1. 铝的基本特性与应用范围
铝是元素周期表中第三周期主族元素,原子序数为13,原子量为26.9815。
铝具有一系列比其他有色金属、钢铁、塑料和木材等更优良的特性,如密度小,仅为2.7 g / cm3,约为铜或钢的1/3;良好的耐蚀性和耐候性;良好的塑性和加工性能;良好的导热性和导电性;良好的耐低温性能,对光热电波的反射率高、表面性能好;无磁性;基本无毒;有吸音性;耐酸性好;抗核辐射性能好;弹性系数小;良好的力学性能;优良的铸造性能和焊接性能;良好的抗撞击性。此外,铝材的高温性能、成型性能、切削加工性、铆接性以及表面处理性能等也比较好。因此,铝材在航天、航海、航空、汽车、交通运输、桥梁、建筑、电子电气、能源动力、冶金化工、农业排灌、机械制造、包装防腐、电器家具、日用文体等各个领域都获得了十分广泛的应用,下表列出了铝的基本特性及主要应用领域。
铝的基本特性及主要应用领域
基本特性 主 要 特 点 铝的密度为2.7 g/dm3,约为铜或铁的1/3。是轻量化的良好材料 主要应用领域举例 用于制造飞机、航天器、轨道车辆、汽车、船舶、桥梁、高层建筑、重型机械部件和质量轻的容器等 质量轻 强度好 铝的力学性能不如钢铁,但它的比强度高,可以用于制造桥梁(特别是吊桥、可动桥)、添加铜、镁、锰、铬等合金元素,制成铝合金,飞机、压力容器、集装箱、建筑结构再经热处理,而得到很高的强度。铝合金的强度材料、小五金等 比普通钢好,也可以和特殊钢媲美 受力结构部件框架,一般用品及各种铝的延展性优良,易于挤出形状复杂的中空型材容器、光学仪器及其他形状复杂的精和适于拉伸加工及其他各种冷热塑性成形 密零件 加工容易 铝及其合金的表面有氧化膜,呈银白色,相当美建筑用壁板、器具装饰、装饰品、标美观、适于各 观。如果经过氧化处理,其表面的氧化膜更牢固,牌、门窗、幕墙、汽车和飞机蒙皮、种表面处理 而且还可以用着色和喷涂等方法,制造出各种颜仪表外壳及室内外装修材料等 色和光泽的表面 导热、导电性导热、导电率仅次于铜,约为钢铁的3~4倍 好 电线、母线接头、锅、电饭锅、热交换器、汽车散热器、电子元件等 对光、热、电 对光的反射率,抛光铝为70%,高纯度铝经过电照明器具、反射镜、屋顶瓦板、抛物波的反射性解抛光后为94%,比银(92%)还高。铝对热辐面天线、冷藏库、冷冻库、投光器、好 射和电波也有很好的反射性能 冷暖器的隔热材料 没有磁性 耐低温 铝是非磁性体 船上用的罗盘、天线、操舵室的器具等 铝在温度低时,它的强度反而增加而无脆性,因冷藏库、冷冻库、南极雪上车辆、氧此它是理想的低温装置材料 及氢的生产装置 1
2. 铝及铝合金的分类
纯铝比较软,富有延展性,易于塑性成形。如果根据各种不同的用途,要求具有更高的强度和改善材料的组织和其他各种性能,可以在纯铝中添加各种合金元素,生产出满足各种性能和用途的铝合金。
铝合金可加工成板、带、条、箔、管、棒、型、线、自由锻件和模锻件等加工材(变形铝合金),也可加工成铸件、压铸件等铸造材(铸造铝合金)。 纯铝 — 1×××系,如1000合金 非热处理型合金 Al-Mn系合金 — 3×××系,如3003合金 Al-Si系合金 — 4×××系,如4043合金 变形铝合金 Al-Mg系合金 — 5×××系,如5083合金 Al-Cu系合金 — 2×××系,如2024合金 铝 热处理型合金 Al-Mg-Si系合金 — 6×××系,如6063合金 及 Al-Zn-Mg系合金 —7×××系,如7075合金 铝 Al-其它元素 — 8×××系,如8089合金 合 纯铝系 金 非热处理型合金 Al-Si系合金,如ZL102合金 Al-Mg系合金,如ZL103合金 铸造铝合金 Al-Cu-Si系合金,如ZL107合金 Al-Cu-Mg-Si系合金,如ZL110合金 热处理型合金 Al-Mg-Si系合金,如ZL104合金 Al-Mg-Zn系合金,如ZL305合金
3. 变形铝合金分类、牌号和状态表示法
3. 1 变形铝合金的分类
变形铝合金的分类方法很多,目前,世界上绝大部分国家通常按以下三种方法进行分类。
⑴ 按合金状态图及热处理特点分为可热处理强化铝合金和不可热处理强化铝合金两大类。不可热处理强化铝合金(如:纯铝、Al-Mn、Al-Mg、Al-Si系合金)和可热处理强化铝合金(如:Al-Mg-Si、Al-Cu、Al-Zn-Mg系合金)。
⑵ 按合金性能和用途可分为:工业纯铝、光辉铝合金、切削铝合金、耐热铝合金、低强度铝合金、中强度铝合金、高强度铝合金(硬铝)、超高强度铝合金(超硬铝)、锻造铝合金及特殊铝合金等。
⑶ 按合金中所含主要元素成分可分为:工业纯铝(1×××系),Al-Cu合金(2×××系),Al-Mn合金(3×××系),Al-Si合金(4×××系),AL-Mg合金(5×××系),Al-Mg-Si合金(6×××系),Al-Zn-Mg合金(7×××系),Al-其它元素合金(8×××系)及备用合金组(9×××系)。
这三种分类方法各有特点,有时相互交叉,相互补充。在工业生产中,大多数国家按第三种方法,即按合金中所含主要元素成分的4位数码法分类。这种分类方法能较本质的反映合金的基本性能,也便于编码、记忆和计算机管理。我国目前也采用4位数码法分类。
3. 2 中国变形铝合金的牌号表示法
根据GB/T16474 — 1996“变形铝及铝合金牌号表示方法”,凡化学成分与变形铝及铝合金国际牌号注册协议组织(简称国际牌号注册组织)命名的合金相同的所有合金,其牌号直接采用国际四位数字体系牌号,未与国际四位数字体系牌号的变形铝合金接轨的,采用四位字符牌号(但试验铝合金在四位字符牌号前加X)命名,并按要求注册化学成分。
四位字符体系牌号的第一、三、四位为阿拉伯数字,第二位为英文大写字母(C、I、L、N、O、P、Q、
2
Z字母除外)。牌号的第一位数字表示铝及铝合金的组别,如1×××系为工业纯铝,2×××为Al-Cu系合金,3×××为Al-Mn系合金,4×××为Al-Si系合金,5×××为Al-Mg系合金,6×××为Al-Mg-Si系合金,7×××为Al-Zn-Mg系合金,8×××为Al-其它元素合金,9×××为备用合金组。
