1系鋁合金 （表示純(chun)鋁，含鋁量(liang)不少于(yu)99%）
2系(xi)鋁(lv)(lv)合金(jin)(jin)（鋁(lv)(lv)-銅(tong)合金(jin)(jin)系(xi)列）
3系鋁(lv)合金(jin)（鋁(lv)-錳合金(jin)系列）
4系(xi)鋁合金（鋁-硅合金系(xi)列）
5系鋁(lv)合金(jin)（鋁(lv)-鎂合金(jin)系列(lie)）
6系鋁合(he)金(jin)（鋁-鎂-硅合(he)金(jin)系列(lie)）
7系鋁合(he)金（鋁-鋅(xin)合(he)金系列）
8系鋁合金（其他元(yuan)素）
1系鋁合金
1系鋁合(he)金(jin)中的主要雜質是鐵和硅，其(qi)次是銅、鎂、鋅、錳、鉻、鈦(tai)、硼等，以及一些稀土(tu)元(yuan)素(su)，這(zhe)些微量(liang)元(yuan)素(su)在(zai)部分1系鋁合(he)金(jin)中還起合(he)金(jin)化的作(zuo)用，并且對合(he)金(jin)的組織和性(xing)能均有(you)一定的影響。具體介紹(shao)如下：
（1）鐵(tie) 鐵(tie)與鋁可(ke)以生成FeAl?，鐵(tie)與硅和(he)鋁可(ke)以生成三元化合物α（Al,Fe,Si）和(he)β（Al,Fe,Si），它們是1系鋁合金(jin)中的(de)主要相(xiang)，硬而(er)脆，對(dui)力(li)學性(xing)能影響較大，一般是使強度略有提高，而(er)塑性(xing)降低，并(bing)可(ke)以提高再結(jie)晶溫度。
（2）硅 硅與鐵是鋁(lv)中(zhong)的共存(cun)(cun)元素。當硅過剩時，以游離硅狀態存(cun)(cun)在，硬而(er)脆，使合金的強度略有提高，而(er)塑性降低(di)，并對高純鋁(lv)的二(er)次再結(jie)晶晶粒度有明顯影響。
（3）銅 銅在1系(xi)鋁合(he)金(jin)中(zhong)主要以固溶狀態存在，對合(he)金(jin)的(de)強度有(you)些貢獻，對再結晶溫(wen)度也有(you)影響。
（4）鎂(mei) 鎂(mei)在(zai)1系(xi)鋁(lv)合金(jin)中可(ke)以是(shi)添加元素(su)，并主要以固溶(rong)狀(zhuang)態存在(zai)，其作(zuo)用是(shi)提高強度(du)，對再結晶溫度(du)的(de)影響(xiang)較小。
（5）錳和(he)鉻 錳、鉻可以明顯提高再結晶溫度(du)，但對細化(hua)晶粒(li)的作用(yong)不大。
（6）鈦(tai)(tai)和硼(peng) 鈦(tai)(tai)、硼(peng)是1系鋁合金的主(zhu)要變質元素，既(ji)可(ke)(ke)以(yi)細(xi)(xi)化鑄錠晶粒，又可(ke)(ke)以(yi)提(ti)高再結晶溫度(du)并細(xi)(xi)化晶粒。但鈦(tai)(tai)對再結晶溫度(du)的影響(xiang)(xiang)與鐵和硅(gui)的含(han)量(liang)有(you)關，當含(han)有(you)鐵時(shi)，其影響(xiang)(xiang)非(fei)常(chang)顯(xian)著(zhu)；若含(han)有(you)少(shao)量(liang)的硅(gui)時(shi)，其作(zuo)用(yong)減小；但當含(han)Si0.48%（質量(liang)分數）時(shi)，鈦(tai)(tai)又可(ke)(ke)以(yi)使再結晶溫度(du)顯(xian)著(zhu)提(ti)高。
添加元素和(he)雜(za)(za)質對(dui)1系鋁合金的(de)電(dian)學(xue)性(xing)能(neng)影響(xiang)較(jiao)(jiao)大，一(yi)般均(jun)使導電(dian)性(xing)能(neng)降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)，其(qi)中(zhong)鎳(nie)、銅(tong)、鐵、鋅、硅降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)較(jiao)(jiao)少，而(er)釩(fan)、鉻、錳、鈦則降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)較(jiao)(jiao)多。此(ci)外，雜(za)(za)質的(de)存在會破壞鋁表面形成氧化膜的(de)連續性(xing)，使鋁的(de)抗蝕(shi)性(xing)降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)。
2系鋁(lv)合(he)金(jin)
1 Al-Cu-Mg合金
AI-Cu-Mg系合(he)(he)金的主要(yao)合(he)(he)金牌號有(you)2A01、2A02、2A06、2A10、2A11、2A12等，主要(yao)添加元素有(you)銅、鎂和錳(meng)，它們對(dui)合(he)(he)金有(you)如下作用：
當ω（Mg）為(wei)1％~2％時(shi)，ω（Cu）從(cong)1％增(zeng)加(jia)(jia)到(dao)4%，淬火(huo)狀態(tai)(tai)的合(he)(he)(he)金(jin)抗拉強(qiang)(qiang)度(du)(du)從(cong)200MPa提高到(dao)380MPa；淬火(huo)自然(ran)時(shi)效(xiao)狀態(tai)(tai)下合(he)(he)(he)金(jin)的抗拉強(qiang)(qiang)度(du)(du)從(cong)300MPa增(zeng)加(jia)(jia)到(dao)480MPa。ω（Cu）在1％~4％內，ω（Mg）從(cong)0.5％增(zeng)加(jia)(jia)到(dao)2.0％時(shi)，合(he)(he)(he)金(jin)的抗拉強(qiang)(qiang)度(du)(du)增(zeng)加(jia)(jia)；繼續增(zeng)加(jia)(jia)ω（Mg）時(shi)，合(he)(he)(he)金(jin)的強(qiang)(qiang)度(du)(du)降低。
