常用鋁合金特性
(1) 1000 系列 ( 純鋁系 )
1000 系列是表示工業用純鋁,以 1100、1200為代表,均為99.00%以上之純鋁系材料。
1100 合金為添加微量 Cu,在陽極氧化處理後光澤良好。 1050、1070、1085 表示其純
度各為 99.50、99.70、99.85% 以上之純鋁材料。
此系列之材料,其加工性、耐蝕性、熔接性等非常優越,但強度低,所以不適用於構造
材。使用於不需要強度之家庭用品、日用品、電氣器具。
純鋁所含之主要不純物為 Fe、Si ,隨著不純物的減少其耐蝕性越提昇,陽極氧化處理
後表面光澤也越好。因此使用於化學、食品、工業用桶槽、裝飾品、銘板、反射板等。
且 Fe、Si 之含量會影響沖壓成形性,因此與其他合金元素一樣,對於其量、比要作控
制。
同時電氣傳導性、熱傳導性也甚為優越,所以 1060、1070 廣泛的使用於送配電用材料
及放熱材。
(2) 2000 系列 ( 鋁、銅系 )
眾所周知的都拉鋁(duralumin)、超都拉鋁是以 2017、2024為代表,其強度可與鋼材匹
敵,但因銅之含量較多所以耐食性較差,在腐蝕環境下必須作充分的防蝕處理。作為航
空器用材料,為防止腐蝕而用在表面覆加純鋁壓延成之覆合材。2014合金作為高強度鍛
造材,具有廣泛的用途。
熔融熔接性不如其他鋁合金,因此在結合上主要為鉚釘、螺帽接合,作阻力Spot熔接。
切削性良好,特別是添加 Pb、Bi 之2011合金為具有優異的快削性合金,廣泛的被使用
於機械零組件。
(3) 3000 系列 ( 鋁、錳系 )
3003 合金為此一系列之代表性合金,由於添加 Mn可避免降低純鋁之加工性及耐蝕性並
稍微增加強度。廣泛的使用於器物、建材及容器等用途。
在相當於 3003之合金,添加 Mg 1%左右之 3004、3104,可更增加強度,因此作為彩色
鋁板、鋁罐、屋頂板、門板材等之材料需要很多。
(4) 4000 系列 ( 鋁、矽系 )
4032 合金是添加 Si抑制其熱膨脹率並改善耐磨耗性,再添加微量之 Cu、Ni、Mg 等,
能提高耐熱性,可作為鍛造活塞使用。
由於 4043合金之 Si粒子分散,陽極氧化處裡皮膜呈灰色,因此也被使用於大樓建築之
外裝鑲板。
(5) 5000 系列 ( 鋁、鎂系 )
Mg 添加量較少的使用於裝飾用材或器物用材,添加量較多的使用於構造用材, 因此有
很多合金種類。
Mg 添加量較少,使用於裝飾用材或高級器物者以 5N01合金為代表,而使用於車輛用內
裝天花板、建材、器物材者以 5005合金為代表。含有中程度之 Mg 者以 5052合金為代
表,作為具有中程度強度之材料,最為普遍。 5083合金 Mg之含有量較多,作為非熱處
理合金具有更優異的強度,熔接性也良好,因此作為熔接構造材料被使用於船舶、車輛
、化學機器設備等。
此系列之合金,冷間加工會有稍微降低強度而增加延伸之經年變化,因此要作安定化處
理,適於海邊或大氣污染之工業地區,若對外觀不在意則不須作防蝕處理。同時如5083
含 Mg較多的合金,作過度的冷間加工後在高溫下使用,會產生應力腐蝕裂痕, 因此通
常使用軟質材作為構造材。
(6) 6000 系列 ( 鋁、鎂、矽系 )
此系列之合金其強度及耐蝕性均佳,可作為代表性的構造用材,但熔接之接縫效率較低
,通常以螺釘、鉚釘、螺帽作接合之構造組件。
6061-T6 之耐力為 245N/mm以上,相當於 SS400鋼,因此在設計上若彎曲不在意時,
則可獲得同等之容許應力,被使用於鐵塔、吊車等。 6063 具有優異的擠壓性,以建築
用窗框為主,作為不需 6061般強度之構造材使用。
(7) 7000 系列 ( 鋁、鋅、鎂系 )
在鋁合金中具有最高強度的可分類為 Al - Zn - Mg - Cu系合金及不含Cu之熔接構造用
Al - Zn - Mg 合金。
Al - Zn - Mg - Cu系合金之代表物為 7075,使用於航空器及運動用品類。Al-Zn-Mg合
金具有較高的強度,熔接後之熱影響不因自然時效而回復到與母材接近的強度,因此有
優異的接縫效果。 7N01為其代表性合金,作為熔接構造用材料被使用於鐵路車輛等。
此系列之合金熱處理不適切時,會產生應力腐蝕裂痕,必須加以注意。因此比 JIS標準
熱處理條件過時效時,亦須作回火處理。
(8) 其他之合金
若鋁添加Li則密度變小、楊氏(Young) 率增大,因此作為航空器及其他大型構造用之理
想的低密度、高鋼性材已引起注目,而目前正以開發 Al-Li系、Al-Li-Mg系、Al-Li-Cu
系、Al-Li-Cu-Mg 系等實用化為目標。 |