【文章內(nèi)容簡介】 3. 穩(wěn)定化退火溫度 :120 ～ 150℃ 2022/5/30 (三 )、熱處理可強化鋁合金 1. AlCu系合金 2 系鋁合金 2. AlSi(CuMg)系合金 4 系鋁合金 3. AlMgSi系和 AlMgSiCu系合金 6 系鋁合金 4. AlZnMgCu系合金 7 系鋁合金 5. 新型變形鋁合金 8 系鋁合金 2022/5/30 1. AlCu系合金 2 系鋁合金 用量最大、產(chǎn)品種類最多，國際注冊牌號近 60個，我國近 40個 (1) 硬鋁 AlCuMg系合金 : 硬度、強度高，故稱硬鋁?？蔁崽幚韽娀? 典型牌號： 2A11(LY11)、 2A12(LY12) (2) 鍛鋁 AlCuMgSi系合金： 當(dāng) Mg含量小于 1%時， Si%能形成 Mg2Si，有利于人工時效。 典型牌號： 2A50(LD5)、 2B50(LD6)、 2A14 (3) 耐熱鋁合金 AlCuMgFeNi系合金 添加 Ni, 當(dāng) Fe/Ni約為 1時，形成 FeNiAl9，偏離比例出現(xiàn) AlCuNi、 為 α+S+ FeNiAl9，沒有 θ宜人工時效 典型牌號： 2A70(LD7)、 2A80(LD8)、 2A90(LD9)， 2618 (4) 耐熱鋁合金 AlCuMn系列 含 Mg少或不含，添加一定量的 Mn，合金由 α+ θ (CuAl2)+ T(Al12Mn2Cu)組成，過剩 θ提高耐熱性， T相粗化緩慢，保持高溫穩(wěn)定性。 典型牌號： 2A16(LY16)、 2B16(LY161)、 2A17(LY17)、 2A20(LY20)、2219(LY19) 2022/5/30 (1) AlCuMg系合金 硬鋁 二元相： θ(CuAl2)、 β(Al3Mg2) 三元相： S(Al2CuMg)、 T(Al6CuMg4) θ 和 S強化效果好， T強化效果微弱， β 不起強化效果 ?銅含量愈高， S相愈少， θ多 ?銅鎂比 ， (45%Cu、%Mg),合金強化相幾乎全為 S相。繼續(xù)增加 Mg會出現(xiàn) T和 β,強化效果降低 ?控制 Mg2% 2022/5/30 最高強度在 α +θ +S三相區(qū) 2022/5/30 高溫強度最好在 α +S三相區(qū) 圖中： σ b為 250℃ 的瞬時強度 陰影部分：應(yīng)力 40MPa、300℃ 下的持久時間 2022/5/30 AlCuMg系 合金 硬度、強度高，故稱硬鋁?？蔁崽幚韽娀?。 θ和 S 相同時出現(xiàn)時強化效果最好，但用于高溫結(jié)構(gòu)時，由于 S 相更穩(wěn)定，因而采用人工時效獲得主要以 S相強化的合金；室溫使用時采用自然時效。 Mn是 2 系合金的組成元素 ,消除 Fe的有害作用 ,抑制再結(jié)晶過程 (擠壓效應(yīng) )； Ti 細(xì)化鑄造組織 ,降低鑄錠熱裂傾向； Fe、 Si為雜質(zhì)元素 2022/5/30 硬鋁耐蝕性差，因為兩強化相均為陰極。代表 LY11 (AA202 2A11)、 LY12(AA202 2A12)。前者以 θ強化為主；后者以 S 相為主，易過燒。這類合金存在的問題是凝固時易出現(xiàn)非平衡組織，須均勻化；有擠壓效應(yīng)；抗蝕性差，型材、管材等采用陽極氧化或涂漆以提高抗蝕性。 美國 80年代開發(fā)裝甲用 2519合金，抗應(yīng)力腐蝕。我國只是近來才開始研究用于裝甲的鋁合金。 2124合金厚板用于制造飛機結(jié)構(gòu)件， 2419用于高溫結(jié)構(gòu)和高強焊件； 2224擠壓件、 2324厚板與薄板用于波音 767部分結(jié)構(gòu)件； 2219合金用于火箭燃料箱（美國雷神 δ和土星 II號火箭上用） 2022/5/30 2A01LY1 主要成分： Cu %, Mg % 強化相： θ + S 雜質(zhì)相： Mg2Si、 ?Fe2SiAl Al7Cu2Fe 性 質(zhì)：耐熱性不高、中等強度、中等抗蝕性，淬火自然時效耐蝕性最好，使用溫度超過 100℃ 會出現(xiàn)晶間腐蝕。 用 途：線材，用于不超過 100℃ 結(jié)構(gòu)件鉚釘。 狀態(tài) 抗拉強度 /MPa 屈服強度 /MPa 延伸率 /% T4 294 167 24 O 157 59 24 200℃ 186 26 2022/5/30 2A02LY2 主要成分： Cu %, Mg %, Mn % 強化相： S 雜質(zhì)相： Mg2Si、 MnAl Al7Cu2Fe 性 質(zhì)：有較好耐熱性，可在 300 ℃ 以下溫度使用，耐蝕性不高，有應(yīng)力腐蝕開裂傾向，可焊接，切削加工性能好，熱塑性好 。 熱處理： 500177。 5 ℃ 固溶、 165175 ℃ 時效 16h 用 途：棒材，可加工成鍛件，用于 200300 ℃ 渦輪噴氣發(fā)動機、軸向壓氣機葉片、葉輪和盤。 