鋁合金基礎(chǔ)知識.doc

鋁合金基礎(chǔ)知識一、鋁及鋁合金的分類 純鋁-1XXX系，如1000系合金，鋁含量不小于99% 熱處理不可強(qiáng) AL-Mn系合金-3XXX系，如3004合金，以錳為主。化型鋁合金 AL-Si系合金-4XXX系，如4043合金，以硅為主。 AL-Mg系合金-5XXX系，如5056合金，以鎂為主。 加工材（變形鋁 AL-Cu系合金2XXX系，如2024合金，以銅為主。 合金）AL-Mg-Si系合金-6XXX系，如6063合金，以Mg和Si為主要合金元素并以Mg和Si相為強(qiáng)化相的鋁合金 。 ALZn-Mg-Cu系合金-7XXX系，如7075合金，以 Mg熱處理可強(qiáng) 和Si為主要合金元素并以Zn為主要合金元素的鋁合金?；弯X合金 AL-Li系合金-8XXX系，如8089合金，以 Mg和Si為主要合金元素并以其他合金元素為主要合金元素的 鋁合金。鋁及鋁合金 Al-Si系熱處理不可強(qiáng)化型 Al-Mg系 超級硅鋁合金 鑄造材 （鑄造 Al-Cu-Mg-Si系 鋁合金）熱處理強(qiáng)化型 Al-Mg-Si系 Al-Mg-Zn系與變形鋁合金主要區(qū)別：Si含量超過變形鋁合金Si含量。原鋁在市場供應(yīng)中統(tǒng)稱為電介鋁，是生產(chǎn)鋁及鋁合金材的原料，鋁的強(qiáng)度低、塑性好，除了應(yīng)用部分純鋁外，為了提高強(qiáng)度或綜合性能需配成合金，根據(jù)AL中加入元素多少，對性能影響。在上述分類基礎(chǔ)上根據(jù)合金性能把AL-Mn、AL-Mg系合金又稱作為防銹鋁，AL-Cu系實際上是AL-Cu-Mg系又稱作為硬鋁，AL-Mg-Si系（包括AL-Mg-Si-Cu系）合金稱為鍛鋁，ALZnMg 系是中等強(qiáng)度的可焊鋁合金，ALZnMg-（Cu） 系合金稱為超硬鋁。在實際生產(chǎn)中也有把變形鋁合金分為工業(yè)用鋁、耐熱鋁合金、低強(qiáng)度鋁合金、中強(qiáng)度鋁合金、高強(qiáng)度鋁合金和超高強(qiáng)度鋁合金。二、變形鋁及鋁合金狀態(tài)代號（GB/T16475-1996）1、 基本原則：（1）基礎(chǔ)狀態(tài)代號用一個英文大寫字母表示，（2）細(xì)分狀態(tài)代號采用基礎(chǔ)狀態(tài)代號后跟一位或多們阿拉伯?dāng)?shù)字表示。2、 基礎(chǔ)狀態(tài)代號代號 名稱 說明與應(yīng)用F 自由加工狀態(tài) 適用于在成形過程中，對于加工硬化和熱處理條件無特殊要求的產(chǎn)品，對該狀態(tài)產(chǎn)品的力學(xué)性能不作規(guī)定O 退火狀態(tài) 適用于經(jīng)完全退火獲得最低強(qiáng)度的加工產(chǎn)品H 加工硬化狀態(tài) 適用于通過加工硬化提高強(qiáng)度的產(chǎn)品，產(chǎn)品在加工硬化后要經(jīng)過（也可不經(jīng)過）使強(qiáng)度有所降低的附加熱處理。H代號后面必須跟有兩位或三位何拉伯?dāng)?shù)字W 固溶熱處理狀態(tài) 一種不穩(wěn)定狀態(tài)，僅適用于經(jīng)固溶熱處理后，室溫下自然時效的合金，該狀態(tài)代號僅表示產(chǎn)品處于自然時效階段T 熱處理狀態(tài) 適用于熱處理后，經(jīng)過（或不經(jīng)過）加工硬化達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)（不同于F、O、H狀態(tài)） 的產(chǎn)品T代號后面必須跟有一位或多位阿拉伯?dāng)?shù)字。TO 固溶熱處理后，經(jīng)自然時效再經(jīng)過冷加工的狀態(tài)。適用于經(jīng)冷加工提高強(qiáng)度的產(chǎn)品T1 由高溫成形冷卻，然后自然時效至基本穩(wěn)定的狀態(tài)。