除改型合金外,铝合金组别按主要合金元素来确定,主要合金元素指极限含量算术平均值为最大的合金元素。当有一个以上的合金元素极限含量算术平均值同为最大时,应按Cu、Mn、Si、Mg、Mg2Si、Zn、其它元素的顺序来确定合金组别。牌号的第二位字母表示原始纯铝或铝合金的改型情况,最后两位数字用以标识同一组中不同的铝合金或表示铝的纯度。
我国的变形铝及铝合金表示方法与国际上较通用的方法基本一致。
3
我国变形铝合金新旧牌号对照表
新牌号 1A99 1A97 1A95 1A93 1A90 1A85 1080 1080A 1070 1070A 1370 1060 1050 1050A 1A50 1350 1145 1035 1A30 1100 1200 1235 2A01 2A02 2A04 2A06 2A10 2A11 2B11 2A12 2B12 2A13 2A14 2A16 2B16 2A17 旧牌号 原LG5 原LG4 原LG3 原LG2 原LG1 代L1 代L2 代L3 原LB2 代L4 原L4-1 代L5-1 代15 原LY1 原LY2 原LY4 原LY6 原LY10 原LY11 原LY8 原LY12 原LY9 原LY13 原LD10 原LY16 曾用LY16-1 原LY17 新牌号 2A20 2A21 2A25 2A49 2A50 2B50 2A70 2B70 2A80 2A90 2004 2011 2014 2014A 2214 2017 2017A 2117 2218 2618 2219 2024 2124 3A21 3003 3103 3004 3104 3005 3105 4A01 4A11 4A13 4A17 4004 4032 旧牌号 曾用LY20 曾用214 曾用225 曾用149 原LD5 原LD6 原LD7 曾用LD7-1 原LD8 原LD9 曾用LY19、147 原LF21 原LT1 原LD11 原LD13 原LT17 新牌号 4043 4043A 4047 4047A 5A01 5A02 5A03 5A05 5B05 5A06 5B06 5A12 5A13 5A30 5A33 5A41 5A43 5A66 5005 5019 5050 5251 5052 5154 5154A 5454 5554 5754 5056 5356 5456 5082 5182 5083 5183 5086 旧牌号 曾用2101、LF15 原LF2 原LF3 原LF5 原LF10 原LF6 原LF14 原LF12 原L13 曾用2103、LF16 原LF33 原LT41 原LF43 原LT66 原LF5-1 原LF4 新牌号 6A02 6B02 6A51 6101 6101A 6005 6005A 6351 6060 6061 6063 6063A 6070 6181 6082 7A01 7A03 7A04 7A05 7A09 7A10 7A15 7A19 7A31 7A33 7A52 7003 7005 7020 7022 7050 7150 7055 7075 7475 8A06 8011 8090 旧牌号 原LD2 原LD2-1 曾用651 原LD30 原LD31 原LD2-2 原LB1 原LC3 原LC4 曾用705 原LC9 原LC10 曾用LC15、157 曾用919、LC19 曾用183-1 曾用LB733 曾用LC52、5210 原LC12 原L6 曾用LT96 4
3.3 中国变形铝合金状态代号及表示方法
根据GB/T16475–1996标准规定,基础状态代号用一个英文大写字母表示。细分状态代号采用基础状态代号后跟一位、两位或多位阿拉伯数字表示。
3.3.1基础状态代号
代 号 F O 名 称 自由加工状态 退火状态 说 明 与 应 用 适用于在成型过程中,对于加工硬化和热处理条件无特殊要求的产品,该状态产品的力学性能不作规定 适用于经完全退火获得最低强度的加工产品 适用于通过加工硬化提高强度的产品,产品在加工硬化后可经过(也可不经过)使强度有所降低的附加热处理 H代号后面必须跟有两位或三位阿拉伯数字 H 加工硬化状态 T 热处理状态 适用于热处理后,经过(或不经过)加工硬化(不同于F、O、H状达到稳定状态的产品 态) T代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字 3.3.2 细分状态代号 HXX状态
H后面的第一位数字表示获得该状态的基本处理程序
H1 —— 单纯加工硬化状态
适用于未经附加热处理,只经加工硬化即获得所需强度的状态。 H2 —— 加工硬化及不完全退火的状态
适用于加工硬化程度超过成品规定要求后,经不完全退火,使强度降低到规定指标的产品。 H3 —— 加工硬化及稳定化处理的状态
适用于加工硬化后经低温热处理或由于加工过程中的受热作用致使其力学性能达到稳定的产品。 H4 —— 加工硬化及涂漆处理的状态
适用于加工硬化后,经涂漆处理导致了不完全退火的产品。
H后面的第二位数字表示产品的加工硬化程度,从1到9的数字来表示不同的硬化程度,数字8表示硬状态,9表示超硬状态。
HXXX状态
H111 —— 适用于最终退火后又进行了适量的加工硬化,但加工硬化程度又不及H11状态的产品。 H112 —— 适用于热加工成型的产品,该状态产品的力学性能有规定要求。 H116 —— 适用于镁含量≥4.0%的5XXX系合金制成的产品。这些产品具有规定的力学性能和抗剥落腐蚀性能要求。
5
TX状态
在T后面添加0~10的阿拉伯数字,表示的细分状态称做TX状态,如下表所示,T后面的数字表示对产品的基本处理程序。