ω（Cu）=4.0％和ω（Mg）=2.0％的(de)合金抗(kang)拉(la)強度值最(zui)大，ω（Cu）=3％~4％和ω（Mg）=0.5％~1.3％的(de)合金，其淬(cui)火(huo)自(zi)然時效(xiao)(xiao)(xiao)效(xiao)(xiao)(xiao)果最(zui)好。試驗指出，ω（Cu）=4%~6%和ω（Mg）=1%~2％的(de)Al-Cu-Mg三元合金，在淬(cui)火(huo)自(zi)然時效(xiao)(xiao)(xiao)狀態下，合金的(de)抗(kang)拉(la)強度可達(da)490~510MPa。
由(you)ω（Mn）=0.6％的(de)Al-Cu-Mg合(he)金在200℃和(he)160MPa應力下(xia)的(de)持久強度(du)試(shi)驗值可知，含ω（Cu）=3.5％~6％和(he)ω（Mg）=1.2％~2.0％的(de)合(he)金，持久強度(du)最高(gao)。這(zhe)時(shi)合(he)金位(wei)于Al-S（Al,CuMg）偽二(er)元(yuan)截(jie)面上或(huo)這(zhe)一區域附近。遠離偽二(er)元(yuan)截(jie)面的(de)合(he)金，即(ji)當ω（Mg）＜1.2％和(he)ω（Mg）>2.0％時(shi)，其(qi)持久強度(du)降(jiang)低。若ω（Mg）提高(gao)到3.0％或(huo)更多時(shi)，合(he)金持久強度(du)將迅速降(jiang)低。
在(zai)250℃和100MPa應力下(xia)試(shi)驗，也得到了相似的規律(lv)。文獻指出，在(zai)300℃下(xia)持久強(qiang)度最大(da)的合金(jin)，位于鎂(mei)含量較(jiao)高的Al-S二(er)元截(jie)面以右的α+S相區中。
ω（Cu）=3%~5％的(de)(de)Al-Cu二元合金(jin)，在(zai)淬火自然時效(xiao)狀態下耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)性能很低(di)(di)。加入0.5%Mg，降低(di)(di)α固(gu)溶體(ti)的(de)(de)電位，可部分改善合金(jin)的(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)性。ω（Mg）>1.0％時，合金(jin)的(de)(de)局部腐蝕(shi)(shi)增加，腐蝕(shi)(shi)后伸長率急劇(ju)降低(di)(di)。
ω（Cu）>4.0%，ω（Mg）>1.0％的合金，鎂降低了銅在鋁中的溶解度，合金在淬火狀態下有不溶解的CuAl2和S相，這些相的存在加速了腐蝕。ω（Cu）=3％~5％和ω（Mg）=1%~4％的合金，它們位于同一相區，在淬火自然時效狀態耐蝕性相差不多。α-S相區的合金比α-CuAl2-S區域的耐蝕性能差。晶間腐蝕是Al-Cu-Mg系合金的主要腐蝕傾向。
Al-Cu-Mg合金中加錳，主要是為了消除鐵的有害影響和提高耐蝕性。錳能稍許提高合金的室溫強度，但使塑性有所降低。錳還能延遲和減弱Al-Cu-Mg合金的人工時效過程，提高合金的耐熱強度。錳也是使Al-Cu-Mg合金具有擠壓效應的主要因素之一。ω（Mn）一般低于1%，含量過高能形成粗大的（FeMn）Al6脆性化合物，降低合金的塑性。
Al-Cu-Mg合金中(zhong)添加的少(shao)量(liang)微量(liang)元素有(you)鈦(tai)和(he)鋯，雜質主(zhu)要(yao)是鐵、硅和(he)鋅等，其(qi)影響如下：
（1）鈦 合金中加鈦能細化鑄態晶(jing)粒，減(jian)少(shao)鑄造時形成裂紋的傾(qing)向性(xing)。
（2）鋯 少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)鋯和鈦有(you)相似的(de)(de)(de)作用，細化鑄(zhu)態(tai)晶粒，減(jian)少(shao)鑄(zhu)造和焊(han)接裂紋的(de)(de)(de)傾向性，提(ti)(ti)高鑄(zhu)錠和焊(han)接接頭的(de)(de)(de)塑(su)性。加鋯不(bu)影(ying)響含錳合(he)金冷變形制(zhi)品的(de)(de)(de)強度，對無錳合(he)金強度稍有(you)提(ti)(ti)高。
（3）硅 ω（Mg）低于1.0％的Al-Cu-Mg合金，ω（Si）超過0.5%，能提高人工時效的速度和強度，而不影響自然時效能力。因為硅和鎂形成了Mg2Si相，有利于提高人工時效效果。但ω（Mg）提高到1.5％時，經淬火自然時效或人工時效處理后，合金的強度和耐熱性能隨ω（Si）的增加而下降。因而，ω（Si）應盡可能地降低。除此以外，ω（Si）增加將使2Al2、2A06等合金鑄造形成裂紋傾向增加，鉚接時塑性下降。因此，合金中的ω（Si）一般限制在0.5％以下。要求塑性高的合金，ω（Si）應更低些。
（4）鐵 鐵和鋁形成FeAl3化合物，鐵會溶入銅、錳、硅等元素所形成的化合物中，這些不溶入固溶體中的粗大化合物，會降低合金的塑性，使變形時合金易于開裂，并使強化效果明顯降低。而少量的鐵（低于0.25%）對合金力學性能影響很小，可改善鑄造、焊接時裂紋的形成傾向，但使自然時效速度降低。為獲得高塑性的材料，合金中的鐵和硅含量應盡量低些。
