第二章 鋁合金材料
2.2 鋁合金之分類
為了提高鋁合金延展性、耐腐蝕性等性能，因此在生產的過程會 添加其他合金元素如鎂、矽、鋅、銅、錳等，藉由添加元素之不同所 得到的性能也不同，主要可分為鍛造用合金(板、擠製型材)與鑄造用 合金(砂模鑄件、金屬模鑄件、壓鑄件)兩大類，按主要合金成份可分 類如表 2.2 與表 2.3。
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表 2.2 鋁合金之鍛造用合金分類
鋁合金系 鋁合金編號
純鋁 1xxx Al-Mn 系合金 3xxx
Al-Si 系合金 4xxx 非熱處理合金
Al-Mg 系合金 5xxx Al-Cu 系合金 2xxx Al-Mg-Si 系合金 6xxx 熱處理合金
Al-Zn-Mg 系合金 7xxx
表 2.3 鋁合金之鑄造用合金分類
鋁合金系 純鋁 Al-Si 系合金 非熱處理合金
Al-Mg 系合金 Al-Cu-Mg-Si 系合金 熱處理合金
Al-Mg-Si 系合金
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美國鋁業協會(Aluminum Association of America)、日本工業規格 (Japanese Industrial Standards)等依照國際鋁合金命名法，以四位數表 示各種鍛造用鋁合金，各數值所代表的鋁合金系如下：
1xxx 純度 99％以上的純鋁
2xxx Al-Cu 系合金
3xxx Al-Mn 系合金
4xxx Al-Si 系合金
5xxx Al-Mg 系合金
6xxx Al-Mg-Si 系合金
7xxx Al-Zn-Mg 系合金
8xxx 含有其他元素的鋁合金
9xxx 備用的編號
第一位數表示主要添加合金元素，第二位數表示原合金中主要添 加合金元素之含量，或成分含量經修改的合金，數字 0 為原合金，數 字 1 為原合金經第一次修改，數字 2 為原合金經第二次修改，第三及 第四位數表示個別合金之代號。鋁合金各系合金之特性與適用範圍，
分別介紹如下：
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1xxx 純度 99％以上的純鋁
純鋁之加工性、熱傳導性、導電性、耐蝕性佳，但因強度不足，
故不適用於結構用材，一般使用於配電用材、化工設備等。
2xxx Al-Cu 系合金
此系合金以杜拉鋁(duraluminium)為代表，其切削性佳、強度高、
惟耐蝕及焊接性差，主要使用於飛機、汽機車油壓零件等。
3xxx Al-Mn 系合金
在純鋁中添加 2％之 Mn 可增加其強度與耐蝕性，此類合金易於 加工與熔接，在工業上常用作耐蝕性材料。。
4xxx Al-Si 系合金
鋁藉由添加 Si 來提高耐熱性，並增加耐磨耗性，一般使用於活塞 構件、汽缸蓋等。。
5xxx Al-Mg 系合金
含 Mg 0.3~5％，屬於中強度合金且耐蝕、熔接性良好，使用於裝 飾、容器等用途。
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6xxx Al-Mg-Si 系合金
此系合金即具有良好的強度與耐蝕性，被視為鋁合金中具代表性 的結構用材，一般較常使用 6061 及 6063 兩種合金，易於加工與焊接，
適用鍛造複雜形狀之零件，一般供建築、運輸設備、及需焊接之結構 使用。
7xxx Al-Zn-Mg 系合金
含 Zn 3~8％及少量的 Mg，經熱處理後強度甚高，且具有優良之 可熔接性，最大優點是此類合金析出硬化效果對冷卻速率之敏感性不 高，亦即焊接後硬度隨著時間而增高，惟耐蝕性差，常使用於飛機結 構用材等。
8xxx 系合金
其他不屬上述各系之鋁合金均列入此系，用途較少。
此外，若添加合金元素仍不足於完全符合所需要的強度及性能，
尚需藉由冷加工、淬水、時效處理及軟燒等處理，因此依照合金冶煉 之階段，使用數字與字母組合加以分類，鍊度符號的表示方式如表 2.4。以 6061-T6 為例，6061 表示 Al-Mg-Si 系合金，T6 即為熱處理 階段之固溶化處理與人工時效，T6 處理通常表示最佳強度與延性之 組合。
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表 2.4 鋁合金鍊度符號定義表(taiwell.com.tw)
鍊度符號 定 義
F 製造後未經任何處理之材質
O 軟燒鍊度，完全再結晶而且最軟狀態
W 淬火處理後自然時效進行中之材質，適用於要長時間自 然時效之合金
H
加工硬化的鍊度
H1n：施以冷加工而加工硬化者
H2n：經加工硬化後再施以適度的軟燒處理 H3n：經加工硬化後再施以安定化處理 n 以 1~9 的數字表示加工硬化的程度 n=2：表示 1/4 硬質
n=4：表示 1/2 硬質 n=6：表示 3/4 硬質 n=8：表示硬質 n=9：表示超硬質
T
T1 ：高溫加工冷卻後自然時效
擠型從熱加工後急速冷卻，再經常溫十效硬化 處理。亦可施以不影響強度的矯正加工，這種 調質適合於熱加工後冷卻便有淬水效果的合金 如：6063。
T3 ：溶體化處理後經冷加工的目的在提高強度、平 整度及尺寸精度。
T36 ：T3 經 6%冷加工者 T361 ：冷加工度較 T3 大者
T4 ：溶體化處理後經自然時效處理 T5 ：熱加工後急冷再施以人工時效處理
人工時效處理的目的在提高材料的機械性質及
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尺寸的安定性，適用於熱加工冷卻便有淬水效 果的合金如：6063。
T6 ：溶體化處理後施以人工時效處理
此為熱處理合金代表性的熱處理，無須施以冷 加工便能獲得優越的強度。於溶體化處理後為 提高尺寸精度或矯正而施以冷加工，如不保證 更高的強度時，亦可當作是 T6 鍊度。
T61 ：溶體化處理後施以溫水淬水再經人工時效處 理，溫水淬水的目的在防止發生變形。
T7 ：溶體化處理後施以安定化處理(人工時效處理的 溫度或時間較 T6 處理高或長)。其目的在改善 耐硬力腐蝕裂及防止淬水時發生變形。
T7352：溶體化處理後除去殘餘應力再施以過時效處理 (人工時效處理的溫度或時間較 T6 處理長)。
目的在改善耐硬力腐蝕裂。於溶體化處理後施 以 1~5%永久變形的壓縮加工，以消除殘餘應 力。
T8 ：溶體化處理後施以冷加工再施以人工時效處 理，冷加工時斷面減少率為 3%及 6%各為 T83 及 T86。
T9 ：溶體化處理後人工時效處理，最後施以冷加工，
最後冷加工的目的在增加強度。
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