原標題：鋁合金、鋅合金、鎂（měi）合金、鈦合（hé）金對比
隨著人們生活品質的提高，對產品審美和品質（zhì）的要求也在不斷（duàn）提升。越來越多的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（gǎn），而傳統的塑料外殼產（chǎn）品在消費者心中逐漸被貼上廉價和低品質的標簽。
對於（yú）消（xiāo）費類產品而言，常用的合金（jīn）材料由（yóu）鋁合金、鋅合金和鎂合金。鈦（tài）合金由於（yú）其生物相融性好，常用在醫療領域。方工就來扒一扒這幾種合金材料的特性，做個對比。
因此，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（zhǒng）合金，鈦合金***硬（yìng），強度也***好。硬度方麵，鈦合金要遠硬與其他三種合（hé）金。就抗拉強度而言，鈦合金強與鋅合金（jīn），其（qí）次是鎂合金，強度***低的是鋁合（hé）金。
強（qiáng）度和硬度對比
但產品（pǐn）結構設計而言，還需要考慮重量，如果將比重考慮進度，鋅合金由於密度***大，比強度反而***小了。鈦合金和鎂合金比強度高，但（dàn）鈦合（hé）金價格昂（áng）貴，加工性不好，因此在要綜合考慮重量和強度的結構件種，多采用（yòng）鎂合金。
鋁合（hé）金
材料成分直接找度娘，這裏不費篇幅（fú）羅列。鋁合金的密度（dù）為2.63～2.85g/cm，有較高的強度(σb為110～270MPa)，比強度接近高合金鋼，比剛度超過鋼，有良好的鑄造性能和塑性加（jiā）工性能，良好的導電、導熱性能，良好的（de）耐蝕性和可焊性（xìng）。
壓鑄鋁合金的流（liú）動性比較好，熔點為熔點660℃。
鋁合金在產品結構設計中的工藝應用形式也***豐富，常（cháng）用加工工藝有：壓鑄、擠出成型、機加工、衝壓、鍛（duàn）造。建築門窗大量應（yīng）用鋁（lǚ）合金型材，機械設備也常用鋁型材搭建框架。電子產（chǎn）品和生（shēng）活快消品的外殼也不乏鋁合金，這類產品外觀要求較高，比較常見的工藝是擠（jǐ）出（chū），機加工，衝壓等（děng）。
快消品的外殼比較少用壓鑄鋁，因為壓鑄鋁合金含（hán）有較高成分的Si，所以在做Anodizing（陽極氧化）時，直接與藥液產生反應，氧化後表麵效果比較差。鋁鑄件常用於內部結構件和對外觀要求（qiú）不高的零件，摩托車的發動機外殼需要複雜（zá）的結構，要求重（chóng）量（liàng）輕同時也需要足夠的強度，大都旋轉鋁合金壓鑄作為胚料。
鋁鑄發動（dòng）機外殼
鋁的牌號：
1×××係列為：純鋁（鋁含（hán）量不（bú）小於99.00%），該係列牌號的***後兩位數表示（shì）為：***低鋁含量（liàng）的百分點。牌號（hào）的第二位的（de）字母表示（shì）原始純鋁的改型情況。
2×××～8×××係列牌號的***後兩位數沒有特殊意義，僅（jǐn）用來區分：同一組中不同的鋁合（hé）金。牌號的第二位（wèi）字母表示原始純鋁的改型情況。
2×××係列為：以銅（tóng）為主要合金元素的鋁合金。2011快削合金，切削性好強度也高。2018 2218 鍛造用合金，鍛造性良好且高（gāo）溫強度較高。
3×××係列為：以錳為（wéi）主（zhǔ）要合金元素的鋁合金。3105 3105建材、彩色鋁板、瓶（píng）蓋。
4×××係列為：以矽為主要合金元素（sù）的鋁合金。4032耐熱性、耐摩秏性良好，熱膨脹係數小。活塞、汽缸（gāng）頭。
5×××係列為：以鎂為主（zhǔ）要合金元素的鋁合金。5052為（wéi）中程度強度之***具代表性合金，一般鈑金（jīn）、船（chuán）舶、車輛、建（jiàn）築、瓶蓋、蜂巢板（bǎn）。