適用于由高溫成形過程冷卻后，不再進(jìn)行冷加工（可進(jìn)行矯直、矯平，但不影響力學(xué)性能極限）的產(chǎn)品T2 由高溫成形冷卻，經(jīng)冷加工后自然時效至基本穩(wěn)定的狀態(tài)。適用于由高溫成形過程冷卻后，進(jìn)行冷加工或矯直、矯平以提高強(qiáng)度的產(chǎn)品T3 固溶熱處理后進(jìn)行冷加工，再經(jīng)自然時效至基本穩(wěn)定的狀態(tài)。適用于在固溶熱處理后，進(jìn)行冷加工或矯直、矯平以提高強(qiáng)度的產(chǎn)品T4 固溶熱處理后自然時效至基本穩(wěn)定的狀態(tài)。適用于固溶熱處理后，不再進(jìn)行冷加工（可進(jìn)行矯直、矯平，但不影響力學(xué)性能極限）的產(chǎn)品T5 由高溫成形過程冷卻，然后進(jìn)行人工時效的狀態(tài)。（不經(jīng)過冷加工可進(jìn)行矯直、矯平但不影響力學(xué)性能極限），予以人工時效的產(chǎn)品T6 固溶熱處理后進(jìn)行人工時效的狀態(tài)T7 固溶熱處理后進(jìn)行過時效的狀態(tài)。適用于固溶熱處理后，為獲取某些重要特性，在人工時效時強(qiáng)度在時效曲線上越過了最高峰點的產(chǎn)品T8 固溶熱處理后經(jīng)冷加工，然后進(jìn)行人工時效的狀態(tài)。適用于經(jīng)冷加工或矯直、矯平以提高強(qiáng)度的產(chǎn)品T9 固溶熱處理后人工時效，然后進(jìn)行冷加工的狀態(tài)。適用于經(jīng)冷加工提高強(qiáng)度產(chǎn)品T10 由高溫成形過程冷卻后，進(jìn)行冷加工，然后人工時效的狀態(tài)注：某些6XXX系合金，無論是爐內(nèi)固溶熱處理，還是從高溫成形過程急冷以保留可溶性組分在固溶體中均能達(dá)到相同的固溶的熱處理效果，這些合金的T3、T4、T6、T7、T8和T9狀態(tài)可采用上述兩種處理方法的任一種。T42 適用于自O(shè)或F狀態(tài)固溶熱處理后自然時效到充分穩(wěn)定狀態(tài)的產(chǎn)品，也適用于需方對任何狀態(tài)的加工產(chǎn)品熱處理后，力學(xué)性能達(dá)到了T42狀態(tài)的產(chǎn)品。T62 適用于自O(shè)或F狀態(tài)固溶熱處理后進(jìn)行人工時效的產(chǎn)品，也適用于需方對任何狀態(tài)的加工產(chǎn)品熱處理后，力學(xué)性能達(dá)到了T62狀態(tài)的產(chǎn)品。T81 適用于固溶熱處理后，經(jīng)1%左右的冷加工變形提高強(qiáng)度，然后進(jìn)行人工時效的產(chǎn)品。T87 適用于固溶熱處理后，經(jīng)7%左右的冷加工變形提高強(qiáng)度，然后進(jìn)行人工時效的產(chǎn)品。HXXX狀態(tài)1、H后面第1位數(shù)字表示獲得該狀態(tài)的基本處理程序H1-單純加工便化狀態(tài)H2-加工硬化及不完全退火的狀態(tài)H3-加工硬化及穩(wěn)定化處理狀態(tài)2、H后面第2位數(shù)字表示加工硬化強(qiáng)度，數(shù)字8表示硬狀態(tài)。三、鋁及鋁合金的性能及用途1、純鋁（1XXX系合金）（1）高純鋁-純度高，99.85-99.99%AL，傳熱導(dǎo)電性好，在冷狀態(tài)和熱狀態(tài)下有較高的塑性，塑性變形能力好，有很好的抗腐蝕性能。也就是講在室溫下進(jìn)行軋制、深沖和拉伸，也可在300-500C溫度下進(jìn)行軋制、擠壓等。（2）普通工業(yè)純鋁-因為根據(jù)所含元素和雜質(zhì)多少性能有差異可分為很多牌號，用途也不一樣，用途：石油化工設(shè)備、日用器具、各種五金件、散熱器等。 L2（1060）（99.60%）L3（1050A）（99.50%）L5-1（1100）等。