铝合金的牌号、状态和性能
1铝的基本特性与应用范围
铝是元素周期表中X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X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;X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X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X域。
铝的基本特性及主要应用X域
基本特性 | 主 要 特 点 | 主要应用X域举例 |
质量轻 | 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 | 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 |
强度好 | 铝的力学性能不如钢铁,但它的比强度高,可以添加铜、镁、锰、铬等合金元素,制成铝合金,再经热处理,而得到很高的强度。铝合金的强度比普通钢好,也可以和特殊钢媲美 | 用于制造桥梁(特别是吊桥、可动桥)、飞机、压力容器、集装箱、建筑结构材料、小五金等 |
加工容易 | 铝的延展性X良,易于挤出形状复杂的中空型材和适于拉伸加工及其他各种冷热塑性成形 | 受力结构部件框架,一般用品及各种容器、光学仪器及其他形状复杂的精密零件 |
美观、适于各 种表面处理 | 铝及其合金的表面有氧化膜,呈银白色,相当美观。如果经过氧化处理,其表面的氧化膜更牢固,而且还可以用着色和喷涂等方法,制造出各种颜色和光泽的表面 | 建筑用壁板、器具装饰、装饰品、标牌、门窗、幕墙、汽车和飞机蒙皮、仪表外壳及室内外装修材料等 |
导热、导电性好 | 导热、导电率仅次于铜,约为钢铁的3~4倍 | 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 波的反射性好 | 对光的反射率,抛光铝为70%,高纯度铝经过电解抛光后为94%,比银(92%)还高。铝对热辐射和电波也有很好的反射性能 | 照明器具、反射镜、屋顶瓦板、抛物面天线、冷藏库、冷冻库、投光器、冷暖器的隔热材料 |
没有磁性 | 铝是非磁性体 | 船上用的罗盘、天线、操舵室的器具等 |
耐低温 | 铝在温度低时,它的强度反而增加而无脆性,因此它是理想的低温装置材料 | 冷藏库、冷冻库、南极雪上车辆、氧及氢的生产装置 |
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
热处理型合金 Al-Mg-Si系合金 — 6×××系,如6063合金
铝及Al-Zn-Mg系合金 —7×××系,如7075合金
铝合金Al-其它元素 — 8×××系,如8089合金
纯铝系
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X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)、X高强度铝合金(X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X按X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“变形铝及铝合好号表示方法”,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好、三、四位为阿拉伯数字,X二位为英文大写字母(C、I、L、N、O、P、Q、Z字母除外)。牌号的好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好大的合金元素。当有一个以上的合金元素极限含量算术平均值同为好大时,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X二位字母表示原始纯铝或铝合金的改型情况,好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。
我国变形铝合金新旧牌号对照表
新牌号 | 旧牌号 | 新牌号 | 旧牌号 | 新牌号 | 旧牌号 | 新牌号 | 旧牌号 |
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 | 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 | 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 | 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 | 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 | 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 | 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 | 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 |
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 | 名 称 | 说 明 与 应 用 |
F | 自由加工状态 | 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 |
O | 退火状态 | 适用于经完全退火获得好低强度的加工产品 |
H | 加工硬化状态 | 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 |
T | 热处理状态 (不同于F、O、H状态) | 适用于热处理后,经过(或不经过)加工硬化达到稳定状态的产品 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后面的好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X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X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X硬状态。
HXXX状态
H111 —— 适用于好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。
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 | 说 明 与 应 用 |
T0 | 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 |
T1 | 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 |
T2 | 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 |
T3 | 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 |
T4 | 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 |
T5 | 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 |
T6 | 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 |
T7 | 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好高峰点的产品 |
T8 | 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 |