（5）鋅 少量的鋅（ω（Zn）=0.1%~0.5%）對(dui)Al-Cu-Mg合金(jin)的室溫力學性能影響很小，但使合金(jin)耐熱(re)性降低。合金(jin)中ω（Zn）應限制在0.3%以下。
2 Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金
Al-Cu-Mg-Fe-Ni系(xi)合(he)金(jin)的主要合(he)金(jin)牌號(hao)有2A70、2A80、2A90等，各(ge)合(he)金(jin)元素有如下作用：
（1）銅和鎂 銅、鎂含(han)量(liang)對上述合(he)(he)金(jin)(jin)室(shi)溫強度和耐(nai)熱性(xing)能的(de)(de)影(ying)響與(yu)Al-Cu-Mg合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)相似。由于該系(xi)合(he)(he)金(jin)(jin)中(zhong)銅、鎂含(han)量(liang)比(bi)Al-Cu-Mg合(he)(he)金(jin)(jin)低(di)(di)，使(shi)合(he)(he)金(jin)(jin)位于α+S（Al2CuMg）兩相區中(zhong)，因(yin)而合(he)(he)金(jin)(jin)具有(you)較高的(de)(de)室(shi)溫強度和良好的(de)(de)耐(nai)熱性(xing)；另外，銅含(han)量(liang)較低(di)(di)時，低(di)(di)濃(nong)度的(de)(de)固溶體分(fen)解傾向小，這對合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)耐(nai)熱性(xing)是有(you)利的(de)(de)。
（2）鎳(nie)(nie)(nie) 鎳(nie)(nie)(nie)與合金(jin)(jin)中的銅(tong)可(ke)以形成不溶(rong)解的三元(yuan)化合物(wu)，鎳(nie)(nie)(nie)含(han)量低時形（AlCuNi），含(han)鎳(nie)(nie)(nie)高時形成Al3（CuNi）2，因此鎳(nie)(nie)(nie)的存在能降(jiang)低固溶(rong)體(ti)中銅(tong)的濃度，對淬火狀態晶格常數的測定結果也(ye)證明了(le)合金(jin)(jin)固溶(rong)體(ti)中銅(tong)溶(rong)質(zhi)原子(zi)的貧化。當鐵含(han)量很低時，鎳(nie)(nie)(nie)含(han)量增加能降(jiang)低合金(jin)(jin)的硬度，減小(xiao)合金(jin)(jin)的強化效果。
（3）鐵 鐵和鎳一(yi)樣，也能降(jiang)低(di)固溶體中(zhong)銅的(de)濃度。當鎳含量很(hen)低(di)時，合(he)金(jin)的(de)硬(ying)度隨鐵含量的(de)增加開(kai)始(shi)時是(shi)明顯降(jiang)低(di)，但(dan)當鐵含量達到某一(yi)數值后，又開(kai)始(shi)提高。
在AlCu2.2Mgl.65合金中同時添加鐵和鎳時，淬火自然時效、淬火人工時效、淬火和退火狀態下的硬度變化特點相似，均在鎳、鐵含量相近的部位出現一個最大值，相應在此處其淬火狀態下的晶格常數出現一極小值。
當合金中鐵含量大于鎳含量時，會出現Al7Cu2Fe相。而當合金中鎳含量大于鐵含量時，則會出現AlCuNi相，上述含銅三元相的出現，降低了固溶體中銅的濃度，只有當鐵、鎳含量相等時全部生成Al9FeNi相。在這種情況下，由于沒有過剩的鐵或鎳去形成不溶解的含銅相，故合金中的銅除形成S（Al2CuMg）相外，同時也增加了銅在固溶體中的濃度，這有利于提高合金強度及其耐熱性。
鐵、鎳含量可以影響合金耐熱性。Al9FeNi相是硬脆的化合物，在Al中溶解度極小，經鍛造和熱處理后，當它們彌散分布于組織中時，能夠顯著地提高合金的耐熱性。例如在AlCu2.2Mgl.65合金中ω（Ni）=1.0%，加入ω（Fe）=0.7%~0.9%的合金持久強度值最大。
（4）硅 在2A80合(he)金中(zhong)加入ω（Si）=0.5%~1.2%，可提高合(he)金的(de)(de)室溫強度，但使合(he)金的(de)(de)耐熱(re)性降低。
（5）鈦(tai) 2A70合金中(zhong)加入ω（Ti）=0.02%~0.1%，可細(xi)化鑄態晶粒，提高鍛造工藝性能(neng)(neng)，對耐熱(re)性有(you)利(li)，但對室溫(wen)性能(neng)(neng)影響不(bu)大。
3 Al-Cu-Mn合金
Al-Cu-Mn系合金主要(yao)合金牌號有2A16、2A17等，其主要(yao)合金元(yuan)素有如下作用：
（1）銅(tong) 在室溫和高溫下，隨著銅(tong)含(han)量提高合金強(qiang)度(du)增加。ω（Cu）達(da)到(dao)5.0％時，合金強(qiang)度(du)接近(jin)最(zui)大值。另外，銅(tong)能改善(shan)合金的焊接性能。
（2）錳 錳是提高耐熱合金的主要元素，它可提高固溶體中原子的激活能，降低溶質原子的擴散系數和固溶體的分解速度。當固溶體分解時，析出T相（Al20Cu2Mn3）的形成和長大過程也非常緩慢，所以合金在一定高溫下長時間受熱時性能也很穩定。添加適當的錳（ω（Mn）=0.6%~0.8%），能提高合金淬火和自然時效狀態的室溫強度和持久強度。但錳含量過高，T相增多，會使界面增加，加速擴散作用，降低合金的耐熱性。另外，錳也能降低合金焊接時的裂紋傾向。
