有利于生产T6型材时，可沿过Si上下限区间将Mg上移至0．6%左右的位置即可。此时Si约为0．46%，Si过为0．11%，Mg/Si为1．

3．4结束语 根据我厂的经验，在6063铝合金型材中Mg2Si量控制在0．75%～0．80%范围内，已完全能够满足力学性能的要求。在正常挤压系数(大于或等于30)的情况下，型材的抗拉强度都处在200～240 MPa范围内。而这样控制合金，不仅材料塑性好，易于挤压，耐蚀性高和表面处理性能好，而且可节约合金元素。但是还应特别注意对杂质Fe进行严格控制。若Fe含量过高，会使挤压力增大，挤压材表面质量变差，阳极氧化色差增大，颜色灰暗而无光泽，Fe还降低合金的塑性和耐蚀性。实践证明，将Fe含量控制在0．15%～0．25%范围内是比较理想的。

铝 Al(小值)：余量

硅 Si：≤0.8

铁 Fe：≤0.7

铜 Cu：3.3~4.5

锰 Mn：0.20~1.0

镁 Mg：0.50~1.0

铬 Cr：≤0.10

锌 Zn：≤0.50

铋 Bi：≤0.20

铅 Pb：0.8~1.0

钛 Ti：≤0.20

未指定的其它元素：每种：≤0.05；合计：≤0.15。