消费类产品常用合金材料特性对比，你了解多少？

铝合金、锌合金、镁合金、钛合金的比较

随着人们生活品质的提高，对产品美观度和品质的要求也越来越高，消费产品越来越多地采用合金材质，金属材质给人以高档、扎实、耐用的品质感，而传统的塑料外壳产品则逐渐在消费者心中被贴上“廉价”、“低质”的标签。

对于消费类产品来说，常用的合金材料有铝合金、锌合金、镁合金等，钛合金由于生物相容性好，在医疗领域也经常使用，下面方先生就来给大家介绍一下这几种合金材料的特点，并做个比较。

因此先做个归纳性的总结，见下面的性能对比表。

在这四种合金中，钛合金的硬度最高，强度也最好。从硬度上讲，钛合金的硬度远远高于其他三种合金。从抗拉强度上讲，钛合金的强度高于锌合金，其次是镁合金，强度最低的是铝合金。

但对于产品结构设计来说，还需要考虑重量，如果考虑比重，锌合金由于密度最大，所以比强度最低，钛合金和镁合金的比强度较高，但钛合金价格昂贵，加工性较差，因此需要综合考虑重量和强度的结构件，多采用镁合金。

铝合金

材料成分在百度上直接就能查到，这里就不浪费篇幅一一列举了。铝合金密度为2.63-2.85g/cm，强度高（σb为110-270MPa），比强度接近高合金钢，比刚度超过钢，铸造性能和塑性加工性能好，导电导热性能好，耐腐蚀性能好，焊接性好。

压铸铝合金流动性较好，熔点为660℃。

铝合金在产品结构设计中也是应用最为广泛的，常见的加工工艺有压铸、挤压成型、机加工、冲压、锻造等。铝合金型材在建筑门窗中应用广泛，机械设备框架也常用铝型材打造。电子产品、快消品的外壳也多用铝合金，这些产品对外观要求较高，比较常见的工艺有挤压、机加工、冲压等。

快速消费品的外壳很少使用压铸铝，因为压铸铝合金含Si含量较高，所以在做阳极氧化（阳极处理）时直接与药水发生反应，氧化后的表面效果相对较差。内部结构件及对外观要求不高的零件常采用铝铸件。摩托车的发动机外壳要求结构复杂、重量轻、有足够的强度，大多采用旋铸铝合金压铸件作为毛坯。

铝等级：

1×××系列：纯铝（铝含量不小于99.00%），本系列牌号后两位数字代表：最低铝含量的百分比。牌号第二个字母代表原纯铝的变型。

2×××～8×××系列牌号的后两位数字无特殊含义，仅用于区分同一组内的不同铝合金，牌号的第二个字母表示原纯铝的改良形式。

2×××系列：以铜为主要合金元素的铝合金。2011 易切削合金，切削性能良好，强度高。2018 2218 锻造合金，锻造性能良好，高温强度高。

3×××系列：以锰为主要合金元素的铝合金。3105 3105建材、彩色铝板、瓶盖。

4×××系列：以硅为主要合金元素的铝合金。4032耐热性、耐磨性良好，热膨胀系数小。活塞、气缸盖。

5×××系列是以镁为主要合金元素的铝合金，其中5052是最具代表性的合金，具有中等强度，一般用于板材、船舶、车辆、建筑、瓶盖、蜂窝板等。

6×××系列：以镁为主要合金元素，以Mg2Si相为强化相的铝合金。6063是挤压用代表合金，强度较6061低，挤压性能良好，可制成截面形状复杂的型材，耐腐蚀性能及表面处理性能良好，适用于建筑、高速公路护栏、高铁、车辆、家具、家电、装饰品等。

7×××系列：以锌为主要合金元素的铝合金。是7075铝合金中强度最高的合金之一，但耐腐蚀性较差。用7072皮包覆可提高其耐腐蚀性，但成本增加。飞机、滑雪杖。

8×××系列：以其他元素为主要合金元素的铝合金

9×××系列：备用合金组

抗拉强度大于480MPa的铝合金称为高强度铝合金，主要有Al-Cu-Mg和Al-Zn-Mg-Cu两系合金，即2XXX（硬铝合金）和7XXX（超硬铝合金）系列合金。前者的静态强度略低于后者，但使用温度高于后者。由于合金的化学成分、冶炼凝固方法、加工工艺和热处理制度等不同，导致合金的性能差别很大。

