航空材料---铝合金
一、铝的生产制法
1886年美国化学家Hall及法国化学家H’eroult宣布以氧化铝(Al2O3)置于冰晶石(Na3AlF6)溶液中，于大约950 ℃进行电解。氧化铝(Al2O3)制法：利用铝矾土矿浸于氢氧化钠(NaOH)。
二、铝的特性
a)优点
铝及铝合金是目前应用最广泛之飞机制造材料。
重量轻，差不多是同体积铜或钢的1/3重量。
防腐蚀能力强。
可反射辐射能—可见光、辐射热、电磁波。
导电及导热能力强，且又是非铁磁性。
容易接合(焊接、铆接或胶合)
外观及表面易处理
机械性质良好，经加工处理后强度高、延展性高
存量多
b)缺点
当温度升高超过200℃，强度大幅减弱
当温度下降时倾向脆性材料
三、铝合金类别
通常以四位数字标明：第一位数字： 合金成分
1000系列：材料含99%以上之纯铝
2000系列：铜(Copper)为主要之成分---易热处理以提高强度， 但提高了腐蚀性
3000系列：锰(Manganese)为主要之成分----增加硬度
4000系列：硅(Silicon)为主要之成分-----为焊条之理想材料
5000系列：镁(Magnesium)为主要之成分-----提高强度及抗腐蚀
6000系列：镁与硅为主要之成分-----以硅化镁存在，可热处理提高强度及易加工
7000系列：锌(Zinc)为主要之成分-----经热处理提高强度，为所有铝合金中强度最高
第二位表示原产品以后修正其成分之次数
第三及四位表示产品开发次序
非热处理型铝合金
1000系列
3000系列
4000系列
5000系列
热处理型铝合金
2000系列
6000系列
7000系列
热处理铝合金如施以适当热处理其内部结构发生一种相变化，产生细致析出物，藉此种析出物，强化材料。这种现象叫析出硬化或时效硬化。
非热处理合金则无析出硬化现象(但也会有析出物)，故其强化作用通常借助一般的方法，如固溶体强化，加强化细晶强化。
四、符号含义
a)基本状态：
代号名称说明与应用Ｆ自由加工状态适用于在成型过程中，对于加工硬化和热处理条件特殊要求的产品，该状态产品的力学性能不作规定。Ｏ退火状态适用于经完全退火获得最低强度的加工产品。Ｈ加工硬化状态适用于通过加工硬化提高强度的产品，产品在加工硬化后可经过（也可不经过）使强度有所降低的附加热处理。Ｗ固熔热处理状态处理状态 一种不稳定状态，仅适用于经固溶热处理后，室温下自然时效的合金，该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段。Ｔ热处理状态(不同于F、O、H状态)适用于热处理后，经过（或不经过）加工硬化达到稳定的产品。T代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字。
b)热处理状态：
| 状态代号 | 说明与应用 |
| T0 | 固溶热处理后，经自然时效再通过冷加工的状态。适用于经冷加工提高强度的产品。 |
| T1 | 由高温成型过程冷却，然后自然时效至基本稳定的状态。适用于由高温成型过程冷却后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品。 |
| T2 | 由高温成型过程冷却，经冷加工后自然时效至基本稳定的状态。适用于由高温成型过程却后，进行冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品。 |
| T3 | 固溶热处理后进行冷加工，再，经自然时效至基本稳定的状态。适用于在固溶热处理后，进行冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品。 |
| T4 | 固溶热处理后自然时效至基本稳定的状态。适用于固溶热处理后，不在进行冷加工（可行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品。 |
| T5 | 由高温成型过程冷却，然后进行人工时效的状态。适用于由高温成型过程冷却后，不经过冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限），予以人工时效的产品。 |
| T6 | 由固溶热处理后进行人工时效的状态。适用于由固溶热处理后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品。 |
| T7 | 由固溶热处理后进行人工时效的状态。适用于由固溶热处理后，为获取某些重要特性，在人工时效时，强度在时效曲线上越过了最高峰点的产品。 |
| T8 | 固溶热处理后经冷加工，然后进行人工时效的状态。适用于经冷加工、或矫直、矫平以提高产品强度的产。 |
| T9 | 固溶热处理后人工时效，然后进行冷加工的状态。适用于经冷加工提高产品强度的产品。 |
| T10 | 由高温成型过程冷却后，进行冷加工，然后进行人工时效的状态。适用于经冷加工、或矫直、矫平以提高产品强度的产品。 |
| 注：某些6XXX的合金，无论是炉内固溶热处理，还是从高温成型过程急冷以保留可溶性组分在固溶体中，均能达到相同的固溶热处理效果，这些合金的T3、T4、T6、T7、T8和T9状态可采用上述两种处理方法的任一种。 |
c)消除应力状态：（X代表了热处理状态）
| 状态代号 | 说明与应用 |
| TX51 | 适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后，按规定量进行拉伸的厚板、轧制或冷精整的棒材以及模锻件、锻环或轧制环，这些产品拉伸后不再进行矫直。厚板的永久变形量为1.5%~3%；轧制或冷精整棒材的永久变形量为1%~3%；模锻件锻环或轧制环的永久变形量为1%~5%。 |
| TXX51 | |
| TXXX51 | |
| TX510 | 适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后，按规定量进行拉伸的挤制棒、型和管材，以及拉制管材，这些产品拉伸后不再进行矫直。 挤制棒、型和管材的永久变形量为1%~3%；拉制管材的永久变形量为1.5%~3%。 |
| TXX510 | |
| TXXX510 | |
| TX511 | 适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后，按规定量进行拉伸的挤制棒、型和管材，以及拉制管材，这些产品拉伸后可微略行矫直以符合标准公差。 挤制棒、型和管材的永久变形量为1%~3%；拉制管材的永久变形量为1.5%~3%。 |
| TXX511 | |
| TXXX511 | |