状态 代号 T0 说 明 与 应 用 固溶热处理后,经自然时效再通过冷加工状态 适用于经冷加工提高强度的产品 由高温成型过程冷却,然后自然时效至基本稳定的状态 适用于由高温成型过程冷却后,不再进行冷加工(可进行矫直、矫平,但不影响力学性能极限)的产品 由高温成型过程冷却,经冷加工后自然时效至基本稳定的状态 适用于由高温成型过程冷却后,进行冷加工或矫直、矫平以提高强度的产品 固溶热处理后进行冷加工,再经自然时效至基本稳定的状态 适用于在固溶热处理后,进行冷加工或矫直、矫平以提高强度的产品 固溶热处理后自然时效至基本稳定的状态 适用于固溶热处理后,不再进行冷加工(可进行矫直、矫平,但不影响力学性能极限)的产品 由高温成型过程冷却,然后进行人工时效状态 适用于由高温成型过程冷却后,不经过冷加工(可进行矫直、矫平,但不影响力学性能极限),予以人工时效的产品 固溶热处理后进行人工时效的状态 适用于固溶热处理后,不再进行冷加工(可进行矫直、矫平,但不影响力学性能极限)的产品 固溶热处理后进行过时效的状态 适用于固溶热处理后,为获取某些重要特性,在人工时效时,强度在时效曲线上越过了最高峰点的产品 固溶热处理后经冷加工,然后进行人工时效的状态 适用于经冷加工或矫直、矫平提高强度的产品 固溶热处理后人工时效,然后进行冷加工的状态 适用于经冷加工提高强度的产品 由高温成型过程冷却,再进行冷加工,然后人工时效的状态 适用于经冷加工矫直、矫平以提高强度的产品 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 注:某些6XXX系的合金,无论是炉内固溶热处理,还是从高温成型过程急冷以保留可溶性组分在固溶体中,均能达到相同的固溶热处理效果,这些合金的T0、T3、T4、T6、T7、T8和T9状态可采用上述两种。
TXX状态、TXXX状态
在TX状态代号后面再添加一位阿拉伯数字称做TXX状态,或添加两位阿拉伯数字称做TXXX状态,表示经过了明显改变产品特性(如力学性能、抗腐蚀性能等)的特定工艺处理的状态,如下表所示。
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状态 代号 T42 T62 T73 T74 T76 T7X2 T81 T87 说 明 与 应 用 适用于自O或F状态固溶热处理后,自然时效到充分稳定状态的产品,也适用于需方任何状态的加工产品热处理后,力学性能达到T42状态的产品 适用于自O或F状态固溶热处理后,进行人工时效的产品,也适用于需方对任何状态的加工产品热处理后,力学性能达到T62状态的产品 适用于固溶热处理后,经过时效以达到规定的力学性能和抗应力腐蚀性能指标的产品 与T73状态定义相同。该状态的抗拉强度大于T73状态,但小于T76状态 与T73状态定义相同。该状态的抗拉强度分别高于T73、T74状态,抗应力腐蚀断裂性能分别低于T73、T74状态,但其抗剥落腐蚀性能仍较好 适用于自O或F状态固溶热处理后,进行人工过时效处理,力学性能及抗腐蚀性能达到T7X状态的产品 适用于固溶热处理后,经1%左右的冷加工变形提高强度,然后进行人工时效的产品 适用于固溶热处理后,经7%左右的冷加工变形提高强度,然后进行人工时效的产品 消除应力状态
在上述TX或TXX或T XXX状态代号后面再添加“51”、“510”、“511”、“52”、“54”表示经历了消除应力处理的产品状态代号,如下表所示。
状态 代号 说 明 与 应 用 适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后,按规定量进行拉伸的厚板、轧制或TX51 冷精整的棒材以及模锻件、锻环或轧制环,这些产品拉伸后不再进行矫直 TXX51 厚板的永久变形量为1.5%~3%;轧制或冷精整棒材的永久变形量为1%~3%;TXXX51 模锻件、锻环或轧制环的永久变形量为1%~5% TX510 适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后,按规定量进行拉伸的挤制棒、型和TXX510 管材,以及拉制管材,这些产品拉伸后不再进行矫直 TXXX510 挤制棒、型和管材的永久变形量1%~3%;拉制管材的永久变形量为1.5%~3% TX511 适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后,按规定量进行拉伸的挤制棒、型和TXX511 管材,以及拉制管材,这些产品拉伸后略微矫直以符合标准公差 TXXX511 挤制棒、型和管材的永久变形量1%~3%;拉制管材的永久变形量为1.5%~3% TX52 TXX52 TXXX52 TX54 TXX54 TXXX54 适用于固溶热处理或高温成型过程冷却后,通过压缩来消除应力,以产生1%~5%的永久变形量的产品 适用于在终锻模内通过冷整形来消除应力的模锻件 7
变形铝合金材料的典型力学性能
拉伸性能 布氏硬度 疲劳强度 材 质 σσδ/% HBS10/500 /Mpa b/Mpa 0.2/Mpa 1060-O 70 30 43 19 20 1060-H12 85 75 16 23 30 1060-H14 100 90 12 26 35 1060-H16 115 105 8 30 45 1060-H18 130 125 6 35 45 1100-O 90 25 25 23 35 1100-H12 110 105 12 28 40 1100-H14 125 115 9 32 50 1100-H16 145 140 6 38 60 1100-H18 165 150 5 44 60 1350-O 85 30 1350-H12 95 85 1350-H14 110 95 1350-H16 175 110 1350-H18 185 165 2011-T3 380 295 13 95 125 2011-T78 405 310 12 100 125 2014-O 185 95 16 45 90 2014-T4,T415 425 290 18 105 145 2014-T6,T651 485 415 11 135 125 包铝2014-O 170 70 21 包铝2014-T3 435 275 20 包铝2014-T4,421 255 22 T451 470 415 10 包铝2014-T6,T651 2017-O 180 70 45 90 2017-T4,T451 425 275 105 125 2018-T61 420 315 105 125 2024-O 185 75 20 47 90 2024-T3 485 345 18 120 140 2024-T4,T351 470 325 20 120 140 2024-T361 495 395 13 130 125 包铝2024-O 180 75 20 包铝2024-T3 450 310 18 包铝2024-T4,440 290 19 T351 460 365 11 包铝2024-T361 450 325 6 8
