铝合金简介：型材、板材、铸件
铝合金基本知识
铝合金基本知识（一）一、铝合金的分类及组织特点１．铝合金的分类及性能特点合金元素含量1-变形铝合金;2-铸造铝合金;3-不能热处理强化;4-能热处理强化表1 铝合金分类二、铝合金的强化方法1．固溶强化在纯铝中加入合金元素（Si Cu Mg Zn Mn Ni……等），形成铝基固溶体，从而提高铝合金的力学性能。
2．时效强化合金元素在铝中的固溶度随温度的降低而减少，通过加热到一定温度、保温、淬火而得到过饱和的铝基固溶体，过饱和的铝基固溶体在室温下放置一段时间，或加热到某一温度，其强度、硬度随时间的延长而增高，塑性、韧性降低。
在室温下放置产生时效的现象叫自然时效。
加热产生时效的现象叫人工时效。
3．过剩相强化合金元素超过其极限溶解度时，这些合金元素与铝或元素间形成硬而脆的金属间化合物，在合金中起阻碍滑移和位错运动的作用，使强度、硬度提高，塑性、韧性降低。
4．变质处理加入微量元素（钛、锆、铍、锶、稀土等），在合金结晶时，作为晶核，起细化晶粒作用，提高合金的强度和塑性。
在铝合金液中加入微量钠或钠盐作为变质剂，进行变质处理，细化晶粒可以显著提高其强度和塑性。
5．冷作硬化金属材料在再结晶温度以下变形，变形后材料即被强化，强化的程度随变形程度、变形温度及材料的性质而不同。
同种材料，在同一温度下冷变形时，其变形程度越大，则强度越高。
这是不能热处理的防锈铝合金和纯铝的强化方法。
三、铸造铝合金1．铸造铝合金牌号○1在牌号的最前面用“Z”表示铸造，其后用化学元素符号及数字表示。
例如：ZAlSi7Mg表示该平均含硅量为7%,平均含镁量为1%的铸造镁合金。
○2用合金代号表示。
合金代号由字母“Z”，“L”（它们分别是“铸”、“铝”的汉语拼音第一个字母）及其后的三位数字组成。
ZL后面的第一位数字表示合金系列，1—表示铝硅合金；2—表示铝铜合金；3—表示铝镁合金；4—表示铝锌合金。
其后的两位数字是表示该组合金的顺序。
若为优质合金则在数字后加“A”，例如：ZL101A是铝硅合金，相当于ZAlSi7MgA。
铝合金应用手册(3篇)
第1篇第一章：概述1.1 铝合金的定义与特点铝合金是以铝为基础，加入其他元素制成的合金。
与纯铝相比，铝合金具有更高的强度、硬度和耐腐蚀性，同时保持了铝的轻质、导电、导热等优良性能。
铝合金广泛应用于航空、汽车、建筑、电子、包装等行业。
1.2 铝合金的分类铝合金按照合金元素的不同，可以分为以下几类：（1）纯铝：包括工业纯铝、半纯铝等。
（2）铝铜合金：包括铝青铜、铝黄铜等。
（3）铝镁合金：包括铝镁硅、铝镁锰等。
（4）铝硅合金：包括铝硅铜、铝硅镁等。
（5）铝锌合金：包括铝锌镁、铝锌锰等。
（6）铝锂合金：包括铝锂镁、铝锂铜等。
1.3 铝合金的应用领域铝合金因其优异的性能，广泛应用于以下领域：（1）航空航天：铝合金是航空航天工业的主要材料，用于制造飞机、火箭、卫星等。
（2）汽车制造：铝合金在汽车制造中的应用越来越广泛，如车身、发动机、悬挂系统等。
（3）建筑行业：铝合金门窗、幕墙、铝质装饰材料等在建筑行业中得到广泛应用。
（4）电子电器：铝合金在电子电器领域的应用主要体现在散热器、连接器、机壳等方面。
（5）包装行业：铝合金易加工、耐腐蚀，在包装行业得到广泛应用，如易拉罐、饮料瓶等。
第二章：铝合金加工工艺2.1 铝合金的熔炼铝合金的熔炼是生产过程中的关键环节，主要包括以下步骤：（1）准备熔炼设备：如熔炼炉、搅拌器等。
（2）准备原材料：按照配方要求，准备好铝锭、合金元素等。
（3）熔炼：将原材料放入熔炼炉，加热至熔化温度，进行搅拌、过滤等操作。
（4）合金化：在熔炼过程中，加入合金元素，调整成分。
（5）浇注：将熔化的合金倒入模具中，冷却固化。
2.2 铝合金的铸造铝合金的铸造是将熔化的合金倒入模具中，冷却固化成型的过程。
铸造方法包括：（1）砂型铸造：适用于形状复杂的零件。
（2）金属型铸造：适用于形状简单、精度要求较高的零件。
（3）压铸：适用于薄壁、复杂形状的零件。
2.3 铝合金的锻造铝合金的锻造是将加热后的合金在压力作用下，改变其形状和尺寸的过程。
铝合金铸造工艺简介
铝合金铸造工艺简介一、铸造概论在铸造合金中，铸造铝合金的应用最为广泛，是其他合金所无法比拟的，铝合金铸造的种类如下：由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。
