随着人们生活品质的提高，对产品审美和品质的要求也在不断提升。越来越多的消费类产品采用合金材料来制作。金属材料给人高端、坚固、耐用的品质感，而传统的塑料外壳产品在消费者心中逐渐被贴上“廉价”和“低品质”的标签。

对于消费类产品而言，常用的合金材料有免费、免费和免费。免费由于其生物相融性好，常用在医疗领域。今天就来扒一扒这几种合金材料的特性，做个对比。因此，归纳性的总结放在前面，见以下性能对比表。

物理性能对比表


这四种合金，免费最硬，强度也最好。硬度方面，免费要远硬于其他三种合金。就抗拉强度而言，免费强与免费，其次是免费，强度最低的是免费。

强度和硬度对比：

硬度：免费＞免费＞免费＞免费

强度：免费＞免费＞免费＞免费

但产品结构设计而言，还需要考虑重量，如果将比重考虑进去，免费由于密度最大，比强度反而最小。免费和免费比强度高，但免费价格昂贵，加工性不好，因此要综合考虑重量和强度的结构件，多采用免费。

免费

材料成分这里不费篇幅罗列。免费的密度为2.63～2.85g/cm，有较高的强度(σb为110～270MPa)，比强度接近高合金钢，比刚度超过钢，有良好的铸造性能和塑性加工性能，良好的导电、导热性能，良好的耐蚀性和可焊性。

压铸免费的流动性比较好，熔点为660℃。免费在产品结构设计中的工艺应用形式也最丰富，常用加工工艺有：压铸、挤出成型、机加工、冲压、锻造。建筑门窗大量应用免费型材，机械设备也常用铝型材搭建框架。电子产品和生活快消品的外壳也不乏免费，这类产品外观要求较高，比较常见的工艺是挤出、机加工、冲压等。

快消品的外壳比较少用压铸铝，因为压铸免费含有较高成分的Si，所以在做Anodizing（阳极氧化）时，直接与药液产生反应，氧化后表面效果比较差。铝铸件常用于内部结构件和对外观要求不高的零件，摩托车的发动机外壳需要复杂的结构，要求重量轻的同时也需要足够的强度，大部分旋转免费压铸作为胚料。

铝铸发动机外壳

铝的牌号：

1×××系列为：纯铝（铝含量不小于99.00%），该系列牌号的最后两位数表示为最低铝含量的百分点。牌号的第二位的字母表示原始纯铝的改型情况。

2×××～8×××系列牌号的最后两位数没有特殊意义，仅用来区分同一组中不同的免费。牌号的第二位字母表示原始纯铝的改型情况。

2×××系列为：以铜为主要合金元素的免费。2011快削合金，切削性好强度也高。2018、2218锻造用合金，锻造性良好且高温强度较高。

3×××系列为：以锰为主要合金元素的免费。3105、3105建材、彩色铝板、瓶盖。

4×××系列为：以硅为主要合金元素的免费。4032耐热性、耐摩秏性良好，热膨胀系数小。活塞、汽缸头。

5×××系列为：以镁为主要合金元素的免费。5052为中程度强度之最具代表性合金，一般钣金、船舶、车辆、建筑、瓶盖、蜂巢板。

6×××系列为：以镁为主要合金元素并以Mg2Si相为强化相的免费。6063代表性的挤出用合金，强度比6061低，挤出性良好，可作复杂的断面形状之形材，耐蚀性及表面处理性均佳建筑、公路护栏、高栏、车辆、家具、家电制品、装饰品。

7×××系列为：以锌为主要合金元素的免费。7075免费中具有最高强度的合金之一，但耐蚀性不佳，与7072之覆盖皮材可改善其耐蚀性，但成本提高。航空器、滑雪杖。

8×××系列为：以其他元素为主要合金元素的免费。

9×××系列为：备用合金组。

抗拉强度大于480MPa的免费称为高强度免费，主要是以Al-Cu-Mg和Al-Zn-Mg-Cu为基的合金，即2XXX（硬免费类）和7XXX（超硬免费类）系合金。前者的静强度略低于后者，但使用温度却比后者高。由于合金的化学成分、熔炼和凝固方式、加工工艺及热处理制度不同，合金的性能差异很大。

常用免费性能表



免费

免费熔点低，流动性好，易熔焊。按制造工艺可分为铸造免费和变形免费。铸造免费流动性和耐腐蚀性较好，适用于压铸仪表，汽车零件外壳等。变形免费有很好的可塑性和延展性，主要用作电池外壳、印刷板、屋面板和日用五金等。铸造合金的产量远大于变形合金，对于快消品的结构件，很少用到变形合金。因此下文就仅针对压铸免费了。

免费密度为6.3~6.7g/cm，抗拉强度σb为280~440MPa，熔点低，在385℃熔化，容易压铸成型。

免费比重大，是本文所述的四种合金中比重最大的，流动性也是最好的，有很好的铸造性能，可以压铸形状复杂、薄壁的精密件，铸件表面光滑。

常温下，免费的强度好。需要注意的是，免费不宜在高温和低温（0℃以下）的工作环境下使用，免费在常温下有较好的机械性能。但在高温下抗拉强度和低温下冲击性能都显著下降。免费抗蚀性差，当合金成分中杂质元素铅、镉、锡超过标准时，导致铸件老化而发生变形。免费压铸件存在时效作用，有老化现象，即长时间后强度自然降低，变的易脆。这就是为什么很多人吐槽，更换免费水龙头时往往会发生脆断，导致水龙头螺纹部分残留在水管里无法弄出来。因此，还是建议大家装修时尽量选择铜质的水龙头，不要选免费的。