6×××係列（liè）為：以鎂（měi）為主要合金元素並以Mg2Si相為（wéi）強（qiáng）化相（xiàng）的鋁合金。6063代表性的擠出（chū）用合金，強度比6061低，擠（jǐ）出性良（liáng）好，可作複雜的斷麵形狀之形材（cái），耐（nài）蝕性及表麵處（chù）理性均佳建築、公路護欄、高（gāo）欄、車（chē）輛、家具（jù）、家電（diàn）製（zhì）品、裝飾（shì）品。
7×××係列為：以鋅為主要合（hé）金元素的鋁合金（jīn）。7075鋁（lǚ）合金中具有***高強（qiáng）度的（de）合金之一，但耐蝕性不佳，與7072之覆蓋皮材（cái）可改善其耐蝕性，但成（chéng）本提高。航空器、滑雪杖。
8×××係列為：以其他元素為主要合金元素的（de）鋁合金
9×××係列為：備用合金組
抗（kàng）拉強度大於480MPa的鋁（lǚ）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（hé）7XXX（超硬鋁合金類）係合金。前者（zhě）的靜強度（dù）略低於後者，但（dàn）使用溫度卻（què）比後者高。由於合金的化學成分、熔煉和凝固方式（shì）、加工工藝及（jí）熱處（chù）理製（zhì）度不同，合金的性能差異很大。
常用鋁合金性能表
鋅合金
鋅合金熔點低，流動性好，易熔焊。按製造工藝可分為鑄造鋅合金和變形鋅合金。鑄造鋅合金流動性和耐腐蝕性較好，適用於壓鑄儀表，汽車零件外殼等。變形（xíng）鋅合金有很（hěn）好的可塑（sù）性和延展性，主要用作電池外（wài）殼、印刷板（bǎn）、屋麵（miàn）板和日用五金等。鑄造合金的產量遠大於變形（xíng）合金，對於快消品的結構件，很少用到變形合金。因此下文（wén）就僅針對壓鑄鋅合金了。
鋅合（hé）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（dà），是（shì）本文所述的四種合金中比重***大的，流動性也是***好的，有很好的鑄造性能，可（kě）以壓鑄形（xíng）狀複雜、薄壁的精（jīng）密件，鑄件（jiàn）表麵光滑。我設計的產品中，鋅（xīn）合金壓鑄件***薄壁厚僅0.4mm。
常溫下（xià）,鋅合金的強度（dù）好。需要注意的（de）是，鋅合金不宜在高溫（wēn）和（hé）低溫（0℃以下）的工作環境下使用，鋅合金在常溫下（xià）有較好的機械性能。但在（zài）高溫下抗拉強度和低溫（wēn）下衝擊性能都（dōu）顯著下降。鋅合金抗蝕性差，當合金成分中雜質（zhì）元素鉛、鎘、錫超過標準時，導致鑄件老化而發生變形（xíng）。鋅合金壓鑄件存在時效作用，有老化現象，即長時間後（hòu）強度自然降低，變（biàn）的易脆。這就是為什麽很多（duō）人吐槽，更換鋅合金水龍頭時往往會（huì）發生脆斷，導致水龍頭螺紋部分殘留在水管裏無法弄出來。因此，方工還是建議大家裝（zhuāng）修時盡量選擇銅質的水龍頭，不要選鋅合（hé）金（jīn）的。
運用現代企業管理方式及多年積累的（de）企業文化，先後與國內外30餘家知名企業建立了配套關係，如中壓電（diàn）器生產（chǎn）線焊（hàn）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，北京不鏽鋼異型件加工，北京不鏽鋼零件加工，空氣濾芯衝壓模具。