故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。
1、铝合金铸造工艺性能铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。
流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。
铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。
(1) 流动性流动性是指合金液体充填铸型的能力。
流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。
在铝合金中共晶合金的流动性最好。
影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的高低。
实际生产中，在合金已确定的情况下，除了强化熔炼工艺（精炼与除渣）外，还必须改善铸型工艺性（砂模透气性、金属型模具排气及温度），并在不影响铸件质量的前提下提高浇注温度，保证合金的流动性。
(2) 收缩性收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。
一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。
合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。
通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。
铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。
①体收缩体收缩包括液体收缩与凝固收缩。
铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。
集中缩孔的孔径大而集中，并分布在铸件顶部或截面厚大的热节处。
分散性缩孔形貌分散而细小，大部分分布在铸件轴心和热节部位。
铸造铝合金基础基础知识
—
G—AlSi6Cu4 (3.2151.01)
AC4B
—
合
金 ZL108 ZL8 — —
— SC122A(旧) LM2 —
—
—
—
—
—
ZL109 ZL9 —
AЛ30
A03360 336．0 A03361 336．1
—
LM13
— A—S12UN
—
—
AC8A AlSi12Cu
ZL110 ZL3 — AЛ10B —
ZL105 ZL13 HZL105
AЛ5
A03550 355.0 C33550 C355.0
322
LM16 3L78
—
—
G—AlSi5Cu AC4A
—
11
11/20
三、国内外铸造铝合金牌号对照
中国
前苏联
美国
英国
GB
YB HB ГOCT
ASTM UNS
ANSI AA
SAE
BS
BS/L
法国
原联邦德国
NF
间 60%~70%， 提高材料力学性能和塑性加工性； 改善制品表面粗糙度。
锆也是铝合金的常用添加剂。 一般在铝合金中加入量为 0.1%~0.3%， 锆和铝 形成 ZrAl3 化
Zr
合物， 可阻碍再结晶过程， 细化再结晶晶粒。 锆亦能细化铸造组织， 但比钛的效果小。有
锆存在时， 会降低钛和硼细化晶粒的效果。
化学
空气中生成200nm氧化铝
与酸反应生成盐
与碱反应生成盐
物理
密度值2.69~2.70g/cm3
熔点660℃，沸点2467℃
电阻率(2.62~2.65)*10-8Ω·m-1
铝合金铸造工艺简介
铝合金铸造工艺简介一、铸造概论在铸造合金中，铸造铝合金的应用最为广泛，是其他合金所无法比拟的，铝合金铸造的种类如下：由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。
故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。
1、铝合金铸造工艺性能铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。
流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。
铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。
(1) 流动性流动性是指合金液体充填铸型的能力。