4.
包铝2024-T81,480 395 6 T851 包铝2024-T861 2025-T6 400 255 110 125 2036-T4 300 195 24 125 2117-T4 295 165 70 95 2218-T72 330 255 95 2219-O 170 75 18 2219-T42 360 185 20 2219-T31,T351 360 250 17 2219-T37 395 315 11 2219-T62 415 290 10 105 2219-T81,T851 455 350 10 105 2219-T87 475 395 10 105 2618-T61 625 530 115 18 3003-O 110 40 30 28 50 3003-H12 130 125 10 35 55 3003-H14 150 145 8 40 60 3003-H16 175 170 5 47 70 3003-H18 200 185 4 55 70 包铝3003-O 110 40 30 包铝3003-H12 130 125 10 包铝3003-H14 150 145 8 包铝3003-H16 175 170 5 包铝3003-H18 200 185 4 3004-O 180 70 20 45 95 3004-H32 215 170 10 52 105 3004-H34 240 200 9 63 105 3004-H36 260 230 5 70 110 3004-H38 285 250 5 77 110 包铝3004-O 180 70 20 包铝3004-H32 215 170 10 包铝3004-H34 240 200 9 包铝3004-H36 260 230 5 包铝3004-H38 285 250 5 3105-O 115 55 24 3105-H12 150 130 7 3105-H14 170 150 5 3105-H16 195 170 4 3105-H18 215 195 3 3105-H25 180 160 8 4032-T6 380 315 120 110 5005-O 125 40 25 28 5005-H12 140 130 10 9
5005-H14 160 150 6 5005-H16 180 170 5 5005-H18 200 195 4 5005-H32 140 115 11 36 5005-H34 160 140 8 41 5005-H36 180 165 6 46 5005-H38 200 185 5 51 5050-O 145 55 24 36 85 5050-H32 170 145 9 46 90 5050-H34 190 165 8 53 90 5050-H36 205 180 7 58 95 5050-H38 220 200 6 63 95 5052-O 195 90 25 47 110 5052-H32 230 195 12 60 115 5052-H34 260 215 10 68 125 5052-H36 275 240 8 73 130 5052-H38 290 255 7 77 140 5056-O 290 150 65 140 5056-H118 435 405 105 150 5056-H38 415 345 100 150 5082-O 275 135 22 5082-H34 330 215 16 5082-H38 365 300 8 5083-O 290 145 5083-H321,H116 315 230 130 5086-O 260 115 22 5086-H32,H116 290 205 12 5086-H34 325 255 10 5086-H112 270 130 14 5154-O 240 115 27 58 115 5154-H32 270 205 15 67 125 5154-H34 290 230 13 73 130 5154-H36 310 250 12 78 140 5154-H38 330 270 10 80 145 5154-H112 240 115 25 63 115 5182-O 290 145 21 5182-H34 330 230 18 5182-H38 380 310 9 5252-H25 235 170 11 68 5252-H38,H28 285 240 5 75 5254-O 240 115 27 58 115 5254-H32 270 205 15 67 125 5254-H34 290 230 13 73 130 5254-H36 310 250 12 78 140 10
5254-H38 330 270 10 80 145 5254-H112 240 115 25 63 115 5454-O 250 115 22 62 5454-H32 275 205 10 73 5454-H34 305 230 10 81 5454-H111 260 180 14 70 5454-H112 250 125 18 62 5456-O 310 160 5456-H112 310 165 5456-H321,H116 350 255 90 5457-O 130 50 22 32 5457-H25 180 160 12 48 5457-H38,H28 205 185 6 55 5652-O 195 90 25 47 110 5652-H32 230 195 12 60 115 5652-H34 260 215 10 68 125 5652-H36 275 240 8 73 130 5652-H38 290 255 7 77 140 5657-H25 160 140 12 40 5657-H38,H28 195 165 7 50 6061-O 125 55 25 30 60 6061-T4,T451 240 145 22 65 95 6061-T651 310 275 12 95 95 包铝6061-O 115 50 25 