| TX52 | 适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后，通过压缩来消除应力，以产生1%~5%，永久变形量的产品。 |
| TXX52 | |
| TXXX52 | |
| TX54 | 适用于在终锻模内通过冷整形来消除应力的模锻件。 |
| TXX54 | |
| TXXX54 |
五、铝合金在航空的应用
| 合 金 | 典 型 用 途 |
| 2014 | 应用于要求高强度与硬度（包括高温）的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料，车轮与结构元件，多级火箭第一级燃料槽与航天器零件，卡车构架与悬挂系统零件 |
| 2017 | 是第一个获得工业应用的2XXX系合金，目前的应用范围较窄，主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件，螺旋桨与配件 |
| 2024 | 飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件 |
| 2048 | 航空航天器结构件与兵器结构零件 |
| 2124 | 航空航天器结构件 |
| 2218 | 飞机发动机和柴油发动机活塞，飞机发动机汽缸头，喷气发动机叶轮和压缩机环 |
| 2219 | 航天火箭焊接氧化剂槽，超音速飞机蒙皮与结构零件，工作温度为-270~300摄氏度。焊接性好，断裂韧性高，T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力 |
| 2618 | 模锻件与自由锻件。活塞和航空发动机零件 |
| 2A02 | 工作温度200~300摄氏度的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片 |
| 2A06 | 工作温度150~250摄氏度的飞机结构及工作温度125~250摄氏度的航空器结构铆钉 |
| 2A10 | 强度比2A01合金的高，用于制造工作温度小于等于100摄氏度的航空器结构铆钉 |
| 2A11 | 飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件。航空器的中等强度的螺栓与铆钉 |
| 2A12 | 航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等，建筑与交通运输工具结构件 |
| 2A14 | 形状复杂的自由锻件与模锻件 |
| 2A16 | 工作温度250~300摄氏度的航天航空器零件，在室温及高温下工作的焊接容器与气密座舱 |
| 2A17 | 工作温度225~250摄氏底的航空器零件 |
| 2A50 | 形状复杂的中等强度零件 |
| 2A60 | 航空器发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等 |
| 2A70 | 飞机蒙皮，航空器发动机活塞、导风轮、轮盘等 |
| 2A80 | 航空发动机压气机叶片、叶轮、活塞、涨圈及其他工作温度高的零件 |
| 2A90 | 航空发动机活塞 |
| 3A21 | 飞机油箱、油路导管、铆钉线材等；建筑材料与食品等工业装备等 |
| 5052 | 此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度与中等的静态强度，用于制造飞机油箱、油管，以及交通车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉、五金制品等 |
| 5056 | 镁合金与电缆护套铆钉、拉链、钉子等；包铝的线材广泛用于加工农业捕虫器罩，以及需要有高抗蚀性的其他场合 |
| 5083 | 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，诸如舰艇、汽车和飞机板焊接件；需严格防火的压力容器、致冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹元件、装甲等 |
| 5086 | 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，例如舰艇、汽车、飞机、低温设备、电视塔、钻井装置、运输设备、导弹零部件与甲板等 |
| 5A02 | 飞机油箱与导管，焊丝，铆钉，船舶结构件 |
| 5A03 | 中等强度焊接结构，冷冲压零件，焊接容器，焊丝，可用来代替5A02合金 |
| 5A05 | 焊接结构件，飞机蒙皮骨架 |
| 5A06 | 焊接结构，冷模锻零件，焊拉容器受力零件，飞机蒙皮骨部件 |
| 6005 | 挤压型材与管材，用于要求强高大于6063合金的结构件，如梯子、电视天线等 |
| 6009 | 汽车车身板 |
| 6010 | 薄板：汽车车身 |
| 6061 | 要求有一定强度、可焊性与抗蚀性高的各种工业结构性，如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、家具、机械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材 |
| 6A02 | 飞机发动机零件，形状复杂的锻件与模锻件 |
| 7049 | 用于锻造静态强度与7079-T6合金的相同而又要求有高的抗应力腐蚀开裂勇力的零件，如飞机与导弹零件——起落架液压缸和挤压件。零件的疲劳性能大致与7075-T6合金的相等，而韧性稍高 |
| 7050 | 飞机结构件用中厚板、挤压件、自由锻件与模锻件。制造这类零件对合金的要求是：抗剥落腐蚀、应力腐蚀开裂能力、断裂韧性与抗疲劳性能都高 |
| 7075 | 用于制造飞机结构及期货 他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、模具制造 |
| 7175 | 用于锻造航空器用的高强度结构性。T736材料有良好的综合性能，即强度、抗剥落腐蚀与抗应力腐蚀开裂性能、断裂韧性、疲劳强度都高 |
| 7178 | 供制造航空航天器的要求抗压屈服强度高的零部件 |
| 7475 | 机身用的包铝的与未包铝的板材，机翼骨架、桁条等。其他既要有高的强度又要有高的断裂韧性的零部件 |
| 7A04 | 飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落架等 |
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