目前國（guó）際上用作鑄件的標準係列有兩大類，—類是ZAMAK合金（jīn）、一類是ZA係列合（hé）金（jīn）。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7號合金)。ZA係列有ZA-8、ZA-12、ZA-27及ZA-35。ZA-8主 要用於熱室壓鑄，ZA-12及ZA-27因有特殊熔化要求，隻能用於冷室壓鑄。ZA-35一般用於（yú）重力鑄件。而ZAMAK合金發展要先於（yú）ZA係列合金、主要用於壓力（lì）鑄造（zào）。應用***廣泛的是3號鋅合金。
ZAMAK 2: 用於對機械性（xìng）能有特殊要求、對硬度要求高、耐磨性好、尺寸精度要求一般的機械零件。
ZAMAK 3: 良好的流動性（xìng）和機械性（xìng）能。應用於對機械（xiè）強度要求不高的鑄件，如玩具、燈具（jù）、裝飾品、部分電器件。
ZAMAK 5: 良好的流動性和好的機械性能。應（yīng）用於對機械（xiè）強度有（yǒu）一定要求的鑄件，如汽車配件、機電配件、機械零件、電器元件。
ZA8: 具有良好的衝擊強度和尺寸穩定性，但流動（dòng）性較差。應用於壓鑄尺寸小、精度和機（jī）械強度要求很（hěn）高的工件，如電器件。
Superloy: 流動性***佳，應用於壓鑄（zhù）薄壁（bì）、大（dà）尺寸、精度高、形狀複雜的工件，如電（diàn）器元件及其盒體。
鎂合金
鎂合金是以鎂為基礎加入其他元素組成的合金。主要合金元素（sù）有鋁、鋅、錳、鈰、釷以及少量鋯或鎘（gé）等。目前使用***廣的是鎂鋁合金，其次是鎂錳合金和鎂鋅合金。鎂（měi）合金因其優良的鑄造、擠（jǐ）壓（yā）、切削（xuē）和彎曲（qǔ）加工等性能，可以廣泛地應用於汽車（chē）、電子、紡織、建築和軍事領域。
鎂合金（jīn）的熔點是650℃，熔點比鋁（lǚ）合金熔點低，壓鑄成型性能好（hǎo）。鎂合金（jīn）鑄件抗拉強度與鋁合金鑄件相當，一般（bān）可達250MPa，***高（gāo）可達600多MPa。
鎂合金密度小（1.8g/cm3左右），強（qiáng）度高。鎂合金是***輕的金屬（shǔ）結構材料，比（bǐ）重隻有1.8，分別為鋁的2/3和鐵（tiě）的1/4，其比強度高達133，這使得鎂合金可用作高強（qiáng）度材料。高強度（dù）鎂合金的比強度甚至可以和鈦相媲美。
鎂合金（jīn）彈性模量大，消震（zhèn）性好（hǎo），在（zài）彈性範圍內，鎂合金受到衝擊載荷時，吸收的（de）能（néng）量比鋁合金件大一半，所以鎂（měi）合金具有良好的抗震減噪性能。
鎂合金具有良好的壓鑄成型性能，壓鑄件壁厚***小可達0.5mm, 適應製造汽車各類壓鑄件。鎂合金件（jiàn）穩定性較高，壓鑄件的鑄造性加工尺寸精度高，可（kě）進行高精度機械加工。
鎂合金的散熱相對（duì）與合金來說有******的優勢，對（duì）於相同體積（jī）與形狀的鎂合金與鋁合金材料的（de）散熱器，某熱源生（shēng）產的熱量（liàng）（溫（wēn）度）鎂合（hé）金比鋁（lǚ）合金更容易由散熱片根部傳遞到頂部的速（sù）度，頂部更容易達到高溫。
但鎂（měi）合金線（xiàn）膨脹係數很大，達到25～26 μm/m℃，而鋁合金則為23 μm/m℃，黃銅約20 μm/m℃，結構鋼12 μm/m℃，鑄鐵約10μm/m℃，岩石（花崗岩、大理石（shí）等）僅為5～9 μm/m℃，玻璃5～11 μm/m℃。應用在熱源處時一定要考慮溫（wēn）度對結（jié）構尺寸的影響。
鎂合金的應用舉例：一般中（zhōng）高端及專業數碼單反（fǎn）相機都（dōu）采取鎂合金（jīn）做（zuò）骨架，使其堅固耐用，手感好（hǎo）；手機電話，筆記本電腦的（de）殼體；在（zài）內部產生高（gāo）溫的電腦和投影儀等的（de）外殼和（hé）散（sàn）熱部件上使用鎂合金；汽車方向盤、轉向支架、刹車支架、座椅框架、車鏡支架、分配支架等要求重量輕而強度大的結構件。