包铝6061-T4,230 130 22 T451 290 255 12 包铝6061-T6,T651 6063-O 90 50 25 55 6063-T1 150 90 20 42 60 6063-T4 170 90 22 6063-T5 185 145 12 60 70 6063-T6 240 215 12 73 70 6063-T83 255 240 9 82 6063-T831 205 185 10 70 6063-T832 290 270 12 95 6066-O 150 85 43 6066-T4,T451 360 205 90 6066-T6,T651 395 360 120 110 6070-T6 380 350 10 95 6101-H111 95 75 6101-T6 220 195 15 71 6262-T9 400 380 120 90 6463-T1 150 90 20 42 70 11
6463-T5 6463-T6 185 240 145 215 150 625 450 435 435 470 490 105 505 95 460 105 540 505 95 490 255 83 345 317 12 12 60 74 60 160 135 135 70 70 150 7001-O 255 675 7001-T6,T651 7049-T73 7049-T7352 7050-T7351T73511 7050-T7451 7050-T7651 ,515 515 495 525 550 230 570 220 525 230 605 570 220 560 315 193 393 372 7075-O 7075-T6,T651 包铝7075-O 包铝7075-T6,T651 7178-O 7178-T6,T651 7178-T6,T7651 包铝7178-O 包铝7178-T6,T651 7003-T5 7005、7020-O 7005、7020-T53 7005、7020-T6,T63 17 11 17 11 15 10 16 10 15 20 15 12 60 150 160 85 125 5. Al-Cu系合金(2×××系)
Al-Cu系合金作为热处理型合金,已有很悠久的历史。素有硬铝(飞机合金)之称。
2014是在添加铜的同时又添加硅、锰和镁的合金。此种合金的特点是具有高的屈服强度,成形性较好,广泛用做强度比较高的部件。经T6处理的材料,具有高的强度。要求韧性的部件,可使用T4处理的材料。
2017和2024合金称为硬铝。2017合金由于在自然时效(T4)下可得到强化,2024合金是比2017合金在自然时效下性能更高的合金,强度也更高。
这些合金适于做飞机构件、各种锻造部件、切削和车辆的构件等。
2011合金是含有微量铅、铋的易切削合金,其强度大致与2017合金相同。
2×××系铝合金的品种、状态和典型用途 合金 品 种 状 态 T3、T4511、T8 T3、T4、T451、T8 T3、T8 典型用途 螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品 拉伸管 2011 冷加工棒材 冷加工线材 12
板材 厚板 拉伸管 挤压管、棒、型、线2014 材 冷加工棒材 冷加工线材 锻件 板材 挤压型材 冷加工棒材 2017 冷加工线材 铆钉线材 锻件 板材 厚板 拉伸管 挤压管、型、棒、线2024 材 冷加工棒材 冷加工线材 铆钉线材 板材 厚板 箔材 挤压管、型、棒、线2219 材 冷加工棒材 锻件 厚板 2618 挤压棒材 锻件与锻坯 板材 2A06 挤压型材 铆钉线材 2A80 挤压棒材 锻件与锻坯 O、T3、T4、T6 O、T451、T651 O、T4、T6 O、T4、T4510、T4511、T6、T6510、T6511 O、T4、T451、T6、T651 O、T4、T6 F、T4、T6、T652 O、T4 O、T4、T4510、T4511 O、H13、T4、T451 O、H13、T4 T4 F、T4 应用于要求高强度与硬度(包括调温)的场合。重型锻件、厚板和挤压材料用于飞机结构件,多级火箭第一级燃料槽与航天器零件,车轮、卡车构架与悬挂系统零件 是第一个获得工业应用的2×××系合金,目前的应用范围较窄,主要为铆钉、通用机械零件、飞机、船舶、交通、建筑结构件、运输工具结构件,螺旋桨与配件 O、T3、T361、T4、T72、T81、T861 O、T351、T361、T851、T861 O、T3 飞机结构(蒙皮、骨架、肋梁、O、T3、T3510、T3511、T81、T8510、隔框等)、铆钉、导弹构件、卡车轮T8511 毂、螺旋桨元件及其他各种结构件 O、T13、T351、T4、T6、T851 O、H13、T36、T4、T6 T4 O、T31、T37、T62、T81、T87 O、T351、T37、T62、T851、T87 F、T6、T852 O、T31、T3510、T3511、T62、T81、T8510、T8511 T851 T6、T852 航天火箭焊接氧化剂槽与燃料槽,超音速飞机蒙皮与结构零件,工作温度为-270~300℃。焊接性好,断裂韧性高,T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力 T651 O、T6 F、T61 O、T3、T351、T4 O、T4 T4 O、T6 F、T61 厚板用作飞机蒙皮,棒材、模锻件与自由锻件用于制造活塞,航空发动机汽缸、汽缸盖、活塞、导风轮、轮盘等零件,以及要求在150~250℃工作的耐热部件 工作温度150~250℃的飞机结构件及工作温度125~250℃的航空器结构铆钉 航空器发动机零部件及其他工作温度高的零件,该合金锻件几乎完全被2A70取代 13
挤压棒材 2A90 锻件与锻坯 O、T6 F、T61 航空器发动机零部件及其他工作温度高的零件,合金锻件逐渐被2A70取代 6. Al-Mg-Si系合金(6×××系)
