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【材料课堂】一文快速了解变形铝合金!

发布时间:2020-02-23   浏览量:600次

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1系铝合金

属于热处理不可强化铝合金,只能采用冷作硬化方法提高强度。1xxx系铝合金的铝含量不少于99.0%,所以根据纯度不同可分为高纯铝(铝含量不小于99.85%)和工业纯铝(铝含量在99.0%~99.85%)。常用1xxx系铝合金为1050、1060、1070、1100、1350、1035、1A99、1A95等。该系铝合金具有密度小、强度低、导电性好、导热性高、熔解潜热大、光反射系数大、热中子吸收截面积较小,外表色泽美观等。主要用于科学研究、化学工业、电器工业、导线电缆、电容器(1060-1070)、生活器皿用具(1050和1035)等。代表牌号为1050、1060铝合金等。


2系Al-Cu合金

属于热处理可强化铝合金,2xxx系合金是在Al-Cu合金基础发展起来的,主要包括Al-Cu-Mg合金、Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金、Al-Cu-Mn和Al-Cu-Mg-Si等。,2xxx铝合金牌号主要为2A01、2A02、2A04、2A06、2B06、2A12、2017、2024等。该系合金特点是强度高,耐热性能和加工性能优异,通常称硬铝合金。主要应用于铆钉线(2A01、2A10)制造飞机蒙皮、受力结构件(2A12)、涡轮喷气发动机轴向叶片和其他高温的工作零件和结构板材,(2A02)。


3系Al-Mn合金

属于热处理不可强化铝合金,主要由Al-Mn合金组成,常用3xxx系铝合金为3A21、3003、3004、3104等。该系铝合金特点是成形性良好,特别是拉伸性能良好、较高的抗腐蚀和焊接性能,主要应用于运输液体产品的槽和罐、压力罐、储存装置、热交换器、化工设备、飞机油箱、低温装置、油路管道、厨房设备、焊丝、建筑材料等,代表牌号为3A21、3003、3004等。


4系Al-Si合金

属于热处理不可强化铝合金,主要以Al-Si合金组成,该系合金具有较高的含硅量,其中含Si量5%左右的合金,经阳极氧化上色后呈黑灰色。具有熔点低,熔体流动性好,易补缩,不易使得产品产生脆性。主要用于填充材料和钎焊材料,如汽车散热器复合铝箔、加强筋和薄板的外层材料、活塞材料、耐磨耐热零件。代表合金牌号4004、(日本的4001、4901)合金等。


5系Al-Mg合金

属于热处理不可强化铝合金,不经过热处理而由加工硬化可以达到相当高的强度,焊接性好,在低温下增加抗疲劳强度等特点,主要由Al-Mg合金组成,常用5xxx系铝合金为5A06、5052、5056、5083、5182等。应用范围较广,如5083铝合金用于船舶、汽车、飞机、板的焊接件、压力容器、交通设备、导弹零件、甲板等;5A06铝合金用于焊接结构、冷模锻零件、焊接容器受力零件、飞机蒙皮骨架、铆钉等。5052用于制造飞机油箱、油管、以及交通车辆船舶的钣金件、仪表铆材等。代表合金牌号为5083、5A06、5052合金等。


6系Al-Mg-Si合金

属于热处理可强化铝合金,主要以镁和硅或镁、硅、铜为主要合金元素组成。6系铝合金最为重要的的挤压合金,目前全世界有70%以上的铝挤压加工材料是用6XXX系合金生产的,其成分范围在(Si0.3%-1.3%,Mg0.35%-1.4%)经过几十年的的实践和筛选证明6061、6063、6082、6005等及其变种已经占据6系统治地位的80%以上,并且6063铝合金变种6063a、6463、6763、6963和6A02研究也较多,该系主要特点为:中等强度、耐腐性高,无应力腐蚀破坏裂纹倾向,焊接性能良好,焊接区腐蚀性能不变,成形性和工艺性能良好等特点。主要为挤压型材,是最佳挤压合金,广泛用做建筑型材(框架、结构等)。


7系Al-Zn合金

属于热处理可强化铝合金,主要由Al-Zn-Mg和Al-Zn-Mg-Cu合金组成。常用7xxx铝合金为7003、7005、7449、7050、7A04、7A56、7075、7085等。大致可分为焊接构造材料(Al-Zn-Mu合金)和高强度合金(Al-Zn-Mg-Cu合金)材料两种。

Al-Zn-Mg合金是焊接构造合金材料,主要合金元素为锌、镁,微量添加元素为锰、铬、铜、锆和钛,杂质元素为铁和硅。主要有三个特点:①热处理性能比较好,挤压型材的制造容易,加工性和耐蚀性也良好,采用时效硬化可以得到高强度;②自然时效可以达到较高的强度,对裂纹的敏感性低;③焊接的热影响部分,由于加热被固溶化,故在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,因此该类合金广泛应用于焊接构件的制作。此外,该合金在焊接性和耐应力的腐蚀性能方面有以下两个特点:①添加微量的锰、钪、铬、锆、钛等元素,有较强的强化效果。②适当调整热处理在内的工艺条件,可以获得具有良好在使用性能的材料。所以高强可焊的铝合金,主要用于飞机和船舶部件、车辆装甲、军用浮桥、起重车辆等,代表合金牌号为7N01、7005。

Al-Zn-Mg-Cu合金是高强度合金材料,是在焊接构造合金材料(Al-Zn-Mg合金)基础上添加铜发展起来的,其强度高于2xxx系铝合金,合金的屈服强度接近与抗拉轻度,屈服比高,比强度也高,塑性和高温强度较低,宜做常温和120度以下的承力构件,易于加工有较好的的耐磨性和较高的韧性,主要应用于航天和航空领域,并成为这个领域的重要的结构材料之一。以7449、7075合金为代表。

7系铝合金铸造技术难点:(1)铸锭横断面区域偏析程度大。(2)有一定的重度偏析倾向。(3)微观偏析程度大。(4)成型难度大,有很强的裂纹倾向。(5)有较强的吸氢、氧化能力,冶金纯净度难于保证。


8系Al-Li合金

8系铝合金属于超轻铝合金,比普通铝合金轻15%-20%,主要成分为Al-Li,主要合金牌号为8090、8A06、8011、等。应用于航天,航空工业材料、交通材料和兵器材料如飞机蒙皮、舱门、受力结构件等,具有有较好的低温新能和韧性,疲劳性能好,抗应力腐蚀性和剥落腐蚀性优于2024,可加工成厚板、中厚板、薄板、挤压材和锻件。代表牌号为8090、8A06铝合金等。目前,世界Al-Li合金工业主要集中于美国、俄罗斯、法国等,是Al-Li合金的研究、生产应用大国和强国,截止2015年美国铝业协会注册的Al-Li合金26个,中国在其合金和材料的研发生产方面与发达国家具有很大差距。

8系铝合金铸造技术难点:①炉衬材料具有很强的抗LiOH腐蚀能力和抗冷热剧变的熔炼炉。②Al-Li合金熔体易发生严重氧化,必须具有严格的惰气或熔炼剂保护下进行吗,最好真空熔炼。③控制Na、K、Ca等混入熔体含量,容易造成韧性不好④Al-Li合金对H的危害非常敏感⑤Al-Li合金熔体遇水很容易爆炸。


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