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什么是铝？特点和使用注意事项有哪些？

时间：2024-05-07 15:49:37 来源：作者：

铝是有色金属中最常见的材料。它因具有铁系金属材料所没有的各种特点而被广泛使用。在进行产品设计时，需要充分了解这些特点，选择合适的材料种类、加工方法、热处理等。这次对铝的性质和种类进行一下说明。

铝的特点

• 轻而结实

钢材的比重大致为7.9左右，而铝的比重为2.7左右，重量仅为钢材的约三分之一。另一方面，强度为一般结构用钢材的70%左右。因此，铝是“比强度”（单位重量的强度）较高的材料。

• 不易生锈

铝具有表面始终覆盖一层非常薄的氧化皮膜的性质。它如同保护膜的作用，而腐蚀很难发展到比氧化皮膜还深的程度。因此无需进行防锈涂装和镀敷。

• 易于加工

铝的“屈服点”较低，且“延展性能”好，因此是适合塑性加工的材料。熔点低，流动性好，因此还适合锻造。此外还容易进行切削加工，并能够进行焊接。

• 导热、导电性好

铝是“热传导率”较高的材料。因此被用于空调或发动机冷却水用的散热器等。另外，导电性能好，重量轻，因此还被用作输电线材料。

铝的注意事项

• 强度较低

虽然铝“比强度”高，但与铁钢材料相比强度较低。虽然适合飞机机翼那样能够变柔软的构造物，但不适合齿轮那样要求有强度的零件。

• 在有的条件下会发生腐蚀

虽然铝不易生锈，但有时会在接触多盐的环境或异种金属时发生腐蚀。因此要想避免腐蚀则需要氧化铝膜处理等。

• 线性膨胀系数较大

铝的线性膨胀系数接近铁系材料的2倍。因此会产生较大热应力，当被用作反复加热和冷却的零件时，有可能会因热疲劳而发生破损。

• 没有疲劳极限

在铁系材料的情况下，一般会有不至于发生金属疲劳的“下限应力”即“疲劳极限”。也就是说，在设计上，如果只会产生低于“疲劳极限”的变动负荷，理论上就能够永久使用。但是由于铝没有该“疲劳极限”，因此在设计时需要比较使用中产生的变动应力和SN线图等，确认在所设想的产品使用寿命中，即使龟裂加剧是否也不会有强度问题。

铝最具代表性的种类和特点

铝材被大致分为“变形铝合金”和“铸造铝合金”。“变形铝合金”是为了利用塑性变形进行加工的材料。而“铸造铝合金”顾名思义是适用于铸造的铝。

变形铝合金

• A1050

是纯铝系的最具代表性的材料种类。强度虽然较低，但加工性、耐腐蚀性良好，被用于装饰品或输电线等。

• A2017

是被称为“硬铝”的材料种类。虽然耐腐蚀性较差，但能够得到较高的强度，因此被用于飞机、汽车、机械零件等。

• A2024

是被称为“超硬铝”的材料种类。能够获得比A2017还高的强度。

• A5052

耐腐蚀性、加工性、焊接性良好，是流通量最大的铝合金。被用于框架材料和钣金零件等。

• A6061

是耐腐蚀性良好的铝合金。通过叫做“T6处理”的热处理，会进一步具有更高的耐腐蚀性。

• A6063

耐腐蚀性、表面处理性良好，是最多用于挤压成型产品的铝合金。被用于铝窗框和电气材等。

• A7075

是被称为“超超硬铝”的材料类型，是铝合金中强度最大的。在二战前，日本在世界上率先开发出该铝材料，并用于“零式舰载战斗机”，为其卓越的性能做出了巨大贡献。目前A7075也被作为代表性的飞机材料而得到广泛应用。

铸造用合金

• AC2B

铸造性能卓越，是最常用的铸铝合金。用于发动机的汽缸盖和阀体等。

• AC4C

除了铸造性能外，也是耐腐蚀性、机械性质卓越的合金。被用于变速箱体和压缩机机体等。

• ACD10

是适合压铸的材料，铸造性、切削性、机械性质卓越而得到广泛应用。被用于发动机的汽缸体等。

总结

铝是具有很多卓越特点的材料。特别是由于其较高的“比强度”而带来诸多优点，今后也会是继续广泛应用的产品。请仔细理解特点并有效地加以使用。

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