Al-Cu-Mn合(he)金(jin)中(zhong)添(tian)加的微量元素有鎂、鈦和鋯(gao)，而(er)主要雜質元素有鐵、硅(gui)、鋅等(deng)，其影響如(ru)下：
（1）鎂 在2Al6合金(jin)(jin)(jin)中(zhong)銅(tong)、錳含量不(bu)變(bian)的(de)(de)情況下，添(tian)加ω（Mg）=0.25%~0.45％而成為2A17合金(jin)(jin)(jin)。鎂可以提高合金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)室溫強度(du)，并改善150~225℃以下的(de)(de)耐(nai)熱(re)強度(du)。然而，溫度(du)再升高時，合金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)強度(du)明顯降低(di)。但加入(ru)鎂能使合金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)焊(han)(han)接性能變(bian)壞，故(gu)在用于耐(nai)熱(re)可焊(han)(han)的(de)(de)2A16合金(jin)(jin)(jin)中(zhong)，雜質ω（Mg）≤0.05%。
（2）鈦 鈦能細化鑄態晶粒，提高合金的再結晶溫度，降低過飽和固溶體的分解傾向，使合金高溫下的組織穩定。但ω（Ti）>0.3％時，生成粗大針狀晶體TiAl3化合物會使合金的耐熱性有所降低。合金的ω（Ti）規定為0.1%~0.2%。
（3）鋯 在2219合金中加入ω（Zr）=0.1%~0.25%時，能細化晶粒，并提高合金的再結晶溫度和固溶體的穩定性，從而提高合金的耐熱性，改善合金的焊接性和焊縫的塑性。但ω（Zr）高時，能生成較多的脆性化合物ZrAl3。
（4）鐵(tie) 合金中的(de)(de)ω（Fe）>0.45%時，形(xing)成不溶(rong)解相Al7Cu2Fe，能降低合金淬火時效狀態(tai)的(de)(de)力學(xue)性(xing)能和300℃時的(de)(de)持久強度(du)。所(suo)以(yi)限(xian)制ω（Fe）<0.3%。
（5）硅 少量硅（ω（Si）≤0.4%）對(dui)室(shi)溫(wen)力(li)學性能影(ying)響不明顯，但降低300℃時的持久強度；ω（Si）>0.4%時還降低室(shi)溫(wen)力(li)學性能。因此限制ω（Si）<0.3%。
（6）鋅 少量鋅（ω（Zn）=0.3%）對合(he)金(jin)(jin)室溫性能(neng)沒有影響，但能(neng)加(jia)快銅在鋁中(zhong)的擴散速(su)度，降(jiang)低合(he)金(jin)(jin)300℃時的持久強度，故限制ω（Zn）<0.1%。
3系(xi)鋁合金
合(he)(he)金元(yuan)素(su)和雜(za)質元(yuan)素(su)在3系鋁(lv)合(he)(he)金中(zhong)的作用主要有：
（1）錳 錳是3系鋁合金中唯一的主合金元素，其含量一般在1%~1.6％范圍內，合金的強度、塑性和工藝性能良好，錳與鋁可以生成MnAl6相。合金的強度隨錳含量的增加而提高，當ω（Mn）>1.6%時，合金強度隨之提高，但由于形成大量脆性化合物MnAl6合金變形時容易開裂。隨著ω（Mn）的增加，合金的再結晶溫度相應地提高。該系合金由于具有很大的過冷能力，因此在快速冷卻結晶時，產生很大的晶內偏析，錳的濃度在枝晶的中心部位低，而在邊緣部位高，當冷加工產品存在明顯的錳偏析時，在退火后易形成粗大晶粒。
（2）鐵 鐵能溶于MnAl6中形成（FeMn）Al6化合物，從而降低錳在鋁中的溶解度。在合金中加入ω（Fe）=0.4%~0.7%，但要保證ω（Fe+Mn）≤1.85%，可以有效地細化板材退火后的晶粒，否則，形成大量的粗大片狀（FeMn）Al6化合物，會顯著降低合金的力學性能和工藝性能。
（3）硅 硅是有害雜質。硅與錳形成復雜三元相T（Al12Mn3Si2），該相也能溶解鐵，形成（Al、Fe、Mn、Si）四元相。若合金中鐵和硅同時存在，則先形成α（Al12Fe3Si2）或β（Al9Fe2Si2）相，破壞鐵的有利影響。故應控制合金中ω（Si）<0.6%。硅也能降低錳在鋁中的溶解度，而且比鐵的影響大。鐵和硅可以加速錳在熱變形時從過飽和固溶體中的分解過程，也可以提高一些力學性能。
（4）鎂 少量的(de)(de)鎂（ω（Mg）≈0.3%）能顯(xian)著(zhu)地細化該(gai)系(xi)合(he)(he)(he)金退(tui)火后的(de)(de)晶粒(li)，并稍(shao)許提高其抗拉強度(du)。但同時也會損害退(tui)火材料的(de)(de)表面光澤(ze)。鎂也可以是(shi)Al-Mg合(he)(he)(he)金中的(de)(de)合(he)(he)(he)金化元素，添加(jia)ω（Mg）=0.3%~1.3%，合(he)(he)(he)金強度(du)提高，伸長率（退(tui)火狀態）降(jiang)低，因此發展(zhan)出Al-Mg-Mn系(xi)合(he)(he)(he)金。
（5）銅 合金中(zhong)(zhong)ω（Cu）=0.05%~0.5%時可以顯著提高其抗拉強度。但(dan)含有(you)少量的銅（ω（Cu）=0.1%）會使(shi)合金的耐蝕性(xing)能降(jiang)低，故應控制合金中(zhong)(zhong)ω（Cu）<0.2%。
（6）鋅(xin) ω（Zn）<0.5％時對合金(jin)的(de)力(li)學性能和耐(nai)蝕性能無明顯(xian)影響，考慮到(dao)合金(jin)的(de)焊(han)接性能，限制ω（Zn）＜0.2%。
4系鋁合金
