Глубокий анализ мировых серий алюминиевых сплавов: характеристики, применение и технологии обработки
2025-10-06
Алюминиевые сплавы как ключевой материал современной промышленности в зависимости от состава и различий в свойствах подразделяются напервую—девятую основные серии; каждая серия обладает особыми характеристиками, областями применения и технологией обработки, оказывая значительное влияние на промышленное производство и сферу быта.
1. Девять основных серий алюминиевых сплавов: свойства и ключевые области применения
Серии от первой до четвёртой
Серия 1: алюминиевые сплавы серии 1000, представленные марками 1050, 1060 и 1100. Это серия с наивысшим содержанием алюминия — чистота может превышать 99,00%. Поскольку в составе отсутствуют другие легирующие элементы, технология производства проста, а цена доступна, поэтому такие сплавы широко применяются в общепромышленной сфере. На рынке циркулируют в основном сплавы 1050 и 1060. Согласно правилам наименования, содержание алюминия в этих листах должно соответственно составлять не менее 99,5% и 99,6%.
Серия 2: алюминиевые сплавы серии 2000, представленные марками 2024, 2A16 (LY16) и 2A02 (LY6). Их отличает высокая твердость, особенно относительно содержания меди, которое составляет примерно 3–5%. Такие алюминиевые материалы часто используются в авиационной отрасли, поэтому в обычной промышленности встречаются нечасто.
Серия 3: алюминиевые сплавы серии 3000, в основном 3003 и 3A21. В производстве этой серии наша страна демонстрирует выдающиеся результаты. Основным легирующим элементом в алюминиевых прутках этой серии является марганец в количестве 1,0–1,5%, что обеспечивает хорошие антикоррозионные свойства.
Серия 4: алюминиевые сплавы серии 4000, представленные маркой 4A01. В этих листах высокое содержание кремния, обычно в пределах 4,5–6,0%. Они часто используются в строительстве, при изготовлении деталей машин, ковке и сварке, благодаря низкой температуре плавления и отличной коррозионной стойкости. Кроме того, они обладают термостойкостью и износостойкостью.
Пятьсотая — девятьсотая серии
Пятая серия: алюминиевые сплавы серии 5000, представленные марками 5052, 5005, 5083 и 5A05. Эти алюминиевые прутки богаты магнием, содержание которого контролируется в пределах 3–5%, поэтому их называют алюминиево магниевыми сплавами. Их отличительные черты включают низкую плотность, высокое предельное сопротивление растяжению, большую относительную удлинённость и хорошую усталостную прочность. Стоит отметить, что при одинаковой площади алюминиево магниевые сплавы имеют меньшую массу по сравнению с сплавами других серий, поэтому они широко применяются в традиционной промышленности. В нашей стране алюминиевые листы серии 5000 уже развиты до достаточно зрелого уровня.
Шестая серия: алюминиевые сплавы серии 6000, представленные маркой 6061. Эта серия объединяет преимущества сплавов серий 4000 и 5000, одновременно содержащих два ключевых элемента — магний и кремний. Ковочные изделия из алюминия 6061 подвергаются термообработке и особенно пригодны для применений с повышенными требованиями к коррозионной и окислительной стойкости. Благодаря превосходным эксплуатационным характеристикам, легкости нанесения покрытий и обрабатываемости, они пользуются высокой популярностью на рынке.
Седьмая серия: алюминиевые сплавы серии 7000, представленные маркой 7075. Эти алюминиевые прутки богаты цинком и относятся к авиационной группе алюминиевых материалов. Алюминиево магниево цинково медные сплавы 7075 могут дополнительно упрочняться посредством термообработки, поэтому характеризуются чрезвычайно высокой твёрдостью и износостойкостью. Несмотря на удовлетворительную свариваемость, их коррозионная стойкость сравнительно ниже. В настоящее время производство этой серии в основном зависит от импорта; в нашей стране технологии изготовления ещё требуют дальнейшего совершенствования.
Восьмая группа: алюминиевые сплавы серии 8000, среди которых 8011 — один из наиболее часто используемых сортов. Эта серия алюминиевых сплавов преимущественно применяется для производства алюминиевой фольги, тогда как в производстве алюминиевых прутков её применение относительно ограничено.
Девятая группа: алюминиевые сплавы серии 9000 выступают в качестве запасной серии сплавов и на рынке не являются широко распространёнными.
2. Алюминиевые сплавы: состав элементов и логика классификации
Классификация алюминиевых сплавов тесно связана с составом элементов; регулировка содержания магния, кремния, цинка и других элементов позволяет формировать серии с различными свойствами. Так, магний повышает прочность и коррозионную стойкость, цинк увеличивает твёрдость. Продукция из чистого алюминия делится на переплавляемую продукцию (обозначаемую как Al) и деформируемую под давлением продукцию (обозначаемую как LG); алюминиевые материалы включают пластины, ленты и другие формы. Литейные алюминиевые сплавы (ZL) по основным неметаллическим элементам в алюминиевой матрице (кремний, медь, магний, цинк) делятся на четыре класса с кодами 100, 200, 300 и 400 соответственно. Кроме того, алюминиевые сплавы высокой прочности с пределом прочности на растяжение более 480 МПа относятся к деформируемым сплавам, включая твердые алюминиевые сплавы, сверхтвердые алюминиевые сплавы и литейные сплавы; они широко применяются в авиационно-космической, автомобильной и машиностроительной отраслях.
3. Обработка и поверхностная отделка: повышение характеристик и узнаваемости
(1) Поверхностная отделка: разнообразие внешнего вида и свойств
Поверхностная обработка алюминиевых сплавов делится на два типа: без покраски и с покраской. К продуктам без покраски относятся алюминиевые листы с кованой текстурой, тиснением, а также поверхности алюминия с предварительной пассивацией и анодированием; к окрашенным продуктам относятся различные типы покрытий, такие как полиэфирные и полиуретановые, при этом фторуглеродные краски широко применяются благодаря высокой устойчивости к ультрафиолету.
(2) Правила наименования: ясная маркировка и различение
Международные марки алюминиевых сплавов состоят из четырёхзначного номера и кода состояния (например, 6061-T651); первая цифра указывает на основной легирующий элемент, а коды состояния, такие как F, O, H и т.д., обозначают различные методы обработки и состояния материала. Например, 5052 (высокомагниевый алюминий-магниевый сплав, подходит для применений с высокой коррозионной стойкостью и повышенной прочностью) и 7075 (высокоцинковый авиационный алюминиевый сплав с чрезвычайно высокой твёрдостью) — по названию можно быстро определить характеристики сплава и области его применения, что облегчает выбор материалов в различных отраслях и обеспечивает качество продукции и эффективность эксплуатации.
