铝合金选用指南：根据需求精准匹配

铝合金家族庞大，不同系列的铝合金因其独特的特性与成分，在各个领域发挥着不可替代的作用。以下为您详细介绍如何根据实际需求选用合适的铝合金系列。

1000系列商用纯铝：综合性能均衡的“多面手”

1. 特性与成分：1000系列合金就像一位全面发展的选手，拥有极佳的耐腐蚀性能与阳极质量。铁元素如同助力成长的“小助手”，不仅能增强合金强度，还能巧妙地控制晶粒生长。而微量硼则像是“电导卫士”，可以弥补钒、钛等杂质对电导性的不良影响。例如1350（E99.5Al）、1100（Al - Cu0.12）在该系列中强度相对突出，1050铝纯度更是高达99.5%以上，1100及1200铝含量也在99.0%以上。通过添加铁和硅，还能进一步提升其强度。
2. 应用领域：凭借在加工性、导电度、散热性、焊接性、耐腐蚀性等方面的卓越品质，1000系列铝合金成为制造外壳、散热器、化学或药品容器、辐射或反射材料等产品的理想选择，就像一位多面手，在众多领域都能大显身手。

2000系列铝铜合金：高强度与特定应用的“强者”

1. 特性与成分：这一系列合金如同力量型选手，具有较高的强度 / 质量比，但耐腐蚀性和焊接性方面存在一定局限（不过2219或2×19是个例外，被认为可焊接）。它还是一种高温强度出色的合金，即便处于150℃的环境下，依然能保持不错的强度。例如2219（Al - Cu6.6 - Mn0.3 - Zr0.18 - V0.1 - Ti0.06）合金，不仅具备高温强度，焊接性能也不错，与Al - Cu - Mg合金一样适合加工及时效处理（如T8）。2011（Al - Cu5.5 - Pb0.4 - Bi0.4）由于含有Pb及Bi，经过T8热处理后，切削性能出众，切削时铝屑会呈不连续小片断裂，这都得益于低温铅及铋相的存在。2014（Al - Cu4.4 - Si0.8 - Mn0.8 - Mg0.5）、2024（Al - Cu4.4 - Mg1.5 - Mn0.6）中的Si及Mg能使固溶时效强度更高。2224及2124合金因纯度较高，相比2014及2024合金，韧性更胜一筹。
2. 应用领域：像2017或2024（又称杜拉铝和超级杜度拉铝）这样的Al - Cu代表合金，虽然具有高强度及优秀的切削性能，但由于含大量铜，耐腐蚀性差，在腐蚀环境下需要进行防蚀处理。它们主要应用于航空零件、机械零件及结构件等对强度要求极高的领域，如同航空航天领域的“钢铁战士”。

3000系列铝锰合金：强度与加工性能的“协调者”

1. 特性与成分：相较于1000系列，3000系列合金像是在全面发展的基础上，更注重“力量训练”，强度有所提升，同时加工性能及耐腐蚀性能依旧保持良好。代表性合金3003的成分为Al - Mn1.2 - Cu0.12，3004成分为Al - Mn1.2 - Mg1.2，3005成分为Al - Mn1.2 - Mg0.4 。为了有效避免凝固时产生硬质粗颗粒（Fe，Mn）Al₆，Mn + Fe成分总量须小于1.7%（质量百分数）。3003合金为了提高加工性能及细化晶粒，一般会添加高含量的铁（如质量分数0.5%）并执行高温均质处理（如620℃）。
2. 应用领域：因其良好的综合性能，3000系列合金常用于制造容器，如铝罐、电池外壳、储能外壳、冷凝管及房屋外围材料等，在食品加工、化学厂 / 电厂、冷凝管、电池外壳、微通道扁管、储能外壳及热交换器等领域也有大量应用，就像一位默默奉献的“后勤保障员”，为众多工业生产提供坚实支持。

4000系列铝硅合金：特殊性能的“专业选手”

1. 特性与成分：Al - Si合金宛如一位具有特殊技能的选手，属于低熔点合金，可作为硬钎焊材料。添加铜、镍后，合金仿佛获得了耐高温及耐磨耗的“超能力”，可用于制造活塞及压缩零件。该系列合金膨胀系数低，阳极表面呈灰色。例如4043凭借低熔点特色，成为硬钎焊填充料及嵌块的理想选择；4032合金添加铜、镍、镁等元素后，耐热及耐磨耗性能大大提高，可锻造、可热处理，具有低热膨胀系数及耐磨耗性能，耐腐蚀性也尚可，常用于制造高温零件及活塞等；A390合金原本是铸造合金，硅含量约22%（质量分数），现在不仅用于铸造，还可应用于挤压及锻造制程，具有极高的耐磨耗性能。
2. 应用领域：在需要耐高温、耐磨耗以及低熔点钎焊的特定场景中，4000系列铝合金大显身手，如活塞、压缩零件及硬钎焊材料等领域，就像一位专业的“工匠”，在特定领域展现精湛技艺。

5000系列铝镁合金：耐腐蚀与多样应用的“能手”