合金元素和雜質(zhi)元素在4系鋁合金中的(de)作用(yong)主(zhu)要有：
（1）硅 硅是該系合金中的主要合金成分，含量ω（Si）=4.5%~13.5%。硅在合金中主要以α+Si共晶體和β（Al3FeSi）形式存在，硅含量增加，其共晶體增加，合金熔體的流動性增加，同時合金的強度和耐磨性也隨之提高。
（2）鎳和鐵 鎳與鐵可以形成不溶于(yu)鋁(lv)的金屬間化合(he)物，能(neng)提(ti)高合(he)金的高溫強度和硬度，而又不降低其線膨脹系(xi)數(shu)。
（3）銅和鎂 銅和鎂可以生成Mg2Si、CuAl2和S相，提高合金的強度。
（4）鉻(ge)和鈦(tai) 鉻(ge)和鈦(tai)可(ke)以細(xi)化晶粒，改善(shan)合金的(de)氣(qi)密性。
5系鋁合金
5系鋁合金的主要成分是(shi)鎂，并添加(jia)少量(liang)的錳(meng)、鉻、鈦等元(yuan)素，而雜質元(yuan)素主要有鐵、硅、銅、鋅等。具體(ti)(ti)作用介紹如下：
（1）鎂 鎂主要以固溶狀態和β（Mg2Al3或Mg5Al8）相存在，雖然鎂在合金中的溶解度隨溫度降低而迅速減小，但由于析出形核困難，核心少，析出相粗大，因而合金的時效強化效果低，一般都是在退火或冷加工狀態下使用。因此，該系合金也稱為不可強化鋁合金。該系合金的強度隨鎂含量的增加而提高，塑性則隨之降低，其加工工藝性能也隨之變差。鎂含量對合金的再結晶溫度影響較大，當ω（Mg）<5％時，再結晶溫度隨鎂含量的增加而降低；當ω（Mg）>5％時，再結晶溫度則隨鎂含量的增加而升高。鎂含量對合金的焊接性能也有明顯影響，當ω（Mg）<6％時，合金的焊接裂紋傾向隨鎂含量的增加而降低，當ω（Mg）>6％時，則相反；當ω（Mg）<9％時，焊縫的強度隨鎂含量的增加而顯著提高，此時塑性和焊接系數雖逐漸略有降低，但變化不大，當鎂含量大于9%時，其強度、塑性和焊接系數均明顯降低。
（2）錳 5系鋁合金中通常、ω（Mn）<1.0%。合金中的錳部分固溶于基體，其余以MnAl6相的形式存在于組織中。錳可以提高合金的再結晶溫度，阻止晶粒粗化，并使合金強度略有提高，尤其對屈服強度更為明顯。在高鎂合金中，添加錳可以使鎂在基體中的溶解度降低，減少焊縫裂紋傾向，提高焊縫和基體金屬的強度。
（3）鉻(ge) 鉻(ge)和(he)錳(meng)有(you)相似的(de)作用，可(ke)以(yi)提(ti)高基體金屬和(he)焊縫的(de)強度(du)，減少焊接熱裂傾向，提(ti)高耐應力腐蝕性(xing)能，但(dan)使塑性(xing)略有(you)降低。某些(xie)合(he)金中可(ke)以(yi)用鉻(ge)代替錳(meng)。就(jiu)強化效(xiao)果來說(shuo)，鉻(ge)不如錳(meng)，若(ruo)兩元素同時加入，其效(xiao)果比(bi)單(dan)一加入的(de)大。
（4）鈹(pi) 在高(gao)鎂(mei)合金中加(jia)入微量的(de)(de)(de)被（ω（Be）=0.0001%~0.005%），能(neng)降低(di)鑄錠的(de)(de)(de)裂紋傾向和改善軋制(zhi)板(ban)材(cai)的(de)(de)(de)表面(mian)質量，同(tong)時(shi)減少(shao)熔煉時(shi)鎂(mei)的(de)(de)(de)燒損(sun)，并(bing)且(qie)還(huan)能(neng)減少(shao)在加(jia)熱過程中材(cai)料表面(mian)形成的(de)(de)(de)氧化物。
（5）鈦 高鎂合(he)金中加入少量(liang)的鈦，主要是細化晶粒(li)。
（6）鐵 鐵與(yu)錳和鉻能形成難(nan)溶的(de)化合(he)物(wu)，從而降低錳和鉻在(zai)合(he)金中(zhong)的(de)作(zuo)用(yong)，當鑄(zhu)錠組織中(zhong)形成較多硬脆化合(he)物(wu)時，容易產(chan)生加工(gong)裂紋。此外(wai)，鐵還會降低該系合(he)金的(de)耐腐蝕(shi)性能，因(yin)此一(yi)般應控制ω（Fe）<0.4%，對于焊絲材料最好限制ω（Fe）<0.2%。
（7）硅 硅是有害雜質（5A03合金除外），硅與鎂形成Mg2Si相，由于鎂含量過剩，降低了Mg2Si相在基體中的溶解度，所以不但強化作用不大，而且降低了合金的塑性。軋制時，硅比鐵的負作用更大些，因此一般應限制ω（Si）<0.5%。5A03合金中ω（Si）=0.5%~0.8%，可以減低焊接裂紋傾向，改善合金的焊接性能。
（8）銅 微量的(de)銅就能(neng)使合(he)金的(de)耐蝕(shi)性能(neng)變差，因此應限制ω（Cu）<0.2%，有的(de)合(he)金限制得更嚴格些。
（9）鋅 ω（Zn）<0.2%時，對(dui)合金(jin)的(de)(de)(de)力(li)學性能(neng)和耐腐(fu)蝕性能(neng)沒有明顯影響。在高鎂合金(jin)中添加少(shao)量的(de)(de)(de)鋅，抗拉強度(du)可以提高10~20MPa。應(ying)限制(zhi)合金(jin)中的(de)(de)(de)雜質ω（Zn）<0.2%。
（10）鈉(na)(na) 微量雜(za)質(zhi)鈉(na)(na)能(neng)(neng)強烈損害合(he)金的熱變形(xing)性能(neng)(neng)，出現“鈉(na)(na)脆性”，在高鎂合(he)金中更為突出。消除鈉(na)(na)脆性的辦法(fa)是(shi)使富(fu)集于(yu)晶界的游離鈉(na)(na)變成化合(he)物(wu)，可以(yi)采(cai)用氯化方法(fa)使之產生NaCl并(bing)隨爐(lu)渣排出，也可以(yi)采(cai)用添加微量銻(ti)的方法(fa)。
6系鋁合金