鎂合金壓鑄方向盤骨架
按成型方法分為變形鎂（měi）合金和鑄造鎂合金兩類。
鎂合（hé）******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（qí）***主要的合金組成元素代號（元素代號如下表規（guī）定），其後的數字表示其***主要的合金組（zǔ）成元素上下極限值的平均值。***後麵的英文字（zì）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（xiǎo）差別的不同合金。
鎂（měi）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。
鈦合金（jīn）
鈦合金（jīn）指的是多種用鈦與其他金屬製成的合金金屬，強度高、耐蝕性好、耐熱（rè）性（xìng）高。鈦合金廣泛應用於製作（zuò）飛機發動機（jī）壓氣機部件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等。鈦合金也應用在（zài）火箭、導彈和（hé）高速飛機的結構件。
鈦是同素異構體，熔點（diǎn）為1668℃，在低於882℃時呈密排六方晶格結構，稱為α鈦；在882℃以上（shàng）呈體心立方晶格結構，稱為（wéi）β鈦。利用鈦的上述兩種結構的不同特點，添加適當的合金元素而得到不同組織的鈦合金（jīn）。室溫下，鈦合金有（yǒu）三種（zhǒng）基體組織（zhī），鈦合金也就分為以下三類：α合金,(α+β)合金和β合金。我國分別以TA、TC、TB表示。
鈦（tài）合金的密度一般在4.51g/cm3左右，僅（jǐn）為鋼的60%，一些高強度鈦合金超過了許多合（hé）金結構剛的強度（dù），因此鈦合金的比強（qiáng）度(強度/密度)遠（yuǎn）大（dà）於其他金屬結構材料，可製出單位強度高、剛性好、質輕的零部件。
部分鈦和鈦合金的力學性能
鈦合金產品
鈦無毒、質輕、強度高且具有優良的生物相容性，是非常理想的醫用金屬材料，可用作植入人體（tǐ）的植入物等。在美國，已有5種β鈦合金被（bèi）推薦至（zhì）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（rù）物（wù）植入人體，如人造骨骼，血管支架等。
TiNi合金的生物相容性很（hěn）好，利用其形狀記（jì）憶效應和超彈性的醫學實（shí）例（lì）相當多。如血栓過（guò）濾器、脊柱矯形棒、牙齒矯形絲、血管支架、接骨（gǔ）板、髓內針、人工關節（jiē）、避孕器、心髒（zāng）修補（bǔ）元（yuán）件、人造腎髒用微型泵等。
鈦合金製品可（kě）以通過壓鑄和機械加工方法得到。鈦合金熔化溫（wēn）度很高，對於模（mó）具（jù）鋼（gāng）材要求（qiú）也較高。鈦合金機械加（jiā）工的方法很（hěn）多，主要包括：車削、銑削、鏜孔、鑽削、磨削、攻絲、鋸削、電火花加工等。
鈦合金機械加工性能（néng）同樣不佳。鈦合金（jīn）切削加工時切削力隻是略高於同等硬度的鋼，但大多數鈦合金熱導率（lǜ）很（hěn）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（qū）域，導致刀具刃口迅速磨損，崩塌（tā）和生（shēng）成積屑瘤。
信息來源（yuán）：知乎方工rich、材子筆記、鈦（tài）穀（gǔ）之聲
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