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 |
品 种 |
状 态 |
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 |
---|---|---|---|
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 |
品 种 |
状 态 |
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 |