輕質合金三重奏
——鋁合金、鈦合金、鎂合金

輕質合金三重奏
——鋁合金、鈦合金、鎂合金

鋁合金

鋁合金通常使用銅、鋅、錳、硅、鎂等合金元素，20世紀初由德國人Alfred W ilm發明，對飛機發展幫助極大，一次大戰后德國鋁合金成分被列為國家機密。跟普通的碳鋼相比，其具有更輕及耐腐蝕的性能，但抗腐蝕性不如純鋁。鋁合金廣泛的被應用在工程結構上。鋁合金按加工方法可以分為形變鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。

鋁合金特性

鋁合金密度低，但強度比較高，接近或超過優質鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性，工業上廣泛使用，使用量僅次于鋼。一些鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機械性能，物理性能和抗腐蝕性能。

應用于航空、航天

鋁合金是亞音速飛機的主要用材，僅鋁合金鉚釘一項每架飛機就有40～150萬個。鋁制零部件在先進軍用飛機中的比例雖低一些，但仍占其自身總質量的40%～60%。

應用于汽車

汽車用鋁合金材料的3/4為鑄造鋁合金，主要是發動機部件，傳動系部件，底盤行走系零部。

應用于艦船

艦船上應用的鋁合金可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金在各國造船中的應用，從大型水面艦船上層建筑，上千噸的全鋁海洋研究船到氣墊船、渡船、交通艇等各類高速客船和軍用快艇。鑄造鋁合金主要用于泵、活塞等部件。

應用于電子電氣

鋁合金能夠打造更為輕薄、堅固的產品，而且外觀和飾面花樣繁多。另外，鋁也是設計師們的最愛，因為它能彰顯時代性，更為堅固，同時也具有真實、自然的觸感。

應用于化工

應用于建筑

鋁合金在建筑業的應用已經有100多年的歷史，如建筑裝飾材料、建筑承重結構等。

應用于機械制造

應用于容器包裝

除了飲料用的易拉罐，鋁合金箱產品適用于各種儀器儀表箱、道具箱、電力通訊鋁合金箱、化妝箱、醫療器械箱、軍用設備鋁合金箱、拉桿鋁合金箱、提款箱，燈箱及減震鋁合金箱和各種專用鋁合金箱系列產品。

鈦合金

鈦合金是以鈦為基礎加入其他元素組成的合金。地殼中金屬含量鈦排第七，但是從其氧化物中提出鈦難度高。

加工工藝特點

鈦合金的常見形式是和鋁、釩混合，這種材料具有可鍛性好、蠕變小的特點。鈦合金的延展性有限-薄板彎曲半徑大于厚度的1.5倍。可以焊接，但難度較大，但容易擴散性結合。

應用于航空航天

鈦合金吸引力十足，但價格十分昂貴。因此它們剛開始大多用在飛機結構、航空器，以及用在石油和化學工業等高科技工業。也有部分鈦合金民生用品，只是這些產品價格仍然偏高，多屬于高價位的產品。

SR-71的機身大部分都是鈦，為了降低成本，使用的是可在較低溫度軟化而較易加工的鈦合金，完成的飛機會涂上暗藍色（趨近黑色），以加強熱輻射冷卻與高空的偽裝效果。

鈦合金特性

鈦合金按用途可分為耐熱合金、高強合金、耐蝕合金（鈦-鉬，鈦-鈀合金等）、低溫合金以及特殊功能合金（鈦-鐵貯氫材料和鈦-鎳記憶合金）等。

強度高密度低

鈦合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右，僅為鋼的60%，一些高強度鈦合金超過了許多合金結構鋼的強度。因此鈦合金的比強度(強度/密度)遠大于其他金屬結構材料，可制出單位強度高、剛性好、質輕的零部件。

熱強度高

在中等溫度下仍能保持所要求的強度,可在450～500℃的溫度下長期工作這兩類鈦合金在150～500℃范圍內仍有很高的比強度。鈦合金的工作溫度可達500℃，鋁合金則在200℃以下。

低溫性能好

鈦合金在低溫和超低溫下，仍能保持其力學性能。低溫性能好，間隙元素極低的鈦合金，如TA7，在-253℃下還能保持一定的塑性。因此，鈦合金也是一種重要的低溫結構材料。

應用于工業設備

應用于醫療

鈦及鈦合金材料經過加工可以作為人體植入物，鈦合金的彈性模量和人體骨骼接近，相容性好，植入人體的鈦合金表面都需要進行氧化處理，處理后表面會形成蜂窩孔，這樣表面蜂窩孔有利于細胞的生長結合。且沒有毒性等影響。鈦合金耐蝕性非常強，人體的酸堿值是時常變化的，而鈦耐蝕性非常好。

應用于個人消費品

這款鼠標由鈦合金、高性能樹脂做成，并配有釹磁鐵滾輪。

鈦合金手機殼

鈦合金工藝品

鈦合金鼠標

鈦合金鏡框

鈦合金球棒

鈦合金刀具

鎂合金

鎂合金是以鎂為基加入其他元素組成的合金。主要合金元素有鋁、鋅、錳、鈰、釷以及少量鋯或鎘等。目前使用最廣的是鎂鋁合金，其次是鎂錳合金和鎂鋅鋯合金。其密度比鋁合金小。鋁合金、鎂合金和鈦合金構成航天領域的支柱。

鎂合金密度低（低于鋁合金）、導熱性能比鋼強、機械阻尼好、導電性能略低于銅和鋁、工藝性能良好、耐蝕性能差（鹽水和酸對鎂有腐蝕性）、易于氧化燃饒（薄型和粉末狀態）、耐熱性差。

應用于航天

鎂合金是航空器、航天器和火箭導彈制造工業中使用的最輕金屬結構材料。鎂合金具有較高的抗震能力，在受沖擊載荷時能吸收較大的能量，還有良好的吸熱性能，因而是制造飛機輪轂的理想材料。鎂合金也用于導彈和衛星上的一些部件。

用于航天的鎂合金鑄件

應用于數碼單反相機

一般中高端及專業數碼單反相機都采取鎂合金做骨架，使其堅固耐用，手感好。

應用于筆記本

銀白色的鎂鋁合金外殼可使產品更豪華、美觀，而且易于上色，可以通過表面處理工藝變成個性化的粉藍色和粉紅色，缺點：鎂鋁合金并不是很堅固耐磨，成本較高，比較昂貴。

筆記本鎂合金底架

應用于腕表

鎂合金表盤

應用于汽車零部件

根據鎂合金中合金元素和含量的不同，適用不同的加工工藝。鎂合金件穩定性較高壓鑄件的鑄造行加工尺寸精度高，可進行高精度機械加工。具有良好的壓鑄成型性能，壓鑄件壁厚最小可達0.5 mm。適應制造汽車各類壓鑄件。

應用于手機

鎂合金手機邊框