6系鋁合(he)金(jin)(jin)的(de)主要合(he)金(jin)(jin)元素有鎂(mei)、硅、銅，其(qi)作用(yong)如下：
（1）鎂和(he)硅 鎂、硅含量的變化對退火狀態的Al-Mg-Si合金抗拉(la)強度和(he)伸長率的影響(xiang)不明顯。
隨著鎂、硅含量的增加，Al-Mg-Si合金淬火自然時效狀態的抗拉強度提高，伸長率降低。當鎂、硅總含量一定時，鎂、硅含量之比對性能也有很大影響。固定鎂含量，合金的抗拉強度隨著硅含量的增加而提高。固定Mg2Si相的含量，增加硅含量，合金的強化效果提高，而伸長率稍有提高。固定硅含量，合金的抗拉強度隨著鎂含量的增加而提高。含硅量較小的合金，抗拉強度的最大值位于α（Al）-Mg2Si-Mg2Al3。三相區內。Al-Mg-Si合金三元合金抗拉強度的最大值位于α（Al）-Mg2Si-Si三相區內。
鎂、硅對淬火人工時(shi)效狀態(tai)合金的力學性能的影(ying)響規律(lv)，與淬火自(zi)然時(shi)效狀態(tai)合金的基本相同(tong)，但抗拉強度有很大提(ti)高，最大值仍位于α（Al）-Mg2Si-Si三相區內(nei)，同(tong)時(shi)伸長率(lv)相應降低。
合(he)金(jin)中存在(zai)剩余(yu)Si和Mg2Si時，隨其數(shu)量的增(zeng)加，耐(nai)蝕性能降低。但當合(he)金(jin)位于α（Al）-Mg2Si兩相區(qu)以及Mg2Si相全部(bu)固(gu)溶于基體(ti)的單相區(qu)內的合(he)金(jin)，耐(nai)蝕性最(zui)好。所有(you)合(he)金(jin)均無應力腐蝕破裂傾向(xiang)。
合金在(zai)焊(han)接時，焊(han)接裂紋傾向性較大(da)，但在(zai)α（Al）-Mg2Si兩相區中，成(cheng)(cheng)分ω（Si）=0.2%~0.4%，ω（Mg）=1.2%~1.4％的合金和在(zai)α（Al）-Mg2Si-Si三相區中，成(cheng)(cheng)分ω（Si）=1.2%~2.0%，ω（Mg）=0.8%~2.0%的合金，其焊(han)接裂紋傾向較小。
（2）銅(tong) Al-Mg-Si合(he)金中(zhong)添加銅(tong)后(hou)，銅(tong)在組織中(zhong)的存在形(xing)式不(bu)僅(jin)取(qu)決于(yu)銅(tong)含量(liang)(liang)，而且受鎂、硅含量(liang)(liang)的影響。當(dang)銅(tong)含量(liang)(liang)很(hen)少，ω（Mg）：ω（Si）=1.73:1時，則(ze)形(xing)成Mg2Si相，銅(tong)全(quan)部固溶于(yu)基體中(zhong)；當(dang)銅(tong)含量(liang)(liang)較多，ω（mg）：w（Si）＜1.08時，可(ke)能形(xing)成W（Al4CuMg5Si4）相，剩(sheng)余的銅(tong)則(ze)形(xing)成CuAl2；當(dang)銅(tong)含量(liang)(liang)多，ω（Mg）：w（Si）＞1.73時，可(ke)能形(xing)成S（Al2CuMg）和CuAl2相。W相與S相、CuAl2相和Mg2Si相不(bu)同(tong)，固態下只部分(fen)溶解參與強化，其強化作用不(bu)如(ru)Mg2Si相的大。
合(he)(he)金中加(jia)入(ru)銅，不(bu)僅顯著(zhu)改善了合(he)(he)金在熱(re)加(jia)工時的塑性，而且增加(jia)了熱(re)處(chu)理強化效果，還能抑(yi)制擠(ji)壓效應，降低合(he)(he)金因加(jia)錳后(hou)所出現的各向異性。
6系鋁合金(jin)中的微量添加(jia)元(yuan)素有錳(meng)、鉻、鈦(tai)，而雜質元(yuan)素主要有鐵(tie)、鋅(xin)等(deng)，其作用如下(xia)：
（1）錳(meng) 合金中加錳(meng)可以提(ti)高強(qiang)(qiang)度，改善耐(nai)蝕性、沖(chong)擊韌性和彎曲(qu)性能(neng)。在(zai)AlMg0.7Si1.0合金中添加銅(tong)、錳(meng)，當(dang)ω（Mn）<0.2%時，隨(sui)著錳(meng)含(han)量的(de)增(zeng)加合金的(de)強(qiang)(qiang)度提(ti)高很高。錳(meng)含(han)量繼續(xu)增(zeng)加，錳(meng)與(yu)硅形成(cheng)AlMnSi相，損失了(le)一部分(fen)形成(cheng)Mg2Si相所(suo)必須(xu)的(de)硅，而AlMnSi相的(de)強(qiang)(qiang)化作用比Mg2Si相小。因(yin)而，合金強(qiang)(qiang)化效(xiao)果下降(jiang)。
錳(meng)和銅同時加(jia)入時，其強化(hua)效果(guo)不(bu)如單獨加(jia)錳(meng)的好(hao)，但可使(shi)伸長率提(ti)高，并改善退(tui)火狀態制品的晶粒度。
當合金中(zhong)(zhong)加入錳后，由于錳在(zai)α相中(zhong)(zhong)產生(sheng)嚴重的(de)晶(jing)內偏析，影響(xiang)了(le)合金的(de)再結晶(jing)過程(cheng)，會造成(cheng)退火制品的(de)晶(jing)粒(li)粗(cu)化(hua)(hua)。為獲得細晶(jing)粒(li)材料(liao)，鑄(zhu)錠必(bi)須進行高溫均勻化(hua)(hua)（550℃）以消(xiao)除錳偏析。退火時以快速升溫為好(hao)。
