第四節　鋁合金的應用

鋁合金是工業中應用最廣泛的有色金屬材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中已大量應用。純鋁的強度很低，不宜作結構材料。鋁合金是在純鋁中加入一些合金元素并運用熱處理等方法進行強化，使其在保持質輕等優點的同時還具有較高的強度。

鋁合金具有密度小（質量密度2650～2820kg/m3）、強度不比其他鋼材低、低溫沖擊韌性好、耐腐蝕等優點，在起重運輸機金屬結構中是一種很有發展前途的材料。

采用輕金屬制造起重運輸機金屬結構是減輕結構自重的有效方法之一。國外用鋁合金制造橋式起重機主梁和輪式起重機動臂，使起重機金屬結構自重下降40％以上。

鋁合金的缺點是：彈性模數小（E=0.71×105MPa），只有鋼的1/3，因此用它制造的結構彈性變形大、線膨脹系數高（α=22×10-6～24×10-6℃-1），約為鋼的2倍，因此溫度增高時易變形。而且鋁合金的可焊性較差，疲勞強度低，價格昂貴。

目前我國起重運輸機金屬結構尚無整體采用鋁合金的實踐，但某些起重設備在局部結構中采用了鋁合金，如某橋梁檢查車起重臂端部的舉升工作斗、桁架伸縮式懸臂工作平臺等結構采用鋁合金材料，可有效減輕結構自重，減小傾覆力矩。

起重機結構所用鋁合金應符合GB/T 3190-2008《變形鋁及鋁合金化學成分》的規定。

鋁合金的牌號采用國際四位數字體系及四位字符體系兩種方法命名（GB/T 16474-2011《變形鋁及鋁合金牌號表示方法》），如4032、3A21等。四位字符體系牌號是為保留國內現有的與國際四位數字體系牌號不完全吻合的一些老牌號的鋁及鋁合金而采用的命名方法。四位數字體系和四位字符體系牌號第一個數字表示鋁及鋁合金的類別，其含義為：1×××—純鋁；2×××～7×××分別代表以某種元素為主的鋁合金，依次為Al-Cu、Al-Mn、Al-Si、Al-Mg、Al-Mg-Si、Al-Zn合金；8×××—其他合金；9×××—備用組。表2-7為部分鋁合金的主要性能。

由于鋁合金塑性好，可以加工成各種型材。目前國內建筑用鋁合金型材可以根據需要擠壓成各種復雜的截面形狀。圖2-4為蘇聯金屬結構用的鋁合金型材。

蘇聯在50～500kN的通用橋式起重機上采用鋁合金AMr-6和16-T制造橋架結構，其自重GM和起重量Q的比值下降的情況如圖2-5（a）所示。和用Q235鋼制造的橋架相比，自重下降顯著［圖2-5（b）]，車輪輪壓大為減?。蹐D2-5（c）]，從而可提高起重機的起重量［圖2-5（d）]。