2、硬鋁（2XXX系合金） 拉伸管 T3、T82011 鉚釘以及良好可切削性能產(chǎn)品 冷加工棒材、線材 T3、T4、T8 拉伸管 O、T4、T6 擠壓管、棒、線、型材 O、T4、T6 要求強(qiáng)度高、硬度高2014 冷加工棒材 O、T4、T6 飛機(jī)結(jié)構(gòu)件 冷加工線材 O、T4、T6 航天器零件，車輪、卡車構(gòu)件 鍛造件 F、T4、T6 拉伸管 O、T3 飛機(jī)結(jié)構(gòu)、導(dǎo)彈構(gòu)件 卡車輪轂及其他結(jié)構(gòu)件2024 擠壓管、棒、型材 O、T3、T3511、T81 做成薄板可作飛機(jī)蒙皮、 助架、隔框等 冷加工棒材 O、T4、T63、防銹鋁（3XXX合金） 拉伸管 O、H12、H18、H25 用于需要有良好成型性、高的耐 擠壓管、型、 O、H12 腐蝕性和可焊性的部件，如目前3003 棒、線材 用途最廣的汽車空調(diào)管 比1XXX系列合金強(qiáng)度高的工件 冷加工棒材 O、H12、F、H14 鍛造件 H12、F 拉伸管 O、H32、H363004 擠壓管 O3004比3003多添加1%左右Mg，強(qiáng)度會更高，用于Al罐罐身、電燈泡座。易拉罐全球在99年已超過了4000噸。4、AlSi合金（4XXX合金） 如4032添加了Si、抑制了它的熱膨脹，改善它的耐磨性，如再添加一些Cu、Sn、Ni、Mg等還會改善它的耐熱性，當(dāng)鍛造活塞材料使用。如4043可當(dāng)作焊材。5、鋁鎂合金（5XXX合金）5XXX合金主要含有Mg元素，其它有少量的Mn、Cr等，按Mg元素添加多少（每添加1%Mg，可使強(qiáng)高提高35Mpa），可有不同用途。用于裝飾用的 5005 車輛內(nèi)的天花板有中等強(qiáng)度的 5052 Mg含量為2.02.8%，可做飛機(jī)油管Mg含量較高的 5058 作為焊材，用于船舶、車軔、化工廠的焊接中6、鋁鎂硅合金（6XXX系列合金）6XXX系合金由于強(qiáng)度和耐蝕性都好，是結(jié)構(gòu)用材的常用材料，在熱處理狀態(tài)下，Mg、Si固溶于Al中使合金有人工時效硬化能力，Mg/Si比為1.73，生產(chǎn)中難以保持此比例，不是含有Mg過剩就是Si過剩，當(dāng)Mg含量過剩時，合金抗腐蝕性好，但強(qiáng)度和成形性較低，當(dāng)Si含量過剩時，合金強(qiáng)度高，抗腐蝕性能稍好。 Si Fl Cu Mn Mg Cr Zn Ti 其他 總和雜質(zhì) 6061 0.4-0.8 0.7 0.15-0.4 0.15 0.8-1.2 0.04-0.35 0.25 0.15 0.05 0.15 O、T4、T6該種典型合金 6063 0.2-0.6 0.35 0.10 0.10 0.45- 0.9 0.10 0.10 0.10 0.05 0.15化學(xué)成份 O、T4、T5、T6、T8、T83（質(zhì)量分表）% 6082 0.7-1.3 0.5 0.10 0.40-1.0 0.6-1.2 0.25 0.20 0.10 0.05 0.15 T4、T6全球有4萬多種可擠壓鋁材，它們的綜合性能好，有經(jīng)濟(jì)性，如門窗用料大多選用6063合金。7、鋁鋅鎂（銅）合金（7XXX系列合金）7XXX系合金中含銅的ALZn-Mg-Cu，還有一些其他微量元素，它有較強(qiáng)的韌性和強(qiáng)度，為代表的7075合金，用于飛機(jī)及航空制造業(yè)。這類合金有抗應(yīng)力腐蝕性和抗剝落腐蝕的能力會隨之下降。如果對成份和熱處理以及顯微組織進(jìn)行全面設(shè)計，可以得到綜合性能良好的高強(qiáng)度合金，該系合金中主要強(qiáng)化相為Mn Zn z(n)與Al2 Mg3 Zn3(T)相。用于制作輪椅的材料7003-C合金主要強(qiáng)化相為相和M