（2）鉻 鉻和錳有相似的作用。鉻可抑制Mg2Si相在晶界的析出，延緩自然時效過程，提高人工時效后的強度。鉻可細化晶粒，使再結晶后的晶粒呈細長狀，因而可提高合金的耐蝕性，適宜的ω（Cr）=0.15%~0.3%。
（3）鈦(tai) 6系(xi)鋁合(he)金(jin)中添(tian)加ω（Ti）=0.02%~0.1%和(he)ω（Cr）=0.01%~0.2%，可以減少鑄錠的柱狀晶(jing)組織，改(gai)善合(he)金(jin)的鍛造性能，并細(xi)化制(zhi)品的晶(jing)粒。
（4）鐵(tie) 含(han)少量的(de)(de)鐵(tie)（ω（Fe）<0.4％時）對力學性(xing)(xing)能沒有壞(huai)影響，并可(ke)以細(xi)化晶粒。ω（Fe）>0.7％時，生(sheng)成不溶(rong)的(de)(de)（AlMnFeSi）相，會降低制(zhi)品的(de)(de)強度、塑性(xing)(xing)和耐蝕性(xing)(xing)能。合金中含(han)有鐵(tie)時，能使制(zhi)品表面陽(yang)極氧化處(chu)理后的(de)(de)色澤變(bian)壞(huai)。
（5）鋅 少量雜質鋅對合金(jin)的強度影響(xiang)不(bu)大，其ω（Zn）<0.3%。
7系鋁合金
1 Al-Zn-Mg合金
Al-Zn-Mg合金(jin)中(zhong)的(de)(de)鋅(xin)(xin)、鎂是主要(yao)合金(jin)元素，其(qi)質量(liang)分(fen)數(shu)一般不大(da)于7.5%。該合金(jin)隨(sui)著鋅(xin)(xin)、鎂含(han)(han)量(liang)的(de)(de)增加，其(qi)抗拉(la)強度和(he)熱(re)處理效果一般也隨(sui)之增加。合金(jin)的(de)(de)應(ying)力(li)腐蝕(shi)傾向與鋅(xin)(xin)、鎂含(han)(han)量(liang)的(de)(de)總和(he)有(you)關，高(gao)鎂低(di)鋅(xin)(xin)或高(gao)鋅(xin)(xin)低(di)鎂的(de)(de)合金(jin)，只(zhi)要(yao)鋅(xin)(xin)、鎂質量(liang)分(fen)數(shu)之和(he)不大(da)于7%，合金(jin)就具有(you)較好的(de)(de)耐應(ying)力(li)腐蝕(shi)性能。合金(jin)的(de)(de)焊接裂紋傾向隨(sui)鎂含(han)(han)量(liang)的(de)(de)增加而降低(di)。
Al-Zn-Mg系合(he)金中的微量(liang)添加元素有錳、鉻、銅、鋯(gao)和鈦，雜質主要(yao)有鐵和硅，具體(ti)作用如下：
（1）錳(meng)和(he)鉻(ge) 添(tian)加錳(meng)和(he)鉻(ge)能(neng)提高合金(jin)的(de)耐應力腐(fu)(fu)蝕(shi)性能(neng)，ω（Mn）=0.2%~0.4%時，效(xiao)果(guo)(guo)顯著。加鉻(ge)的(de)效(xiao)果(guo)(guo)比(bi)加錳(meng)大，如果(guo)(guo)錳(meng)和(he)鉻(ge)同(tong)時加入，對減少應力腐(fu)(fu)蝕(shi)傾向的(de)效(xiao)果(guo)(guo)就更好，ω（Cr）=0.1%~0.2％為宜。
（2）鋯 鋯能顯著地提高Al-Zn-Mg系合金的可焊性。在AlZn5Mg3Cu0.35Cr0.35合金中加入0.2%Zr時，焊接裂紋顯著降低。鋯還能夠提高合金的再結晶終了溫度，在AlZn4.5Mgl.8Mn0.6合金中，ω（Zr）>0.2%時，合金的再結晶終了溫度在500℃以上，因此，材料在淬火以后仍保留著變形組織。含錳的Al-Zn-Mg合金添加ω（Zr）=0.1%~0.2%，還可提高合金的耐應力腐蝕性能，但鋯比鉻的作用低些。
（3）鈦(tai) 合(he)金(jin)中(zhong)添加鈦(tai)能(neng)細化合(he)金(jin)在鑄態時的晶(jing)粒(li)，并可(ke)(ke)(ke)改善合(he)金(jin)的可(ke)(ke)(ke)焊性，但其效果(guo)比鋯(gao)低。若鈦(tai)和鋯(gao)同時加入效果(guo)更好(hao)。在ω（Ti）=0.12％的AlZn5Mg3Cr0.3Cu0.3合(he)金(jin)中(zhong)，ω（Zr）>0.15％時，合(he)金(jin)即有較好(hao)的可(ke)(ke)(ke)焊性和伸長率(lv)，可(ke)(ke)(ke)獲得(de)與單獨加入ω（Zr）＞0.2%時相(xiang)同的效果(guo)。鈦(tai)也能(neng)提高(gao)合(he)金(jin)的再結(jie)晶(jing)溫度。
（4）銅(tong) Al-Zn-Mg系合金中加少(shao)量的(de)銅(tong)，能提高耐應力腐(fu)蝕性能和抗拉(la)強度，但合金的(de)可焊性有所降低。
（5）鐵 鐵能降低合金(jin)的耐蝕性(xing)和力學性(xing)能，尤其對錳含量較(jiao)高的合金(jin)更(geng)為明顯(xian)。所以，鐵含量應(ying)盡可能低，應(ying)限制ω（Fe）<0.3%。
（6）硅 硅能(neng)(neng)降低合金(jin)強度，并使彎曲性能(neng)(neng)稍降，焊接裂紋(wen)傾向增加，應限制ω（Si）＜0.3%。
2 Al-Zn-Mg-Cu合金
Al-Zn-Mg-Cu合金(jin)為熱(re)處理可強(qiang)化(hua)合金(jin)，起主要(yao)(yao)強(qiang)化(hua)作(zuo)用的元素為鋅和鎂(mei)，銅也有(you)一(yi)定(ding)強(qiang)化(hua)效(xiao)果(guo)，但(dan)其主要(yao)(yao)作(zuo)用是為了(le)提高材料的抗腐蝕(shi)性能(neng)。