流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。
在铝合金中共晶合金的流动性最好。
影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的高低。
实际生产中，在合金已确定的情况下，除了强化熔炼工艺（精炼与除渣）外，还必须改善铸型工艺性（砂模透气性、金属型模具排气及温度），并在不影响铸件质量的前提下提高浇注温度，保证合金的流动性。
(2) 收缩性收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。
一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。
合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。
通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。
铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。
①体收缩体收缩包括液体收缩与凝固收缩。
铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。
集中缩孔的孔径大而集中，并分布在铸件顶部或截面厚大的热节处。
分散性缩孔形貌分散而细小，大部分分布在铸件轴心和热节部位。
船舶用铝合金资料汇总
前言铝合金应用于造船业已有近百年的历史, 随着国内外造船业突飞猛进地发展, 船舶的轻量化越来越被重视, 由于铝的低密度、高强度、高刚性和耐腐性，船舶设计者使用铝建造的船舶和使用钢材或其它合成材料建造的船舶相比重量减轻了15-20%。
铝合金的高韧性、抗腐蚀性以及可焊性为建造对重量要求严格的船型提供了很好的选择，由于铝的加工成本较低，因此使用铝材制造船舶更具经济性。
铝合金可以作为板材，也可以进行挤压成型加工和铸造加工。
再加上铝合金突出的物理特性，使得用铝合金制造船舶十分具有经济性。
从船舶设计者角度来看，使用铝合金制造的船舶可以达到更高的速度以及更长的使用寿命，铝合金的这些优点,使其在船舶的应用上发展得很快, 造船业为铝材提供了广阔的应用市场。
第一章铝合金在国内外舰船中的应用现状舰船上应用的铝合金可以分为变形铝合金和铸造铝合金变形铝合金在各国造船中的应用，从大型水面舰船上层建筑，上千吨的全铝海洋研究船、远洋商船和客船的建造，到水翼艇、气垫船、旅客渡船、双体客船、交通艇、登陆艇等各类高速客船和军用快艇上都大量使用了变形铝合金。
铸造铝合金主要用于泵、活塞、舾装件及雨水雷壳体等部件。
1.1航空母舰航母是个庞然大物。
它体积巨大，建造精良，是一个机动性很强的作战平台，对减清结构重量等具有及其迫切的需求，隐刺控制航母结构的重量非常重要，其中包括控制航母各种装置，特别是上层建筑的重量，最改善航母的战术技术性能至关重要。
初步统计，国外没艘航母铝合金材料用量大约在1000吨左右，例如，美国“独立”号（CVA62）航母用了1019吨铝合金；“企业”号核动力航母（CVA65）用了450吨铝合金；法国“福熙”号（R99）及“克里蒙梭”号（R98）航母上都用了1000多吨铝合金。
铝合金在航母上的应用对减轻航母结构重量，提高稳性、试航性、提高站技性能等具有重要意义。
铝合金在航母上的应用部位，从部分起飞和降落甲板，巨大的升降机，大量管系，到舷窗盖，吊灯架，门，舱室隔壁，舱室装饰，家具，厨房设备和部分辅机等。
铝合金基本知识
铝合金基本知识（一）一、铝合金的分类及组织特点１．铝合金的分类及性能特点合金元素含量1-变形铝合金;2-铸造铝合金;3-不能热处理强化;4-能热处理强化表1 铝合金分类二、铝合金的强化方法1．固溶强化在纯铝中加入合金元素（Si Cu Mg Zn Mn Ni……等），形成铝基固溶体，从而提高铝合金的力学性能。
2．时效强化合金元素在铝中的固溶度随温度的降低而减少，通过加热到一定温度、保温、淬火而得到过饱和的铝基固溶体，过饱和的铝基固溶体在室温下放置一段时间，或加热到某一温度，其强度、硬度随时间的延长而增高，塑性、韧性降低。
在室温下放置产生时效的现象叫自然时效。
加热产生时效的现象叫人工时效。
3．过剩相强化合金元素超过其极限溶解度时，这些合金元素与铝或元素间形成硬而脆的金属间化合物，在合金中起阻碍滑移和位错运动的作用，使强度、硬度提高，塑性、韧性降低。
