原標題：鋁合金（jīn）、鋅合（hé）金、鎂合金、鈦合金對比
隨著（zhe）人們（men）生活品質的提高（gāo），對產品審美和品質的要求也在不斷提升。越來越多的（de）消費類產品采用合金材料來製作。金屬材料給人高端（duān）、堅固、耐用的品質感，而傳統的塑（sù）料外殼產品在消費者心中逐漸被（bèi）貼上廉價和低品質的標簽（qiān）。
對於消費類產品而言，常用的合金材料由鋁合金、鋅合金和鎂合金。鈦合金由（yóu）於其生（shēng）物相融性好，常用在醫療領域。方工就來扒一扒這幾種合金材料的特性，做個對（duì）比。
因（yīn）此，歸納性的總結放在前麵，見以下性能對比表。
物（wù）理性能對比表
這四種合（hé）金，鈦合金***硬，強度也***好（hǎo）。硬度方麵，鈦合金要遠硬與其他三種合金。就抗拉強度而言，鈦合金強與（yǔ）鋅合金，其次是鎂合金，強（qiáng）度（dù）***低的是鋁合金。
強度和硬度對比
但產品結構設計而言，還需要考慮重量，如（rú）果（guǒ）將比重考慮（lǜ）進度，鋅合金由於密度***大，比強度反而（ér）***小（xiǎo）了。鈦合金和鎂合金比強度高，但（dàn）鈦合金價格昂貴，加工性不好，因此在要綜合考慮重量和強度的結構件（jiàn）種，多采用（yòng）鎂合金。
鋁合金
材料成分直接找度娘，這裏不費篇幅羅（luó）列。鋁合（hé）金的密度（dù）為2.63～2.85g/cm，有較高的強度(σb為110～270MPa)，比（bǐ）強度接近高合金鋼，比（bǐ）剛度超過鋼，有良好的鑄造性能和（hé）塑性加工（gōng）性能，良好的導電、導熱性能，良好（hǎo）的耐蝕性和可焊性（xìng）。
壓鑄鋁合金（jīn）的流動性比較好，熔點為熔點（diǎn）660℃。
鋁合金在產品結構設計中的工藝應用形式也***豐富，常用加工工（gōng）藝有（yǒu）：壓（yā）鑄、擠出成型、機加工、衝壓、鍛造。建築門窗大量應用（yòng）鋁合金型材，機械設備也常用鋁型材搭建框架。電子產品和生（shēng）活快消品的外（wài）殼也不乏鋁合金，這類產品外觀要求較高，比較常見（jiàn）的工藝是擠出，機加工（gōng），衝壓等。
快消品的外殼比較少用壓鑄鋁，因為壓鑄鋁（lǚ）合（hé）金含有較高（gāo）成分的Si，所以在做Anodizing（陽極氧化）時，直接與藥液產（chǎn）生反應，氧化後表麵效果（guǒ）比較差。鋁鑄件常用於（yú）內部結構件和對外觀要求不高（gāo）的零件（jiàn），摩托車的發動機外殼需要複雜的結構，要求重（chóng）量輕同時也需要足夠的強度（dù），大都旋轉鋁合金壓（yā）鑄（zhù）作為胚料。
鋁鑄發動機外殼
鋁的（de）牌號：
1×××係列為：純鋁（鋁含量不小於99.00%），該係列牌（pái）號（hào）的***後兩位數表示為（wéi）：***低鋁含量的百分點。牌號的第二位的字（zì）母表示原始純（chún）鋁的改型情況。
2×××～8×××係列牌號的***後兩（liǎng）位數沒有特殊意（yì）義，僅用來區分：同一組中不同的鋁合金。牌號的第（dì）二位字母表示（shì）原始純鋁的改型情況。
2×××係列為：以銅為主要合金元素的鋁合金（jīn）。2011快削合金，切削性（xìng）好強度也高。2018 2218 鍛造用合金（jīn），鍛造性良好且高溫強（qiáng）度較高。
3×××係列為：以（yǐ）錳為主要合金元素的鋁（lǚ）合金。3105 3105建材、彩色鋁板、瓶蓋。
4×××係列為：以矽為主要合金元素的鋁合金。4032耐熱性、耐摩秏性良好，熱膨脹係數小（xiǎo）。活塞、汽缸頭。
5×××係列為：以（yǐ）鎂為主要合金元素的鋁合金。5052為中程度強（qiáng）度之***具代表性合金，一般鈑（bǎn）金、船舶、車輛、建築、瓶蓋、蜂巢板。