（1）鋅(xin)和鎂 鋅(xin)、鎂是主要強(qiang)化元素，它們共同存在時(shi)會形成(cheng)η（MgZn2）和T（Al2Mg2Zn3）相。η相和T相在鋁中溶解度很大，且隨溫度升降劇烈變化，MgZn2在共晶溫度下的溶解度達28%，在室溫下降低到4%~5%，有很強的時效強化效果，鋅和鎂含量的提高可使強度、硬度大大提高，但會使塑性、抗應力腐蝕性能和斷裂韌性降低。
（2）銅 當ω（Zn）：ω（Mg）＞2.2，且銅含量大于鎂含量時，銅與其他元素能產生強化相S（CuMgAl2）而提高合金的強度，但在與之相反的情況下S相存在的可能性很小。銅能降低晶界與晶內電位差，還可以改變沉淀相結構和細化晶界沉淀相，但對PFZ的寬度影響較小；它可抑制沿晶開裂的趨勢，因而改善合金的抗應力腐蝕性能。然而當ω（CU）＞3%時，合金的抗蝕性反而變壞。銅能提高合金過飽和程度，加速合金在100~200℃人工時效過程，擴大GP區的穩定溫度范圍，提高抗拉強度、塑性和疲勞強度。此外，美國F.S.Lin等人研究了銅的含量對7系鋁合金疲勞強度的影響，發現銅含量在不太高的范圍內隨著銅含量的增加提高了周期應變疲勞抗力和斷裂韌性，并在腐蝕介質中降低裂紋擴展速率，但銅的加入有產生晶間腐蝕和點腐蝕的傾向。另有資料介紹，銅對斷裂韌性的影響與ω（Zn）：ω（Mg）值有關，當比值較小時，銅含量越高韌性越差；當比值大時，即使銅含量較高，韌性仍然很好。
合金中還有少(shao)量的錳、鉻、鋯、釩、鈦、硼等微量元素，鐵和(he)硅在合金中是(shi)有害雜質，其(qi)相互作用如下(xia)：
（1）錳(meng)(meng)和(he)鉻(ge) 添(tian)加(jia)少量的(de)(de)(de)過渡族元素(su)錳(meng)(meng)、鉻(ge)等對合金的(de)(de)(de)組織(zhi)和(he)性能(neng)有明顯的(de)(de)(de)影響(xiang)。這些元素(su)可在(zai)鑄(zhu)錠均勻化(hua)退火(huo)時(shi)產生彌散的(de)(de)(de)質(zhi)點(dian)，阻止位錯及晶(jing)界的(de)(de)(de)遷(qian)移，從而提(ti)高再(zai)結(jie)(jie)晶(jing)溫度，有效(xiao)地阻止晶(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長大；可細化(hua)晶(jing)粒(li)，并保(bao)(bao)證組織(zhi)在(zai)熱(re)加(jia)工及熱(re)處理后保(bao)(bao)持未再(zai)結(jie)(jie)晶(jing)或部分(fen)再(zai)結(jie)(jie)晶(jing)狀態(tai)，使強度提(ti)高的(de)(de)(de)同時(shi)具(ju)有較好的(de)(de)(de)抗(kang)應力腐蝕(shi)性能(neng)。在(zai)提(ti)高抗(kang)應力腐蝕(shi)性能(neng)方面，加(jia)鉻(ge)比(bi)加(jia)錳(meng)(meng)效(xiao)果好，加(jia)入ω（Cr）=0.45%的(de)(de)(de)抗(kang)應力腐蝕(shi)開裂壽命(ming)比(bi)加(jia)同量錳(meng)(meng)的(de)(de)(de)長幾十至上(shang)百(bai)倍(bei)。
（2）鋯(gao) 最近出現了用鋯(gao)代替鉻和錳的趨(qu)勢，鋯(gao)可(ke)大(da)大(da)提高合(he)(he)金(jin)的再(zai)結晶(jing)溫度，無(wu)論是熱(re)變形還是冷變形，在熱(re)處(chu)理(li)后(hou)均可(ke)得(de)到(dao)未再(zai)結晶(jing)組織，鋯(gao)還可(ke)提高合(he)(he)金(jin)的淬透性(xing)、可(ke)焊(han)性(xing)、斷裂韌性(xing)、抗應力(li)腐蝕(shi)性(xing)能等(deng)，是Al-Zn-Mg-Cu系合(he)(he)金(jin)中很(hen)有(you)發展前途的微量添(tian)加元素(su)。
（3）鈦和(he)硼 鈦、硼能細化(hua)合金在鑄態時的晶粒，并提高(gao)合金的再(zai)結晶溫度。
（4）鐵和硅 鐵和硅在7系鋁合金中是不可避免存在的有害雜質，其主要來自原材料以及熔煉、鑄造中使用的工具和設備。這些雜質主要以硬而脆的FeAl3和游離的硅形式存在，這些雜質還與錳、鉻形成（FeMn）Al6、（FeMn）Si2Al5、Al（FeMnCr）等粗大化合物，FeAl3有細化晶粒的作用，但對抗蝕性影響較大，隨著不溶相含量的增加，不溶相的體積分數也在增加，這些難溶的第二相在變形時會破碎并拉長，出現帶狀組織，粒子沿變形方向呈直線狀排列，由短的互不相連的條狀組成。由于雜質顆粒分布在晶粒內部或者晶界上，在塑性變形時，在部分顆粒一基體邊界上發生孔隙，產生微細裂紋，成為宏觀裂紋的發源地，同時它也會促使裂紋的過早發展。此外，它對疲勞裂紋的成長速度有較大的影響，在破壞時它具有一定的減少局部塑性的作用，這可能和由于雜質數量增加使顆粒之間距離縮短，從而減少裂紋尖端周圍塑性變形的流動性有關。因為含鐵、硅的相在室溫下很難溶解，起到缺口作用，容易成為裂紋源而使材料發生斷裂，對伸長率，特別對合金的斷裂韌性有非常不利的影響。因此，新型合金在設計及生產時，對鐵、硅的含量控制較嚴，除采用高純金屬原料外，在熔鑄過程中也采取一些措施，避免兩種元素混入合金中。
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