6000 系鋁合金的核心成分是鋁（Al）為基底，加入鎂（Mg）和矽（Si）作為主要合金元素。典型的 6061 鋁合金組成如下：
| 元素 | 含量（%） | 功能 |
|---|---|---|
| 鋁（Al） | 95.8-98.6 | 基底金屬，提供輕量化 |
| 鎂（Mg） | 0.8-1.2 | 固溶強化，提升強度 |
| 矽（Si） | 0.4-0.8 | 與 Mg 形成 Mg₂Si 析出物 |
| 銅（Cu） | 0.15-0.40 | 提升加工性 |
| 鉻（Cr） | 0.04-0.35 | 控制晶粒大小 |
關鍵在於鎂和矽的比例。當 Mg:Si 接近 1.7:1 時，兩者完全反應形成 Mg₂Si（矽化鎂）析出物。這些奈米級的析出物經過 T6 熱處理（固溶化 + 人工時效）後，均勻分佈在鋁基地中，阻礙差排運動，從而大幅提升材料強度。
手機中框的材料選擇需要同時滿足六個相互矛盾的條件：
1. 比強度（強度/密度比）。手機需要輕便，但中框必須承受日常使用的彎曲力。6061-T6 的比強度約 210 MPa/(g/cm³)，不如鈦合金 Ti-6Al-4V 的 260 MPa/(g/cm³)，但差距並不大。
2. CNC 加工性。6000 系鋁合金的切削性極佳，刀具壽命長，表面光洁度容易控制。相比之下，鈦合金的切削難度是鋁合金的 4-6 倍，刀具磨耗速度快 3 倍以上。
3. 陽極氧化性。鋁合金可以透過陽極氧化形成緻密的氧化鋁保護層（Al₂O₃），同時著色。鈦合金雖然也能陽極氧化，但色彩控制範圍較窄，且成本更高。
4. 散熱性。鋁的熱導率約 170 W/m·K，是不鏽鋼（15 W/m·K）的 11 倍。中框同時扮演散熱器的角色，將主機板的熱量傳導到外部環境。
5. 成本。6061 鋁合金每公斤約 3-5 美元，Ti-6Al-4V 鈦合金每公斤約 30-50 美元。材料成本差 10 倍以上。
6. 回收性。鋁合金的回收再熔煉只需要原始冶煉 5% 的能量，符合 Apple 的碳中和目標。
6061 鋁合金之所以能達到結構件所需的強度，關鍵在於 T6 熱處理工藝。這個過程分為兩個階段：
固溶化處理（Solution Treatment）。將合金加熱至 530°C，保溫足夠時間讓所有 Mg₂Si 析出物完全溶解到鋁基地中，形成過飽和固溶體。然後快速水淬（quenching），將高溫狀態的過飽和結構「凍結」到室溫。
人工時效（Artificial Aging）。在 175°C 保溫 8 小時。這個溫度下，過飽和的 Mg 和 Si 原子開始聚集，形成 GP 區（Guinier-Preston zones）→ 過渡相 → 最終的 Mg₂Si 析出物。這些析出物的尺寸約 10-50nm，正好是阻礙差排運動的最佳尺度。
析出強化的物理本質：當金屬受力變形時，晶格中的差排（dislocation）需要移動。奈米級的析出物就像道路上的減速帶，差排必須繞過或切過它們，需要更大的應力。這就是為什麼經過 T6 處理的 6061 鋁合金，降伏強度從未處理的 55 MPa 提升到 276 MPa——整整 5 倍。
當手機中框受到彎曲力時，材料經歷三個階段：
彈性變形區。應力低於降伏強度（276 MPa）時，材料像彈簧一樣變形，外力移除後完全恢復。6061-T6 的彈性模數約 69 GPa，意味著在彈性範圍內，每 1 MPa 的應力產生約 0.0014% 的應變。
塑性變形區。應力超過降伏強度後，差排開始大量滑移，材料產生永久變形。這個階段中框彎曲後不會恢復原狀——這就是維修現場常見的「中框彎了」的狀態。
頸縮與斷裂。應力繼續增加到抗拉強度（310 MPa）後，材料局部截面縮小（頸縮），最終斷裂。6061-T6 的延伸率約 8-12%，意味著斷裂前可以承受一定程度的塑性變形而不斷裂。
理解材料行為後，維修中框變形的判斷邏輯變得清晰：
如果中框彎曲角度小、沒有明顯摺痕，可能還在彈性變形範圍內，專業工具可以矯正。但如果出現可見的摺痕或角度超過 5°，材料已經進入塑性變形區，差排大量滑移導致晶格結構永久改變。此時強制矯正可能在矯正處產生應力集中，導致後續使用中從該處斷裂。
另一個常見問題：中框變形後螺絲孔位偏移。因為 0.8mm 壁上的螺絲孔公差僅 ±0.02mm，即使中框只變形了 0.3mm，螺絲也無法正常鎖入。這就是為什麼嚴重的中框變形必須更換而非修復。