6×××係列為（wéi）：以鎂為主要合金元素並以（yǐ）Mg2Si相為強化相的鋁合金（jīn）。6063代表性的擠出用（yòng）合金，強度比6061低，擠出性良好，可作複雜的斷（duàn）麵形狀之形材，耐蝕性及表麵處理性均佳建築、公路護欄、高欄、車輛、家具、家電製品、裝（zhuāng）飾品。
7×××係列為：以鋅為主要合金元素的（de）鋁合金。7075鋁合金（jīn）中具有（yǒu）***高強度的合金之一，但耐蝕性不佳，與7072之覆蓋皮材可改善其耐蝕性（xìng），但成本提高。航空器、滑雪杖。
8×××係列為：以其他元（yuán）素為主要合金（jīn）元素的鋁合金
9×××係列為：備用合金組
抗拉強度大於480MPa的鋁合金稱為高強度鋁合金，主要是以Al-Cu-Mg和Al-Zn-Mg-Cu為基的合金，即2XXX（硬鋁合金類）和7XXX（超硬鋁（lǚ）合金類）係合金。前者的（de）靜強度（dù）略低於後（hòu）者，但使用溫度卻比後者高。由於合（hé）金的化學成分（fèn）、熔煉和凝固方式（shì）、加工工藝及熱（rè）處理製度不同，合（hé）金的性能差異很大。
常用鋁合金性能表
鋅合（hé）金
鋅合金熔點低，流動性好，易（yì）熔（róng）焊。按（àn）製造工（gōng）藝可（kě）分為鑄造鋅合金和變形鋅合金。鑄造鋅合金流動性和耐（nài）腐蝕性較（jiào）好，適用於壓鑄（zhù）儀表（biǎo），汽（qì）車零件外殼等。變形鋅合金（jīn）有很好的可塑性和延展性，主要用作電池外殼、印刷板、屋麵板和日用五金等。鑄造合金的產（chǎn）量遠大（dà）於變形合（hé）金（jīn），對於快消品的結構件，很少用到變形（xíng）合金。因此下文就僅針對壓鑄（zhù）鋅合金了。
鋅合金密度為6.3~6.7g/cm，抗拉強度σb為280~440MPa，熔點低，在385℃熔化，容易（yì）壓鑄成型。
鋅合金比重大，是本文所述的四種（zhǒng）合金中比重***大的，流動性也（yě）是***好的，有很好的（de）鑄造性能，可以壓鑄形狀複雜、薄壁的精密件，鑄件表麵光滑。我設計的產品中（zhōng），鋅合金壓鑄件***薄壁厚僅0.4mm。
常溫下（xià）,鋅（xīn）合金的強度好。需（xū）要注意的（de）是，鋅合金不宜在（zài）高溫和低溫（0℃以下）的工作環境下使用，鋅合金（jīn）在常溫下有較好的機械性能。但在高（gāo）溫下抗拉強度和低溫下衝（chōng）擊性能都顯著下降。鋅（xīn）合金抗蝕性差，當合金（jīn）成（chéng）分（fèn）中雜質元素鉛、鎘（gé）、錫超過標準時，導致鑄件老化而發生變形。鋅合金（jīn）壓鑄件存在時效作用（yòng），有老化現象，即長時間後強度（dù）自然降低，變的易脆。這就是為什麽很多人吐槽，更換鋅合金水龍頭時往往會發生（shēng）脆斷，導致水龍頭螺紋部分殘留在水管裏無（wú）法弄出（chū）來。因此，方工還是建議大家（jiā）裝修時盡量（liàng）選擇銅質的水龍頭，不要選（xuǎn）鋅合金的。
運用現（xiàn）代企業管理方式及多年積累的企業文化（huà），先後與國內外30餘家知名企業建立了配（pèi）套關係，如中壓電器生產線焊接組裝用翻轉工裝， 諾基亞手機生產線配套工裝夾具，鋼鐵研究總院光譜分析儀鑄鋁外殼、衝擊試驗機，北京不鏽鋼異型（xíng）件加工，北京不鏽（xiù）鋼零件加工，空氣濾芯衝壓（yā）模具。
目前國際（jì）上用作鑄件的（de）標準係列有兩大類，—類是ZAMAK合金、一類是ZA係列合金。使用的ZAMAK合金有ZAMAK 2、ZAMAK 3、ZAMAK5及ZAMAK 7。(為簡 便起見、統稱上述合金為2號、3號、5號及（jí）7號合金（jīn）)。ZA係列（liè）有ZA-8、ZA-12、ZA-27及（jí）ZA-35。ZA-8主（zhǔ） 要用於熱（rè）室壓鑄，ZA-12及ZA-27因有特殊熔化要求，隻（zhī）能（néng）用於冷室壓鑄。ZA-35一般用於重力鑄件。而ZAMAK合金（jīn）發展要先於ZA係列合金、主要用於壓力鑄造。應用***廣泛的是3號鋅合金。