6×××系(Al-Mg-Si)合金是最重要的挤压合金,目前全世界有70%以上的铝挤压加工材是用6×××系合金生产的,其成分质量分数范围为:0.3%~1.3% Si,0.35%~1.4% Mg。在此极限范围内,各国研制开发出了几百种不同成分的合金。美国AA标准合金表中列有46种不同成分的6×××系合金,而在1980年10月出版的国际合金成分手册中列出了252种不同成分的6×××系合金。经过几十年的实践应用和筛选,证明6063、6082、6061、6005等4种合金及其变种已经占据了6×××系合金的统治地位(80%以上),它们涵盖了抗拉强度σb从180Mpa~360Mpa整个范围的所有合金。
6063合金是Al-Mg-Si系合金中典型代表,具有特别优良的可挤压性和可焊接性,是建筑门窗型材的首选材料。它的特点是在压力加工的温度–速度条件下,塑性性能和抗蚀性高;没有应力腐蚀倾向;在焊接时,其抗蚀性实际上不降低。
6×××系铝合金的品种和典型用途 合金 品 种 状 态 典型用途 挤压型材与管材,用于要求强度大于6063合金的结构件,如梯子、电视天线等 挤压管、棒、型、线6005 T1、T5 材 板材 厚板 拉伸管 挤压管、棒、型、线材 6061 导管 6082 轧制或挤压结构型材 冷加工棒材 冷加工线材 铆钉线材 锻件 O、T4、T6 O、T451、T651 O、T4、T6 O、T1、T4、T4510、T4511、T51、T6、T6510、T6511 T6 T6 O、H13、T4、T541、T6、T651 O、H13、T4、T6、T89、T913、T94 T6 F、T6、T652 要求有一定强度、可焊性与抗蚀性高的各种工业结构件,如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、铁道车辆、集装箱、家具等用的管、棒、型材 建筑型材,灌溉管材,供车辆、拉伸管 O、T4、T6、T83、T831、T832 台架、家具、升降机、栅栏等用的挤压管、棒、型、线6063 O、T1、T4、T5、T52、T6 挤压材料,以及飞机、船舶、轻工材 T6 业部门、建筑物等用的不同颜色的导管 装饰构件 拉伸管 挤压管、棒、型、线6066 材 锻件 O、T4、T42、T6、T62 O、T4、T4510、T4511、T42、T6、T6510、T6511、T62 F、T6 焊接结构用锻件及挤压材料 14
重载焊接结构与汽车工业用挤压管、棒、型、线O、T4、T4511、T6、T6511、的挤压材料与管材,桥梁、电视塔、6070 材 T62 航海用元件、机器零件、导管等 锻件 F、T6 挤压管、棒、型、线材 导管 6101 轧制或挤压结构型材 T6、T61、T63、T64、T65、H111 公共汽车、地铁用高强度棒T6、T61、T63、T64、T65、材、高强度母线、导电体与散热装H111 T6、T61、T63、T64、T65、置等 H111 T81 T1、T5 T1、T5 T2、T6、T62、T9 T6、T6510、T6511、T62 T6、T651、T62、T9 T6、T9 高强度导电棒材与线材 厚板、踏板与高冲击的挤压件 6201 冷加工线材 6205 板材 挤压材料 拉伸管 挤压管、棒、型、线6262 材 冷加工棒材 冷加工线材 6351 要求抗蚀性优于2011和2017合金的有螺纹的高应力机械零件(切削性能好) 车辆的挤压结构件,水、石油等的输送管道,控压型材 建筑与各种器械型材,以及经阳极氧化处理后有明亮表面的装饰件 飞机发动机零件,形状复杂的锻件与模锻件,要求有高塑性和高抗蚀性的机械零件 挤压管、棒、型、线T1、T4、T5、T51、T54、T6 材 T1、T5、T6、T62 O、T4、T6 O、T4、T451、T6、T651 O、T4、T4511、T6、T6511 F、T6
6463 挤压棒、型、线材 板材 厚板 6A02 管、棒、型材 锻件 7. Al-Zn-Mg系合金(7×××系)
7.1 焊接构件材料(Al-Zn-Mg系)
此系合金以7005、7020合金为代表,有以下三个特点: 1) 物理性能比较好,与5083合金相比,挤压型材的制造容易,加工性和耐蚀性能也良好,采用时
效硬化可以得到高强度;
2) 即使是自然时效,也可达到相当高的强度,对裂纹的敏感性低; 3) 焊接的热影响部分,由于加热时被固溶化,故以后进行自然时效时,可以恢复强度,从而提高焊
接缝的强度。此类合金被广泛应用于焊接构件的制作。
7.2 高强度合金材料(Al-Zn-Mg-Cu系)
此系合金,多用做飞机材料的,以超硬铝合金7075合金为代表。近年来,滑雪杖、高尔夫球的球棒等体育用品,也采用这种合金来制作。7075合金的热处理,多用T651,这种处理可使T6处理后的残余应力,经拉伸矫正而均匀化,以防止加工时工件发生歪扭变形。T73处理,会使力学性能有所降低,但却有减轻应力腐蚀倾向的效果。
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7×××系铝合金的品种、状态和典型用途 合金 品 种 状 态 典型用途 挤压材料,用于制造既要有高的强度,又要有高的断裂韧性的焊7005 挤压管、棒、型、T53 接结构与钎焊结构,如交通运输车7020 线材 辆的桁架、杆件、容器;大型热交板材和厚板 T6、T63、T6351 换器,以及焊接后不能进行固溶处理的部件;还可用于制造体育器材如网球拍与垒球棒 用于制造静态强度既与7079-T6合金的相同,又要求有高锻件 F、T6、T652、T73、T7352 的抗应力腐蚀开裂能力的零件,如7049 挤压型材 T73511、T76511 飞机与导弹零件——起落架、齿轮薄板和厚板 T73 箱、液压缸和挤压件。零件的疲劳性能大致与7075-T6合金的相等,而韧性稍高 厚板 T7451、T7651 飞机结构件用中厚板,挤压挤压棒、型、线材 T73510、T73511、T74510、件、自由锻件与模锻件。制造这类 T74511、T76510、T76511 零件对合金的要求是:抗剥落腐7050 冷加工棒、线材 H13 蚀、应力腐蚀开裂能力、断裂韧性铆钉线材 T73 与疲劳性能都高。