T9 | 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 |
T10 | 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 |
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。
状态 代号 | 说 明 与 应 用 |
T42 | 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 |
T62 | 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 |
T73 | 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 |
T74 | 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 |
T76 | 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 |
T7X2 | 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 |
T81 | 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 |
T87 | 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 |
TX51 TXX51 TXXX51 | 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 厚板的好变形量为1.5%~3%;轧制或冷精整棒材的好变形量为1%~3%;模锻件、锻环或轧制环的好变形量为1%~5% |
TX510 TXX510 TXXX510 | 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、型和管材,以及拉制管材,这些产品拉伸后不再进行矫直 挤制棒、型和管材的好变形量1%~3%;拉制管材的好变形量为1.5%~3% |
TX511 TXX511 TXXX511 | 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 挤制棒、型和管材的好变形量1%~3%;拉制管材的好变形量为1.5%~3% |
TX52 TXX52 TXXX52 | 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%的好变形量的产品 |
TX54 TXX54 TXXX54 | 适用于在终锻模内通过冷整形来消除应力的模锻件 |
4
变形铝合金材料的典型力学性能
材 质 | 拉伸性能 | 布氏硬度 HBS10/500 | 疲劳强度 /Mpa | ||
σb/Mpa | σ0.2/Mpa | δ/% | |||
1060-O 1060-H12 1060-H14 1060-H16 1060-H18 | 70 85 100 115 130 | 30 75 90 105 125 | 43 16 12 8 6 | 19 23 26 30 35 | 20 30 35 45 45 |
1100-O 1100-H12 1100-H14 1100-H16 1100-H18 | 90 110 125 145 165 | 25 105 115 140 150 | 25 12 9 6 5 | 23 28 32 38 44 | 35 40 50 60 60 |
1350-O 1350-H12 1350-H14 1350-H16 1350-H18 | 85 95 110 175 185 | 30 85 95 110 165 | |||
2011-T3 2011-T78 | 380 405 | 295 310 | 13 12 | 95 100 | 125 125 |
2014-O 2014-T4,T415 2014-T6,T651 | 185 425 485 | 95 290 415 | 16 18 11 | 45 105 135 | 90 145 125 |
包铝2014-O 包铝2014-T3 包铝2014-T4,T451 包铝2014-T6,T651 | 170 435 421 470 | 70 275 255 415 | 21 20 22 10 | ||
2017-O 2017-T4,T451 | 180 425 | 70 275 | 45 105 | 90 125 | |
2018-T61 | 420 | 315 | 105 | 125 | |
2024-O 2024-T3 2024-T4,T351 2024-T361 | 185 485 470 495 | 75 345 325 395 | 20 18 20 13 | 47 120 120 130 | 90 140 140 125 |
包铝2024-O 包铝2024-T3 包铝2024-T4,T351 包铝2024-T361 包铝2024-T81,T851 包铝2024-T861 | 180 450 440 460 450 480 | 75 310 290 365 325 395 | 20 18 19 11 6 6 | ||
2025-T6 2036-T4 2117-T4 2218-T72 | 400 300 295 330 | 255 195 165 255 | 24 | 110 70 95 | 125 125 95 |
2219-O 2219-T42 2219-T31,T351 2219-T37 2219-T62 2219-T81,T851 2219-T87 | 170 360 360 395 415 455 475 | 75 185 250 315 290 350 395 | 18 20 17 11 10 10 10 | 105 105 105 | |
2618-T61 | 625 | 530 | 115 | 18 | |
3003-O 3003-H12 3003-H14 3003-H16 3003-H18 | 110 130 150 175 200 | 40 125 145 170 185 | 30 10 8 5 4 | 28 35 40 47 55 | 50 55 60 70 70 |
材 质 | 拉伸性能 | 布氏硬度 HBS10/500 | 疲劳强度 /Mpa | ||
σb/Mpa | σ0.2/Mpa | δ/% | |||
包铝3003-O 包铝3003-H12 包铝3003-H14 包铝3003-H16 包铝3003-H18 | 110 130 150 175 200 | 40 125 145 170 185 | 30 10 8 5 4 | ||
3004-O 3004-H32 3004-H34 3004-H36 3004-H38 | 180 215 240 260 285 | 70 170 200 230 250 | 20 10 9 5 5 | 45 52 63 70 77 | 95 105 105 110 110 |
包铝3004-O 包铝3004-H32 包铝3004-H34 包铝3004-H36 包铝3004-H38 | 180 215 240 260 285 | 70 170 200 230 250 | 20 10 9 5 5 | ||
3105-O 3105-H12 3105-H14 3105-H16 3105-H18 3105-H25 | 115 150 170 195 215 180 | 55 130 150 170 195 160 | 24 7 5 4 3 8 | ||
4032-T6 | 380 | 315 | 120 | 110 | |
5005-O 5005-H12 5005-H14 5005-H16 5005-H18 5005-H32 5005-H34 5005-H36 5005-H38 | 125 140 160 180 200 140 160 180 200 | 40 130 150 170 195 115 140 165 185 | 25 10 6 5 4 11 8 6 5 | 28 36 41 46 51 | |