4．变质处理加入微量元素（钛、锆、铍、锶、稀土等），在合金结晶时，作为晶核，起细化晶粒作用，提高合金的强度和塑性。
在铝合金液中加入微量钠或钠盐作为变质剂，进行变质处理，细化晶粒可以显著提高其强度和塑性。
5．冷作硬化金属材料在再结晶温度以下变形，变形后材料即被强化，强化的程度随变形程度、变形温度及材料的性质而不同。
同种材料，在同一温度下冷变形时，其变形程度越大，则强度越高。
这是不能热处理的防锈铝合金和纯铝的强化方法。
三、铸造铝合金1．铸造铝合金牌号○1在牌号的最前面用“Z”表示铸造，其后用化学元素符号及数字表示。
例如：ZAlSi7Mg表示该平均含硅量为7%,平均含镁量为1%的铸造镁合金。
○2用合金代号表示。
合金代号由字母“Z”，“L”（它们分别是“铸”、“铝”的汉语拼音第一个字母）及其后的三位数字组成。
ZL后面的第一位数字表示合金系列，1—表示铝硅合金；2—表示铝铜合金；3—表示铝镁合金；4—表示铝锌合金。
其后的两位数字是表示该组合金的顺序。
若为优质合金则在数字后加“A”，例如：ZL101A是铝硅合金，相当于ZAlSi7MgA。
铝合金基础知识
铝合⾦基础知识⼯业⽣产⽤量仅次于钢铁，居有⾊⾦属⾸位。
特点：质轻，⽐强度和⽐刚度⾼，导电导热性好，耐腐蚀。
应⽤：宇航、航空等⼯业的主要原材料，建筑、运输、电⼒等各个领域。
1.纯铝纯铝的特性:纯铝呈银⽩⾊，密度2.7g·cm-3，熔点660℃，⾯⼼⽴⽅，⽆同素异构转变；●导电、导热性能好；●化学性质活泼，⼤⽓中⽣成致密氧化膜，防⽌继续氧化，⼤⽓中耐蚀性好；●碱、盐和⼤多数酸性溶液(如硫酸、盐酸等)中，易被腐蚀。
●易于加⼯制成各种制品。
●铝中常含许多杂质（主要是铁、硅，还有铜、锌、镁、锰、镍和钛等），随杂质含量↑，纯铝强度↑，导电性、耐蚀性和塑性↓纯铝的牌号及⽤途:牌号: “铝” 拼⾳第1字母“L”加⼀顺序号⾼纯Al：LG5－1，LG5纯度最⾼⼯业纯Al：L1－6， L6纯度最低纯铝不能热处理强化，唯⼀⼿段是冷加⼯硬化，强度低。
⽤途: 主要⽤作导电、导热材料，制备铝合⾦和⽤于化学⼯业。
2. 铝的合⾦化纯铝强度、硬度都很低，难以⽤作⼯程结构材料。
铝中适量加⼊某些合⾦元素，再经冷变形或热处理，可⼤幅度↑其⼒学性能（主要是强度、硬度）。
固态铝⽆同素异构转变，不能像钢⼀样借助于热处理相变强化。
合⾦元素的强化作⽤主要为固溶强化、沉淀强化、过剩相强化和细化组织强化。
固溶强化：合⾦元素加⼊纯Al中，形成铝基固溶体，使晶格发⽣畸变，↑位错运动阻⼒，↑强度。
合⾦元素的固溶强化能⼒与其本⾝性质及固溶度有关，总体讲固溶强化效果不⾼，因此铝的强化不能只依靠固溶强化。
⽤途: 主要⽤作导电、导热材料，制备铝合⾦和⽤于化学⼯业。
沉淀强化 : 主要强化⼿段，基体中造成较强烈应变场，↑位错运动阻⼒。
通过热处理（固溶时效）析出沉淀相实现强化，也称时效强化。
条件：①合⾦元素在铝中有较⾼的极限溶解度和明显的温度关系；②沉淀过程中形成性能好、均匀、弥散的共格或半共格过渡强化相。
Cu、Mg、Zn、Si、Li等主加元素在铝中均有较⾼溶解度，并随温度↓⽽急剧↓，但除铜外，与铝形成的沉淀相或因共格界⾯错配度低使应变场较弱，或因预沉淀阶段短，很快与基体丧失共格关系⽽形成⾮共格平衡相，难以充分满⾜上述沉淀强化条件。
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一、铝的基本性质
银白色，在潮湿的空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜，相对密度
2.7g/cm3，熔点660℃，非典2327℃，轻，良好的导电性和导热性，高反射性和耐氧化性。
二、种类
型材类：铝型材，铝管材，铝棒材等
板材类：铝板材，铝箔材，铝带材（卷料）
铸造类：铝铸件，铝粒
三、常用牌号
牌号的第一位数字表示铝合金系列，第二位数字表示原始铝合金的改型情况，最后两位数字表示同组中铝合金的纯度。
1100：用于加工需要有良好的成型性和高的抗腐蚀性，但不要求有高强度的零件部件。
例如贮存容器、薄板加工件，深拉凹形器皿、热交换器、印刷版、铭牌、反光器具等。
2011：快削合金，切削性好强度也高，但耐腐蚀性不佳，适用于音量轴、光学组件、螺丝头、螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品。