1. 特性与成分：Al - Mg合金像是一位稳健的守护者，具有极好的耐腐蚀性，属于加工硬化型材料，无需热处理就能达到一定强度。镁的质量分数一般在0.5% - 6%，杂质元素铁和硅以金属间化合物颗粒形式存在。铬、锰、锆及钛的添加总量约0.25% - 1.0%，可控制晶粒成长，其中锰可加至0.75%，其强化效果是镁的2倍，典型合金如5052（Al - Mg0.25 - Cr0.25）和5083（Al - Mg4.4 - Mn0.7 - Cr0.15）。该系列合金焊接性能极佳，可作为焊接材料，如5356（Al - Mg5.0 - Mn0.12 - Cr0.12 - Ti0.1），其中钛及铬元素可作为焊接凝固的细化剂。不过，5000合金H1状态不太稳定，H3状态在镁含量3%以上时存在晶界腐蚀问题需要处理，O状态材料在成型时常常会产生吕德斯带。杂质元素含量低时，阳极表面质量最佳，如5252（Al - Mg2.5）合金。少量镁添加（如镁0.5% - 1.1%）可用于装饰材料，添加微量硅并进行时效处理可增加强度；大量镁（镁含量2.2% - 5%）用于罐料起盖材料。
2. 应用领域：鉴于其极佳的耐腐蚀性能、中度至高强度、可加工硬化以及在低温条件下良好的韧性，在含有海水或工厂污染环境，或表面无需做防蚀处理的情况下，5000系列铝合金常被用于低温容器、海上设施、船舶及建筑材料等，就像一位可靠的“环境适应者”，在恶劣环境下坚守岗位。

6000系列Al - Mg - Si合金：强度与耐腐蚀性的“均衡者”

1. 特性与成分：6000系列合金如同一位全面且均衡发展的选手，具有极好的强度及耐腐蚀性，是结构材料中的佼佼者。例如6063常用于建筑材料，可热处理，具备极好的加工性、焊接性和耐腐蚀性等。中等强度合金6061虽然强度未高于2000和7000系列，但在锻造、航空结构、海上及管路线等工业领域应用广泛。有利于提升强度及硬度的元素有Mg₂Si、硅及铜等，锰、铬、锆或钒元素有助于控制合金强度及晶粒。以6061（Al - Mg₂Si1.6 - Cu0.25 - Cr0.25）、6066（Al - Mg₂Si1.7 - Cu0.9 - Cr0.25 - Mn0.8）及6063（Mg₂Si1.0）三种合金为例，在加工（应变）速度、挤型速度及表面质量方面，6063＞6061＞6066合金，但强度方面6066最高。6463合金纯度高，铁、锰、锌等含量低，并添加0.1%的铜以提升阳极的表面光泽质量。6262添加0.5% Bi及0.5% Pb或采用T9热处理，可提高切削质量。
2. 应用领域：广泛应用于各类对强度和耐腐蚀性有要求的结构领域，如建筑、航空、海上及管道等行业，就像一位万能的“结构工程师”，为各种结构的稳固提供有力支持。

7000系列Al - Zn - Mg（Cu）合金：高强度需求的“担当者”

1. 特性与成分：Al - Zn - Mg - Cu合金堪称铝合金家族中的“大力士”，属于高强度合金，但容易出现应力腐蚀破裂（SCC）的倾向。不过，添加铬、锆、锰或进行T7处理，就像给它配上了“防护装备”，可改善这一问题。常用合金如7075（Al - Zn5.6 - Mg2.5 - Cu1.6 - Cr0.23）及7050（Al - Zn6.2 - Mg2.3 - Cu2.3 - Zr0.12）。提高合金纯度，如降低铁及硅（降低淬火敏感性），或添加铬、锆、钪或锰产生高温弥散体，可进一步提升这两种合金材料的韧性及强度。7000系列是铝合金中强度最高的合金系列，但耐腐蚀性能及耐应力腐蚀破裂性能较差。高强度合金通常存在拉伸力学性能方向问题，纵向与横向性能可能差异较大，使用者需了解产品特性。若要兼顾各方向力学性能，需考虑制作再结晶材料，但高强度材料制作再结晶材料难度较大。Al - Zn - Mg合金属于中强度合金，与高强度Al - Zn - Mg - Cu合金相比，降低了锌、镁、铜的质量分数或添加了锰、铬、钛及锆，如合金7005（化学成分含量Al - Zn4.6 - Mg1.4 - Mn0.5 - Cr0.1 - Zr0.1 - Ti0.03），这样可降低热处理温度，降低淬火敏感性并减少应力腐蚀的发生。7029（Al - Zn4.7 - Mg1.6 - Cu0.7）在设计上提高了合金纯度，降低铁、硅及铬、锆、锰的质量分数，并添加约0.1％的铜以提升阳极的表面光泽质量，因其容易制作成再结晶材料。
2. 应用领域：常用于运动器材，在航空工业及对高强度 / 质量比有要求的应用中也广泛使用。Al - Zn - Mg合金可作为焊接的结构材料，具有较高强度，可用于结构及焊接材料，也适用于车体及车厢等。但用作有分流模的挤压材时，需改良合金的挤压性能或提高模具的韧性，否则易出现产能低及模具寿命低等问题，就像一位强大但需要精心维护的“超级战士”，在特定领域发挥关键作用。