飞机机身框架、锻件 F、T74、T7452 机翼蒙皮、舱壁、桁条、加强筋、包铝薄板 T76 肋、托架、起落架支承部件、座椅导轨、铆钉 板材 O、T6、T73、T76 厚板 O、T651、T7351、T7651 用于制造飞机结构及其他要拉伸管 O、T6、T73 求强度高、抗蚀性能强的高应力结挤压管、棒、型、O、T6、T6510、T6511、T73、构件,如飞机上、下翼面壁板、桁线材 T73510、T73511、T76、T76510、条、隔框等。固溶处理后塑性好,7075 T76511 热处理强化效果特别好,在150度轧制或冷加工棒材 O、H13、T6、T651、T73、T7351 以下有高的强度,并且有特别好的冷加工线材 O、H13、T6、T73 低温强度,焊接性能差,有应力腐铆钉线材 T6、T73 蚀开裂倾向,双级时效可提高抗锻件 F、T6、T652、T76、T7352 SCC性能 用于锻造航空器用的高强度结构件,如飞机翼外翼梁、主起落7175 锻件 F、T74、T7452、T7454、T66 架梁、前起落架动作筒、垂尾接头、挤压件 T74、T6511 火箭喷管结构件。T74材料有良好的综合性能,即强度、抗剥落腐蚀与抗应力腐蚀开裂性能、断裂韧性、疲劳强度都高 16
7178 板材 厚板 挤压管、棒、型、线材 冷加工棒材、线材 铆钉线材 O、T6、T76 O、T651、T7651 O、T6、T6510、T6511、T76、供制造航空航天器用的要求T76510、T76511 抗压屈服强度高的零部件 O、H13 T6 O、T6、T73、T76 O、T651、T7351、T7651 O、T6、T73 O、T6、T6510、T6511、T73、飞机蒙皮、螺钉,以及受力构T73510、T73511、T76、T76510、件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落T76511 架等 O、H13、T6、T651、T73、T7351 O、H13、T6、T73 T6、T73 F、T6、T652、T73、T7352 大型客机的上翼结构,机体板梁凸缘,上面外板主翼纵梁,机身加强件,龙骨梁,座椅导轨。强度高,抗腐蚀性(剥落腐蚀)良好,是7050的改良型合金,在T651状态下比7075的高10%~15%,断裂韧性高10%,抗疲劳性能好,两者的抗SCC性能相似 大型飞机的上翼蒙皮、长桁、水平尾翼、龙骨梁、座轨、货运滑轨。抗压和抗拉强度比7150的高10%,断裂韧性、耐腐蚀性与7150的相似 板材 厚板 拉伸管 挤压管、棒、型、线材 7A04 轧制或冷加工棒材 冷加工线材 铆钉线材 锻件 7150 厚板 挤压件 锻件 T651、T7751 T6511、T77511 T77 7055 厚板 挤压件 锻件 T651、T7751 T77511 T77 8. 铝合金材料牌号和用途
1050食品、化学和酿造工业用挤压盘管,各种软管,烟花粉
1060要求抗蚀性与成形性均高的场合,但对强度要求不高,化工设备是其典型用途
1100用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部件,例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具 1145包装及绝热铝箔,热交换器 1199电解电容器箔,光学反光沉积膜
1350电线、导电绞线、汇流排、变压器带材 2011螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品
2014应用于要求高强度与硬度(包括高温)的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料,车轮与结构元件,多级火箭第一级燃料槽与航天器零件,卡车构架与悬挂系统零件
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2017是第一个获得工业应用的2XXX系合金,目前的应用范围较窄,主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件,螺旋桨与配件
2024飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件2036汽车车身钣金件 2048航空航天器结构件与兵器结构零件 2124航空航天器结构件
2218飞机发动机和柴油发动机活塞,飞机发动机汽缸头,喷气发动机叶轮和压缩机环
2219航天火箭焊接氧化剂槽,超音速飞机蒙皮与结构零件,工作温度为-270~300摄氏度。焊接性好,断裂韧性高,T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力 2319焊拉
2219合金的焊条和填充焊料
2618模锻件与自由锻件。活塞和航空发动机零件 2A01工作温度小于等于100摄氏度的结构铆钉
2A02工作温度200~300摄氏度的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片
2A06工作温度150~250摄氏度的飞机结构及工作温度125~250摄氏度的航空器结构铆钉 2A10强度比2A01合金的高,用于制造工作温度小于等于100摄氏度的航空器结构铆钉
2A11飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件。航空器的中等强度的螺栓与铆钉
2A12航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等,建筑与交通运输工具结构件 2A14形状复杂的自由锻件与模锻件
2A16工作温度250~300摄氏度的航天航空器零件,在室温及高温下工作的焊接容器与气密座舱 2A17工作温度225~250摄氏底的航空器零件 2A50形状复杂的中等强度零件
2A60航空器发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等 2A70飞机蒙皮,航空器发动机活塞、导风轮、轮盘等
2A80航空发动机压气机叶片、叶轮、活塞、涨圈及其他工作温度高的零件 2A90航空发动机活塞