ZAMAK 2: 用（yòng）於對機械（xiè）性能有特殊要求、對硬度（dù）要求（qiú）高（gāo）、耐磨性好、尺寸精度要求一般的機械零件。
ZAMAK 3: 良好的流動（dòng）性（xìng）和機械性能。應用於對機械強度要求不高的鑄件，如玩具、燈（dēng）具、裝飾品、部分電器件（jiàn）。
ZAMAK 5: 良好的流動（dòng）性和好的機械性（xìng）能。應用於對機械（xiè）強度有一定要求的鑄件，如汽車配件、機電配件、機械（xiè）零件、電器元（yuán）件。
ZA8: 具有良好（hǎo）的衝擊強度和尺寸（cùn）穩（wěn）定性，但流動性較差。應用於壓鑄尺寸小、精度和機械強度要求很高的工件，如電器件（jiàn）。
Superloy: 流動性***佳，應用於壓鑄薄壁、大尺寸、精度高、形狀複雜的（de）工件（jiàn），如電器（qì）元件及其盒體。
鎂合金
鎂合金是以鎂為（wéi）基礎加入其他元素組成的合金。主要合金元（yuán）素有鋁（lǚ）、鋅、錳、鈰（shì）、釷以及少量（liàng）鋯或（huò）鎘（gé）等。目（mù）前使（shǐ）用***廣的是鎂鋁合金，其次是鎂錳合金和鎂鋅（xīn）合金。鎂合金因（yīn）其優良的鑄造、擠壓、切削（xuē）和（hé）彎曲加工等性能，可以廣泛地應用於汽車、電子、紡織、建築和軍事領域。
鎂合金的熔點是650℃，熔點比鋁（lǚ）合金熔（róng）點低，壓鑄（zhù）成型性能好。鎂合金鑄件抗拉強度（dù）與（yǔ）鋁合金鑄件相當（dāng），一般（bān）可達250MPa，***高可達600多MPa。
鎂合（hé）金密度小（1.8g/cm3左右），強度高。鎂合金是***輕（qīng）的金屬結構材料，比重隻（zhī）有1.8，分別為鋁的2/3和鐵的1/4，其比強度（dù）高達133，這使得鎂合金可用作高強度材料。高強度鎂合金的比強度甚至可以和（hé）鈦相媲美。
鎂合金彈性模量大，消震性好，在彈性範圍內，鎂合金受到衝擊載荷時，吸收的能量比鋁（lǚ）合金件大一半，所以鎂合金具（jù）有良好的抗震減噪性能。
鎂合（hé）金具有良好的壓鑄（zhù）成（chéng）型性能，壓鑄件壁厚***小可達0.5mm, 適應製造汽車各類（lèi）壓鑄件。鎂合金件穩定性（xìng）較高，壓鑄件的鑄造性加工尺寸精度高，可進行高精度機械加工。
鎂合金的散熱相對與合（hé）金來說有******的優勢，對於相同（tóng）體積與形狀的鎂合（hé）金與鋁合金材料的散熱器，某熱（rè）源生產的熱量（溫度）鎂合（hé）金比鋁合金更容易（yì）由散熱片根部傳遞到（dào）頂部的速度，頂（dǐng）部更容（róng）易達到高溫（wēn）。
但鎂合金線膨脹係數很大，達到25～26 μm/m℃，而鋁（lǚ）合金則為23 μm/m℃，黃銅約（yuē）20 μm/m℃，結構鋼12 μm/m℃，鑄（zhù）鐵約10μm/m℃，岩石（花崗岩、大理（lǐ）石等）僅為5～9 μm/m℃，玻璃5～11 μm/m℃。應用在熱源處時一定要（yào）考慮（lǜ）溫度對結構尺寸的影響。
鎂合金的應用舉例：一般中高端及專業數碼單反相機（jī）都采取鎂合（hé）金做骨架，使其堅固耐用（yòng），手感好；手機電（diàn）話，筆記本電腦的殼體；在（zài）內部產生高溫的電腦和投影儀等的（de）外殼和散熱部件（jiàn）上（shàng）使用（yòng）鎂合金；汽車方向盤、轉（zhuǎn）向支架、刹車支架、座椅（yǐ）框架、車鏡支架、分配支（zhī）架（jià）等要求重量輕而強度大的結構件。