5050-O 5050-H32 5050-H34 5050-H36 5050-H38 | 145 170 190 205 220 | 55 145 165 180 200 | 24 9 8 7 6 | 36 46 53 58 63 | 85 90 90 95 95 |
5052-O 5052-H32 5052-H34 5052-H36 5052-H38 | 195 230 260 275 290 | 90 195 215 240 255 | 25 12 10 8 7 | 47 60 68 73 77 | 110 115 125 130 140 |
5056-O 5056-H118 5056-H38 | 290 435 415 | 150 405 345 | 65 105 100 | 140 150 150 | |
5082-O 5082-H34 5082-H38 | 275 330 365 | 135 215 300 | 22 16 8 | ||
5083-O 5083-H321,H116 | 290 315 | 145 230 | 130 | ||
5086-O 5086-H32,H116 5086-H34 5086-H112 | 260 290 325 270 | 115 205 255 130 | 22 12 10 14 | ||
5154-O 5154-H32 5154-H34 5154-H36 5154-H38 5154-H112 | 240 270 290 310 330 240 | 115 205 230 250 270 115 | 27 15 13 12 10 25 | 58 67 73 78 80 63 | 115 125 130 140 145 115 |
材 质 | 拉伸性能 | 布氏硬度 HBS10/500 | 疲劳强度 /Mpa | ||
σb/Mpa | σ0.2/Mpa | δ/% | |||
5182-O 5182-H34 5182-H38 | 290 330 380 | 145 230 310 | 21 18 9 | ||
5252-H25 5252-H38,H28 | 235 285 | 170 240 | 11 5 | 68 75 | |
5254-O 5254-H32 5254-H34 5254-H36 5254-H38 5254-H112 | 240 270 290 310 330 240 | 115 205 230 250 270 115 | 27 15 13 12 10 25 | 58 67 73 78 80 63 | 115 125 130 140 145 115 |
5454-O 5454-H32 5454-H34 5454-H111 5454-H112 | 250 275 305 260 250 | 115 205 230 180 125 | 22 10 10 14 18 | 62 73 81 70 62 | |
5456-O 5456-H112 5456-H321,H116 | 310 310 350 | 160 165 255 | 90 | ||
5457-O 5457-H25 5457-H38,H28 | 130 180 205 | 50 160 185 | 22 12 6 | 32 48 55 | |
5652-O 5652-H32 5652-H34 5652-H36 5652-H38 | 195 230 260 275 290 | 90 195 215 240 255 | 25 12 10 8 7 | 47 60 68 73 77 | 110 115 125 130 140 |
5657-H25 5657-H38,H28 | 160 195 | 140 165 | 12 7 | 40 50 | |
6061-O 6061-T4,T451 6061-T651 | 125 240 310 | 55 145 275 | 25 22 12 | 30 65 95 | 60 95 95 |
包铝6061-O 包铝6061-T4,T451 包铝6061-T6,T651 | 115 230 290 | 50 130 255 | 25 22 12 | ||
6063-O 6063-T1 6063-T4 6063-T5 6063-T6 6063-T83 6063-T831 6063-T832 | 90 150 170 185 240 255 205 290 | 50 90 90 145 215 240 185 270 | 20 22 12 12 9 10 12 | 25 42 60 73 82 70 95 | 55 60 70 70 |
6066-O 6066-T4,T451 6066-T6,T651 | 150 360 395 | 85 205 360 | 43 90 120 | 110 | |
6070-T6 | 380 | 350 | 10 | 95 | |
6101-H111 6101-T6 | 95 220 | 75 195 | 15 | 71 | |
6262-T9 | 400 | 380 | 120 | 90 | |
6463-T1 6463-T5 6463-T6 | 150 185 240 | 90 145 215 | 20 12 12 | 42 60 74 | 70 70 70 |
7001-O 7001-T6,T651 | 255 675 | 150 625 | 60 160 | 150 | |
7049-T73 7049-T7352 | 515 515 | 450 435 | 135 135 | ||
7050-T7351,T73511 7050-T7451 7050-T7651 | 495 525 550 | 435 470 490 | |||
7075-O 7075-T6,T651 | 230 570 | 105 505 | 17 11 | 60 150 | 160 |
包铝7075-O 包铝7075-T6,T651 | 220 525 | 95 460 | 17 11 | ||
7178-O 7178-T6,T651 7178-T6,T7651 | 230 605 570 | 105 540 505 | 15 10 | ||
包铝7178-O 包铝7178-T6,T651 | 220 560 | 95 490 | 16 10 | ||
7003-T5 | 315 | 255 | 15 | 85 | 125 |
7005、7020-O 7005、7020-T53 7005、7020-T6,T63 | 193 393 372 | 83 345 317 | 20 15 12 |
5Al-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X火箭好X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 | 是好个获得工业应用的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,X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 |
6Al-Mg-Si系合金(6×××系)
6×××系(Al-Mg-Si)合金是好重要的挤压合金,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X良的可挤压性和可焊接性,是建筑门窗型材的好材料。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X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 |
7Al-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X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X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 |