5-1 铝合金及其热处理

铝和铝合金包括锻造和铸造材料。锻造材料是轧制的板材或带材，或锻造的棒材或线材。铸造材料有砂型铸造或压铸制成的铝合金铸件，高压铸造制成的铝合金压铸件，JIS也规定了多种铸件。

锻造材料的 JIS 符号用 A 表示，后跟一个 4 位数字来分类合金类型。合金的种类有1000系、2000系、3000系、5000系、6000系、7000系，**位数字表示合金类型，后两位数字进一步细分。

表1显示了铝及铝合金变形材料的分类和主要用途。1000系列为纯度99%以上的纯Al，按其纯度和微量添加元素细分。以硬铝（A2017）为代表的2000系列（Al-Cu-Mg系列）、6000系列（Al-Mg-Si系列）、7000系列（Al-Zn-Mg系列）进行热处理（固溶处理→时效处理）。 ) 提供高强度。

表1 铝及铝合金变形材料的分类及主要用途

* 通过热处理可获得高强度

A4032 在铝和铝合金锻造产品中指定 [JIS H 4140]。

铝合金铸件的 JIS 符号用 AC 表示，如表 2 所示，许多是由成分指定的。Al-Si系列和Al-Cu-Si系列由于Si的作用而具有优良的可铸性。Al-Si-Mg系列与Al-Si系列相比，通过添加Mg提高了强度，用于制动鼓、曲轴箱、变速箱、船舶和车辆发动机部件等。铝镁基AC7A不具有良好的可铸性，但具有优异的耐腐蚀性和防尘性，因此用于飞机和船舶零件、架空电线配件等。Al-Si-Cu-Ni-Mg基AC8A等采用模铸法制造，具有优异的强度和耐热性以及低热膨胀系数，用于汽车活塞、滑轮、轴承等...

表2 铝合金铸件的分类及特点/应用

ADC显示铝合金压铸的JIS符号，由于对铸造性的要求很高，所以除部分部位外，还大量添加了Si。压铸的冷却速度比其他铸造方法快得多，它促进了微观结构的微细化和杂质元素的固溶，从而获得了高强度。例如，图 1 显示了采用不同铸造方法的 ADC12 的微观结构。在精密铸造产品中，观察到较粗的Al-Si共晶和各种金属间化合物，但在压铸产品中，共晶和金属间化合物细小，快速冷却效果明显。

图1 SDC12（Al-Si-Cu系）的铸造方法差异

工业上经常使用的 Al-Si-Cu 基 ADC12 具有高生产率和优异的机械性能，因此汽车的任务箱、工业机械的零件和光学零件等各种零件，被广泛用于诸如作为家用电器。

Al-Cu-Si基AC2A、Al-Si-Mg基AC4A、Al-Si-Cu基ADC12等可通过固溶处理→时效处理（T6处理）进行强化。这种强化机理是固溶强化和析出强化，例如在Al-Si-Mg系的情况下，固溶处理后的时效处理中，作为硬金属间化合物的Mg2Si相析出并时效硬化。 .

时效处理有自然时效和人工时效两种，前者是使过饱和的固溶体在室温下自然析出细小的二次相的处理。人工老化是通过加热到高于室温的预定温度来沉淀第二相的过程。处理温度因合金种类而略有不同，但固溶温度在500～530℃范围内，时效处理温度在200℃左右。

铝合金的强度和韧性可以通过退火、固溶热处理、时效处理（自然时效、人工时效）、冷加工等方法进行调整。因此，JIS还规定了常用的分类符号，包括镁合金。如表3所示，概述分类符号及其含义，加工硬化符号为H，热处理符号为T，其后加一个数字以区分具体的加工内容。更常用的处理是T6处理，即固溶硬化后的人工时效硬化。

表 3 铝、镁及其合金的分类符号