鎂合金壓鑄（zhù）方（fāng）向盤骨架
按成型（xíng）方法分為變形鎂合金和鑄造鎂合金兩類。
鎂合******號以英文字母+數字+英文字母的形式表示。前麵的英文字母是其***主要的合金組成元素代號（元素（sù）代號如下表規定），其後（hòu）的數字表示其***主要的合金組成元素（sù）上下極限值的平均值。***後麵的英文字母為標識代號，用以標識各具體組成元素相異或元素含量有微小差別的不同合金。
鎂合金常用牌號有AZ31B、AZ31S、AZ31T、AZ40M、AZ41M、AZ61A、AZ61M、AZ61S、AZ62M、AZ63B、AZ80A、AZ80M、AZ80S、AZ91D、AM60B、AM50A、M1C、M2M、M2S、ZK61M、ZK61S、ME20M、LZ91、LZ61、LZ121、LA141、LA191、LAZ933、LA81、LA91、LAZ931、MA18、MA21、MA14等（děng）。
鈦合金（jīn）
鈦合（hé）金指的是多（duō）種用鈦與其（qí）他金屬製成（chéng）的合金金屬，強度高、耐蝕性好、耐熱性高。鈦合金廣泛應用於製作（zuò）飛機發動機壓氣機（jī）部件（jiàn）、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等。鈦合金（jīn）也應用在火箭、導彈和高速飛機的（de）結構件。
鈦是同素異（yì）構體，熔點為1668℃，在低（dī）於882℃時呈密排六（liù）方晶格結構，稱為α鈦；在882℃以上（shàng）呈體心立方晶格結構，稱為β鈦。利用鈦的上述兩種結構的不同（tóng）特點，添加適當的合金元素而得到不同組織的鈦合金。室溫下，鈦合金有三（sān）種基體組織，鈦合金也就（jiù）分為以下三類：α合金（jīn）,(α+β)合金（jīn）和β合金。我國分別以TA、TC、TB表示（shì）。
鈦合金（jīn）的密度一般在4.51g/cm3左右，僅為鋼的60%，一些高強度鈦合金超（chāo）過了許多合金結構（gòu）剛的強度，因此鈦合金的比強度（dù）(強度/密度)遠大（dà）於其（qí）他金屬結構材料，可製出單位強度高、剛性（xìng）好、質輕的零部件。
部分鈦和鈦合金（jīn）的力學性能
鈦合金產品
鈦無毒、質輕、強度高且具有（yǒu）優良的生物相容性，是非常理想（xiǎng）的醫用金屬材料，可用作植入人體的（de）植入物（wù）等。在美國，已有5種β鈦合金被推薦至醫學領域，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，適於作為植入物植入人體，如人造骨骼，血管支架等。
TiNi合金的生（shēng）物相容（róng）性很好，利用其形狀記憶效應和超（chāo）彈性（xìng）的醫學實例相當多。如血栓過濾器、脊柱矯形棒、牙（yá）齒矯形絲（sī）、血管支架、接骨板、髓內針、人工（gōng）關節、避孕（yùn）器、心髒修補元件、人造腎髒用（yòng）微型泵等。
鈦合（hé）金製品可以通（tōng）過壓鑄和機械加工方法得到。鈦（tài）合金熔化溫度（dù）很高，對於模具鋼材要求也較高。鈦合金機械加工的方法很（hěn）多，主要（yào）包括：車削、銑削、鏜孔、鑽削、磨削、攻絲、鋸削、電火花加工等。
鈦（tài）合金（jīn）機械加（jiā）工性能同樣不佳。鈦合金切削加工時切削力隻（zhī）是略（luè）高於同等硬度的鋼，但大多（duō）數鈦合金熱（rè）導率很低，隻有鋼的1/7，鋁的1/16，因此切削產生的熱量不會（huì）迅速散走，聚集在切削區域，導致刀具刃口迅速磨損，崩塌和（hé）生成積屑瘤。
信息來源：知乎方（fāng）工rich、材子筆記、鈦穀（gǔ）之聲
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