3003用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件,或既要求有这些性能又需要有比1XXX系合金强度高的工作,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,以薄板加工的各种压力容器与管道3004全铝易拉罐罐身,要求有比
3003合金更高强度的零部件,化工产品生产与贮存装置,薄板加工件,建筑加工件,建筑工具,各种灯具零部件
3105房间隔断、档板、活动房板、檐槽和落水管,薄板成形加工件,瓶盖、瓶塞等
3A21飞机油箱、油路导管、铆钉线材等;建筑材料与食品等工业装备等5005与3003合金相似,具有中等强度与良好的抗蚀性。用作导体、炊具、仪表板、壳与建筑装饰件。阳极氧化膜比 3003合金上的氧化膜更加明亮,并与 6063合金的色调协调一致
5050薄板可作为致冷机与冰箱的内衬板,汽车气管、油管与农业灌溉管;也可加工厚板、管材、棒材、异形材和线材等
5052此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度与中等的静态强度,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
5056镁合金与电缆护套铆钉、拉链、钉子等;包铝的线材广泛用于加工农业捕虫器罩,以及需要有高抗蚀性的其他场合
5083用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合,诸如舰艇、汽车和飞机板焊接件;需严格防火的压力容器、致冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹元件、装甲等
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5086用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合,例如舰艇、汽车、飞机、低温设备、电视塔、钻井装置、运输设备、导弹零部件与甲板等
5154焊接结构、贮槽、压力容器、船舶结构与海上设施、运输槽罐
5182薄板用于加工易拉罐盖,汽车车身板、操纵盘、加强件、托架等零部件
5252用于制造有较高强度的装饰件,如汽车等的装饰性零部件。在阳极氧化后具有光亮透明的氧化膜 5254过氧化氢及其他化工产品容器
5356焊接镁含量大于3%的铝-镁合金焊条及焊丝 5454焊接结构,压力容器,海洋设施管道
5456装甲板、高强度焊接结构、贮槽、压力容器、船舶材料 5457经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件 5652过氧化氢及其他化工产品贮存容器
5657经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件,但在任何情况下必须确保材料具有细的晶粒组织 5A02飞机油箱与导管,焊丝,铆钉,船舶结构件
5A03中等强度焊接结构,冷冲压零件,焊接容器,焊丝,可用来代替 5A02合金
5A05焊接结构件,飞机蒙皮骨架
5A06焊接结构,冷模锻零件,焊拉容器受力零件,飞机蒙皮骨部件 5A12焊接结构件,防弹甲板
6005挤压型材与管材,用于要求强高大于 6063合金的结构件,如梯子、电视天线等 6009汽车车身板 6010薄板:汽车车身
6061要求有一定强度、可焊性与抗蚀性高的各种工业结构性,如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、家具、机械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材6063建筑型材,灌溉管材以及供车辆、台架、家具、栏栅等用的挤压材料
6066锻件及焊接结构挤压材料
6070重载焊接结构与汽车工业用的挤压材料与管材 6101公共汽车用高强度棒材、电导体与散热器材等
6151用于模锻曲轴零件、机器零件与生产轧制环,供既要求有良好的可锻性能、高的强度,又要有良好抗蚀性之用
6201高强度导电棒材与线材
6205厚板、踏板与耐高冲击的挤压件 6262要求抗蚀性优于
2011和2017合金的有螺纹的高应力零件
6351车辆的挤压结构件,水、石油等的输送管道
6463建筑与各种器具型材,以及经阳极氧化处理后有明亮表面的汽车装饰件6A02飞机发动机零件,形状复杂的锻件与模锻件
7005挤压材料,用于制造既要有高的强度又要有高的断裂韧性的焊接结构,如交通运输车辆的桁架、杆件、容器;大型热交换器,以及焊接后不能进行固熔处理的部件;还可用于制造体育器材如网球拍与垒球棒 7039冷冻容器、低温器械与贮存箱,消防压力器材,军用器材、装甲板、导弹装置
7049用于锻造静态强度与7079-T6合金的相同而又要求有高的抗应力腐蚀开裂勇力的零件,如飞机与导弹零件——起落架液压缸和挤压件。零件的疲劳性能大致与7075-T6合金的相等,而韧性稍高
7050飞机结构件用中厚板、挤压件、自由锻件与模锻件。制造这类零件对合金的要求是:抗剥落腐蚀、应力腐蚀开裂能力、断裂韧性与抗疲劳性能都高7072空调器铝箔与特薄带材;2219、3003、3004、5050、5052、
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5154、6061、7075、7475、7178合金板材与管材的包覆层7075用于制造飞机结构及期货他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、模具制造7175用于锻造航空器用的高强度结构性。T736材料有良好的综合性能,即强度、抗剥落腐蚀与抗应力腐蚀开裂性能、断裂韧性、疲劳强度都高7178供制造航空航天器的要求抗压屈服强度高的零部件
7475机身用的包铝的与未包铝的板材,机翼骨架、桁条等。其他既要有高的强度又要有高的断裂韧性的零部件7A04飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落架等
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