目前国际上用作铸件的标准系列有两大类，—类是ZAMAK合金、一类是ZA系列合金。使用的ZAMAK合金有ZAMAK 2、ZAMAK 3、ZAMAK 5及ZAMAK 7。(为简便起见、统称上述合金为2号、3号、5号及7号合金)。ZA系列有ZA-8、ZA-12、ZA-27及ZA-35。ZA-8主要用于热室压铸，ZA-12及ZA-27因有特殊熔化要求，只能用于冷室压铸。ZA-35一般用于重力铸件。而ZAMAK合金发展要先于ZA系列合金、主要用于压力铸造。应用最广泛的是3号免费。

ZAMAK 2：用于对机械性能有特殊要求、对硬度要求高、耐磨性好、尺寸精度要求一般的机械零件。

ZAMAK 3：良好的流动性和机械性能。应用于对机械强度要求不高的铸件，如玩具、灯具、装饰品、部分电器件。

ZAMAK 5：良好的流动性和好的机械性能。应用于对机械强度有一定要求的铸件，如汽车配件、机电配件、机械零件、电器元件。

ZA8：具有良好的冲击强度和尺寸稳定性，但流动性较差。应用于压铸尺寸小、精度和机械强度要求很高的工件，如电器件。

Superloy：流动性最佳，应用于压铸薄壁、大尺寸、精度高、形状复杂的工件，如电器元件及其盒体。

免费

免费是以镁为基础加入其他元素组成的合金。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁免费，其次是镁锰合金和镁免费。免费因其优良的铸造、挤压、切削和弯曲加工等性能，可以广泛地应用于汽车、电子、纺织、建筑和军事领域。

免费的熔点是650℃，熔点比免费熔点低，压铸成型性能好。免费铸件抗拉强度与免费铸件相当，一般可达250MPa，最高可达600多MPa。

免费密度小（1.8g/cm3左右），强度高。免费是最轻的金属结构材料，比重只有1.8，分别为铝的2/3和铁的1/4，其比强度高达133，这使得免费可用作高强度材料。高强度免费的比强度甚至可以和钛相媲美。

免费弹性模量大，消震性好，在弹性范围内，免费受到冲击载荷时，吸收的能量比免费件大一半，所以免费具有良好的抗震减噪性能。

免费具有良好的压铸成型性能，压铸件壁厚最小可达0.5mm，适应制造汽车各类压铸件。免费件稳定性较高，压铸件的铸造性加工尺寸精度高，可进行高精度机械加工。

免费的散热相对与合金来说有绝对的优势，对于相同体积与形状的免费与免费材料的散热器，某热源生产的热量（温度）免费比免费更容易由散热片根部传递到顶部的速度，顶部更容易达到高温。

但免费线膨胀系数很大，达到25～26μm/m℃，而免费则为23μm/m℃，黄铜约20μm/m℃，结构钢12μm/m℃，铸铁约10μm/m℃，岩石（花岗岩、大理石等）仅为5～9μm/m℃，玻璃5～11μm/m℃。应用在热源处时一定要考虑温度对结构尺寸的影响。

免费的应用举例：一般中高端及专业数码单反相机都采取免费做骨架，使其坚固耐用，手感好；手机电话，笔记本电脑的壳体；在内部产生高温的电脑和投影仪等的外壳和散热部件上使用免费；汽车方向盘、转向支架、刹车支架、座椅框架、车镜支架、分配支架等要求重量轻而强度大的结构件。



免费压铸方向盘骨架

按成型方法分为变形免费和铸造免费两类。

免费牌号以英文字母+数字+英文字母的形式表示。前面的英文字母是其最主要的合金组成元素代号（元素代号如下表规定），其后的数字表示其最主要的合金组成元素上下极限值的平均值。最后面的英文字母为标识代号，用以标识各具体组成元素相异或元素含量有微小差别的不同合金。

免费常用牌号有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。

免费

免费指的是多种用钛与其他金属制成的合金金属，强度高、耐蚀性好、耐热性高。免费广泛应用于制作飞机发动机压气机部件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等。免费也应用在火箭、导弹和高速飞机的结构件。

钛是同素异构体，熔点为1668℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α钛；在882℃以上呈体心立方晶格结构，称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素而得到不同组织的免费。室温下，免费有三种基体组织，免费也就分为以下三类：α合金，(α+β)合金和β合金。我国分别以TA、TC、TB表示。

免费的密度一般在4.51g/cm3左右，仅为钢的60%，一些高强度免费超过了许多合金结构刚的强度，因此免费的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零部件。

部分钛和免费的力学性能




免费产品

钛无毒、质轻、强度高且具有优良的生物相容性，是非常理想的医用金属材料，可用作植入人体的植入物等。在美国，已有5种β免费被推荐至医学领域，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，适于作为植入物植入人体，如人造骨骼，血管支架等。

TiNi合金的生物相容性很好，利用其形状记忆效应和超弹性的医学实例相当多。如血栓过滤器、脊柱矫形棒、牙齿矫形丝、血管支架、接骨板、髓内针、人工关节、避孕器、心脏修补元件、人造肾脏用微型泵等。



免费制品可以通过压铸和机械加工方法得到。免费熔化温度很高，对于模具钢材要求也较高。免费机械加工的方法很多，主要包括：车削、铣削、镗孔、钻削、磨削、攻丝、锯削、电火花加工等。

免费机械加工性能同样不佳。免费切削加工时切削力只是略高于同等硬度的钢，但大多数免费热导率很低，只有钢的1/7，铝的1/16，因此切削产生的热量不会迅速散走，聚集在切削区域，导致刀具刃口迅速磨损，崩塌和生成积屑瘤。

来源：知乎方工rich