铝等级：

1×××系列：纯铝（铝含量不小于99.00%），本系列牌号后两位数字代表：最低铝含量的百分比。牌号第二个字母代表原纯铝的改良。

2×××～8×××系列牌号的后两位数字无特殊含义，仅用于区分同一组内的不同铝合金，牌号的第二个字母表示原纯铝的改良形式。

2×××系列：以铜为主要合金元素的铝合金。2011 易切削合金，切削性能良好，强度高。2018 2218 锻造合金，锻造性能良好，高温强度高。

3×××系列：以锰为主要合金元素的铝合金。3105 3105建材、彩色铝板、瓶盖。

4×××系列：以硅为主要合金元素的铝合金。4032耐热性、耐磨性良好，热膨胀系数小。活塞、气缸盖。

5×××系列是以镁为主要合金元素的铝合金，其中5052是最具代表性的合金，具有中等强度，一般用于板材、船舶、车辆、建筑、瓶盖、蜂窝板等。

6×××系列：以镁为主要合金元素，以Mg2Si相为强化相的铝合金。6063是挤压用代表合金，强度较6061低，挤压性能良好，可制成截面形状复杂的型材，耐腐蚀性能及表面处理性能良好，适用于建筑、高速公路护栏、高铁、车辆、家具、家电、装饰品等。

7×××系列：以锌为主要合金元素的铝合金。是7075铝合金中强度最高的合金之一，但耐腐蚀性较差。用7072皮包覆可提高其耐腐蚀性，但成本增加。飞机、滑雪杖。

8×××系列：以其他元素为主要合金元素的铝合金

9×××系列：备用合金组

抗拉强度大于480MPa的铝合金称为高强度铝合金，主要有Al-Cu-Mg和Al-Zn-Mg-Cu两系合金，即2XXX（硬铝合金）和7XXX（超硬铝合金）系列合金。前者的静态强度略低于后者，但使用温度高于后者。由于合金的化学成分、冶炼凝固方法、加工工艺和热处理制度等不同，导致合金的性能差别很大。

钛合金

钛合金是指由钛和其他金属制成的多种合金金属，具有强度高、耐腐蚀性好、耐热性高等特点。钛合金广泛用于制作航空发动机压缩机部件、框架、蒙皮、紧固件和起落架。火箭、导弹和高速飞机结构件也用到钛合金。

钛是同素异形体，熔点为1668℃。在882℃以下呈现密排六方晶格结构，称为α钛；在882℃以上呈现体心立方晶格结构，称为β钛。利用钛上述两种结构的不同特点，加入适当的合金元素，就可得到不同组织的钛合金。室温下，钛合金具有三种基体组织，钛合金分为以下三类：α合金、（α+β）合金和β合金。在我国分别以TA、TC、TB为代表。

钛合金的密度一般在4.51g/cm3左右​​，仅为钢的60%，有些高强度钛合金的强度甚至超过了许多合金结构钢的强度。因此，钛合金的比强度（强度/密度）远大于其他金属结构材料，可用来制造单位强度高、刚度好、重量轻的构件。

钛无毒、质轻、强度高、生物相容性好，是理想的医用金属材料，可作为人体植入物。美国已推荐五种β钛合金用于医疗应用，即TMZFTM（TI-12Mo-^Zr-2Fe）、Ti-13Nb-13Zr、Timetal 21SRx（TI-15Mo-2.5Nb-0.2Si）、Tiadyne 1610（Ti-16Nb-9.5Hf）和Ti-15Mo，适用于人体植入物，如人工骨、血管支架等。

TiNi合金具有良好的生物相容性，利用其形状记忆效应和超弹性的医学实例很多，如血栓过滤器、脊柱矫形棒、牙科矫形丝、血管支架、接骨板、髓内钉、人工关节、避孕装置、心脏修复部件、人工肾的微泵等。

钛合金制品可用压铸、机加工等方法获得。钛合金熔点极高，对模具钢要求较高。钛合金机加工方法很多，主要有：车削、铣削、镗孔、钻削、磨削、攻丝、锯切、电火花加工等。

钛合金的机械加工性能也较差。钛合金切削时的切削力仅比同等硬度的钢略高，但大多数钛合金的导热性很低，仅为钢的1/7、铝的1/16。因此，切削产生的热量不会很快散失，而是会积聚在切削区，导致刀具刃口很快磨损、崩刃，并产生积屑瘤。