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变形铝合金的品种、状态和典型用途

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

 

   

典型用途

2011

拉伸管

冷加工棒材

冷加工线材

T3、T4511、T8

T3、T4、T451、T8

T3、T8

螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品

2014

板材

厚板

拉伸管

挤压管、棒、型、线材

 

冷加工棒材

冷加工线材

锻件

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

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

2017

板材

挤压型材

冷加工棒材

冷加工线材

铆钉线材

锻件

O、T4

O、T4、T4510、T4511

O、H13、T4、T451

O、H13、T4

T4

F、T4

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

2024

板材

厚板

拉伸管

挤压管、型、棒、线材

 

冷加工棒材

冷加工线材

铆钉线材

O、T3、T361、T4、T72、T81、T861

O、T351、T361、T851、T861

O、T3

O、T3、T3510、T3511、T81、T8510、T8511

O、T13、T351、T4、T6、T851

O、H13、T36、T4、T6

T4

飞机结构(蒙皮、骨架、肋梁、隔框等)、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他各种结构件

2219

板材

厚板

箔材

挤压管、型、棒、线材

 

冷加工棒材

锻件

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

2618

厚板

挤压棒材

锻件与锻坯

T651

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

2A06

板材

挤压型材

铆钉线材

O、T3、T351、T4

O、T4

T4

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

2A80

挤压棒材

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,该合金锻件几乎完全被2A70取代

2A90

挤压棒材

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

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σb180Mpa~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

 

 

典型用途

6005

挤压管、棒、型、线材

T1、T5

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

6061

6082

板材

厚板

拉伸管

挤压管、棒、型、线材

 

导管

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

6063

拉伸管

挤压管、棒、型、线材

导管

O、T4、T6、T83、T831、T832

O、T1、T4、T5、T52、T6

T6

建筑型材,灌溉管材,供车辆、台架、家具、升降机、栅栏等用的挤压材料,以及飞机、船舶、轻工业部门、建筑物等用的不同颜色的装饰构件

6066

拉伸管

挤压管、棒、型、线材

 

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

6070

挤压管、棒、型、线材

锻件

O、T4、T4511、T6、T6511、T62

F、T6

重载焊接结构与汽车工业用的挤压材料与管材,桥梁、电视塔、航海用元件、机器零件、导管等

6101

挤压管、棒、型、线材

导管

轧制或挤压结构型材

T6、T61、T63、T64、T65、H111

T6、T61、T63、T64、T65、H111

T6、T61、T63、T64、T65、H111

公共汽车、地铁用高强度棒材、高强度母线、导电体与散热装置等

6201

冷加工线材

T81

高强度导电棒材与线材

6205

板材

挤压材料

T1、T5

T1、T5

厚板、踏板与高冲击的挤压件

6262

拉伸管

挤压管、棒、型、线材

冷加工棒材

冷加工线材

T2、T6、T62、T9

T6、T6510、T6511、T62

T6、T651、T62、T9

T6、T9

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)

6351

挤压管、棒、型、线材

T1、T4、T5、T51、T54、T6

车辆的挤压结构件,水、石油等的输送管道,控压型材

6463

挤压棒、型、线材

T1、T5、T6、T62

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

6A02

板材

厚板

管、棒、型材

锻件

O、T4、T6

O、T4、T451、T6、T651

O、T4、T4511、T6、T6511

F、T6

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

Al-Zn-Mg系合金(7×××系)

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。

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。

7×××系铝合金的品种、状态和典型用途

合金

 

 

典型用途

7005

7020

挤压管、棒、型、线材

板材和厚板

T53

T6、T63、T6351

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与钎焊结构,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溶处理的部件;还可用于制造体育器材如网球拍与垒球棒

7049

锻件

挤压型材

薄板和厚板

F、T6、T652、T73、T7352

T73511、T76511

T73

用于制造静态强度既与7079-T6合金的相同,又要求有高的抗应力腐蚀开裂能力的零件,如飞机与导弹零件——起落架、齿轮箱、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

7050

厚板

挤压棒、型、线材

 

冷加工棒、线材

铆钉线材

锻件

包铝薄板

T7451、T7651

T73510、T73511、T74510、T74511、T76510、T76511

H13

T73

F、T74、T7452

T76

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、断裂韧性与疲劳性能都高。飞机机身框架、机翼蒙皮、舱壁、桁条、加强筋、肋、托架、起落架支承部件、座椅导轨、铆钉

7075

板材

厚板

拉伸管

挤压管、棒、型、线材

 

轧制或冷加工棒材

冷加工线材

铆钉线材

锻件

O、T6、T73、T76

O、T651、T7351、T7651

O、T6、T73

O、T6、T6510、T6511、T73、T73510、T73511、T76、T76510、T76511

O、H13、T6、T651、T73、T7351

O、H13、T6、T73

T6、T73

F、T6、T652、T76、T7352

用于制造飞机结构及其他要求强度高、抗蚀性能强的高应力结构件,如飞机上、下翼面壁板、桁条、隔框等。固溶处理后塑性好,热处理强化效果特别好,在150度以下有高的强度,并且有特别好的低温强度,焊接性能差,有应力腐蚀开裂倾向,双级时效可提高抗SCC性能

7175

锻件

挤压件

F、T74、T7452、T7454、T66

T74、T6511

用于锻造航空器用的高强度结构件,如飞机翼外翼梁、主起落架梁、前起落架动作筒、垂尾接头、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

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、T76510、T76511

O、H13

T6

供制造航空航天器用的要求抗压屈服强度高的零部件

7A04

板材

厚板

拉伸管

挤压管、棒、型、线材

 

轧制或冷加工棒材

冷加工线材

铆钉线材

锻件

O、T6、T73、T76

O、T651、T7351、T7651

O、T6、T73

O、T6、T6510、T6511、T73、T73510、T73511、T76、T76510、T76511

O、H13、T6、T651、T73、T7351

O、H13、T6、T73

T6、T73

F、T6、T652、T73、T7352

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

7150

厚板

挤压件

锻件

T651、T7751

T6511、T77511

T77

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

7055

厚板

挤压件

锻件

T651、T7751

T77511

T77

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