3003：具有1xxx系合金的性能又要有比1xxxx系合金强度高，如厨具，食物和化工产品处理与贮存装置，运输液体产品的槽、罐，以及薄板加工的各种压力容器与管道。
4A01：含硅量高，耐热，耐磨，属建筑用材料，机械零件，锻造用材，焊接材料。
5052：中程度强度之最具代表性合金（5083最高），耐腐蚀性、溶接性及成形性良好，特别是疲劳强度高，耐海水性佳，用于制造飞机油箱、油管，以及交通车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉、五金制品等。
6061：热处理型之耐腐蚀性合金。
用T6处理能有非常高的耐力值，但溶接接口强度低，因此适用于螺钉、船舶、车辆、陆上构造物。
6N01：中强度之挤型用合金，可作复杂形状之大型薄肉型材，耐蚀性、溶接性均佳。
适用于车辆、陆上构造物、船舶。
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型材，耐蚀性及表面处理性均佳，适用于建筑公路护栏、车辆、家具、家电制品、装饰品。
7072：电极电位低，主要用于防蚀性覆盖皮材，也适用于热交换器之散热片、空调器铝箔与特薄带材。
7075：铝合金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。
适用于航空器、滑雪杖厚板锻造品。
•产品要求比较硬，表面处理为粗拉丝或粗砂面，选择用5000系铝合金，常用：5052
•产品表面处理要求高的，不能有沙孔，型材痕迹，选择用6000系铝合金，常用：6063/6061
•产品要求价格便宜，需要拉伸形体复查，选择用2000系纯铝，常用：2011•产品高强度，高硬度，需要承载结构用，选择7000系铝合金，常用:7075四、表面处理
1、喷砂或拉丝后阳极氧化
2、电泳涂漆
3、抛光后粉末静电喷涂，氟碳喷涂
4、抛光镜面后电镀
5、木纹热转印
6、高分子PVC覆膜
五、铝型材
铝型材是铝棒通过热熔、挤压、从而得到不同截面形状的铝管材料。
成型过程主要包括熔铸，挤压，切割，CNC洗切，表面预处理，上色，5个过程。
镀钛与电泳工艺最贵，其次是木纹热转印，阳极氧化，最后是喷涂。
具体价格以厂商报价为准。
铝型材的主要用有如下：
1、建筑铝型材（门窗、幕墙）
2、散热器铝型材
3、一般工业铝型材：主要用于工业生产制造，如自动化机械设备、骨架等，可以开模定制。
4、轨道车辆结构铝合金型材：主要用于轨道车辆车体制造。
5、装修铝型材，制作成铝合金面框，装裱各种装饰画。
6、外观铝型材，主要用家电或通讯行业，如移动硬盘，移动电源，电视机，显示器等内部结构与外观装饰上。
六、铝板材
薄板(aluminum sheet)0.15-2.0mm
常规板(aluminum sheet)2.0-6.0mm
中板(aluminum plate)6.0-25.0mm
厚板(aluminum plate) 25-200mm
超厚板200mm以上
单层铝板
可用于电子产品外壳，家电产品外壳或者内部导热件等。
铝件外壳成品是经过五金冲压模具拉伸成型，表面预处理，上色，3个过程完成的。
高分子薄膜铝板
成型坡度有要求，不易拉伸,材料不宜腐蚀、超耐候性、彩色多样、易保养等。
适用于电子产品外壳，家电外壳等
铝塑复合板
是由经过表面处理并用涂层烤漆的铝板作为表面，聚乙烯，聚丙烯塑料混合作为芯层，经过一系列工艺加工复合而成的新型材料。
可应用于幕墙、内外墙、门厅、饭店、商店、会议室等的装饰外，还可用于旧建筑的改建，用作柜台、家具的面层、车辆的内外壁等。
蜂窝铝板
采用复合蜂窝结构，由预成型的盒状面板和背板与铝合金蜂窝芯材热压复合成型。
适用于建筑幕墙装饰、天花吊顶、公共汽车、火车、地铁及轨道交通车辆、商用运输车和货柜车车体，船上建筑，广告牌，室内装饰工程。
用铝件做产品装饰外壳，有高拉伸面，材料一般采用0.4-0.8mm厚度，牌号6063/6061或者纯铝系。
用铝件做功能性外壳，有底拉伸，折弯结构，材料一般采用0.8-1.2厚度，选择较硬的牌号5052/7075,或者特殊牌号。
用铝件做在电子产品外壳上，都需要镭雕氧化层再做导电接地，因为阳极氧化后有氧化层不导电。
七、铝合金压铸
铝合金压铸件在结构设计的时候尽量少设计走斜顶的结构，防止后续去披锋毛边很困难。
铝合金压铸件在结构设计的时候还需要注意胶厚平均，走胶流向平顺，这样可以减少很多因为成型造成外观不良，增加后续抛光复查等问题。
如果选择比较软性的牌号，那么在设计承重结构时，还是需要考虑结构强度，否则易断。