狀態(tài) 抗拉強度 /MPa 屈服強度 /MPa 延伸率 /% T6 430 275 10 200℃ 374 228 300℃ 171 94 2022/5/30 2A11— LY11 主要成分： Cu %, Mg %, Mn % 強化相： θ + S 雜質(zhì)相： Mg2Si、 AlMnFeSi、 AlSiMnCuFe 性 質(zhì)：與 2A12相比，含 Mg量低，強度略低，但塑性好。抗蝕性差，陽極氧化、涂漆、包鋁可提高抗蝕性。 熱處理： 500℃ 淬火 +自然時效 用 途：板、管、棒、型材及鍛件。用做中等強度結(jié)構(gòu)件，如飛機骨架、螺旋槳葉片、建筑、交通、造船的結(jié)構(gòu)件和配件 狀態(tài) 抗拉強度 /MPa 屈服強度 /MPa 延伸率 /% T4 375 10 O 225 12 2022/5/30 2A12LY12 主要成分： Cu %, Mg %, Mn % 強化相： S、 θ、 MnAl6 雜質(zhì)相： Mg2Si、 AlMnFeSi、 AlSiMnCuFe 性 質(zhì)：強度高，有一定耐熱性，可在 150 ℃ 以下工作的零件?？刮g性差，要包鋁保護(hù)，焊接易出現(xiàn)裂紋、可鉚接 熱處理：要求嚴(yán)格， 485498℃ 固溶、 185195 ℃ 時效 612h 用 途：板、帶、管、棒、線、型材及鍛件，飛機蒙皮、骨架、筋梁、隔框等高強度結(jié)構(gòu)件和 150 ℃ 以下工作零件。 狀態(tài) 抗拉強度 /MPa 屈服強度 /MPa 延伸率 /% O 245 T6 420 305 2022/5/30 (2) AlCuMgSi鍛鋁 AlCuMgSi系也可以理解成在 AlMgSi(6 系 )合金的基礎(chǔ)上添加 Cu, 形成四元 W相 Cu4Mg5Si4Al4。合金中 Mg含量小于1%時， Si%能形成 Mg2Si，有利于人工時效。 主要強化相： W、 S 、 θ 典型牌號： 2A50(LD5)、 2B50(LD6)、 2A14(LD10) 2022/5/30 2A14— LD10 主要成分： Cu %, Mg %, Mn %, Si % （除 Mn、 Si外，其他與 2A11相當(dāng)） 強化相： W、 Mg2Si、 θ 、 S 雜質(zhì)相： (FeMnSi)Al6 性 質(zhì)：強度高，與 2A12相當(dāng)，但鑄錠熱裂傾向比 2A12小，有好的熱塑性、鍛造性、焊接性能和耐熱性。 缺 點：材料縱、橫向性能差別大，人工時效有晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂傾向 熱處理： 502177。 3℃ 淬火 +自然時效 10d 或 160177。 5℃ 時效 18h(軋制或冷加工材 )。 170177。 5℃ 時效 10h(鍛件 ) 用 途：板、帶、管、棒、線、型材及鍛件。用做高載荷結(jié)構(gòu)件。 狀態(tài) 抗拉強度 /MPa 屈服強度 /MPa 延伸率 /% T6鍛件 473 373 11 200 ℃ 294 226 18 T6板材 461 402 10 2022/5/30 2A50— LD5 主要成分： Cu %, Mg %, Si %， Mn % （實質(zhì)是在 AlMgSi基礎(chǔ)上加銅，抑制自然時效，加強人工時效） 強化相： Mg2Si、 θ、 W、少量 S 雜質(zhì)相： (FeMnSi)Al TiAl3。 性 質(zhì)：中等強度、熱塑性好，抗蝕性、焊接性、切削性能好 缺 點：有擠壓效應(yīng)，材料縱、橫向性能差別大，有晶間腐蝕傾向 熱處理： 520177。 5℃ 淬火 + 150160℃ 時效 612h 用 途：中等強度鍛件和棒材。飛機隔框、接頭、支架和搖臂等 狀態(tài) 抗拉強度 /MPa 屈服強度 /MPa 延伸率 /% T6鍛件 392 6 200 ℃ 275 10 2022/5/30 2B50— LD6 主要成分： Cu %, Mg %, Si %， Mn % （在 2A50基礎(chǔ)上添加少量 Cr、 Ti） 強化相： Mg2Si、 θ、 W、少量 S 雜質(zhì)相： (FeMnSi)Al TiAl3。 性 質(zhì)：高溫塑性比 2A50好，其他性能相當(dāng) 熱處理： 505525℃ 淬火 + 150165℃ 時效 615h 用 途：制造復(fù)雜鍛件，如：壓氣機葉輪、導(dǎo)流葉輪等 狀態(tài) 抗拉強度 /MPa 屈服強度 /MPa 延伸率 /% T6縱向 380 275 10 橫向 365 245 7 2022/5/30 (3) AlCuMgFeNi鍛鋁 (耐熱鋁合金 ) 添加 Ni, 當(dāng) Fe/Ni約為 1時，形成 FeNiAl9，偏離比例出現(xiàn) AlCuNi、Al7Cu2Fe. 組成相為 α+S+ FeNiAl9，沒有 θ宜人工時效 典型牌號： 2A70(LD7)、 2A80(LD8)、 2A90(LD9)， 2618 2022/5/30 2A70— LD7 主要成分： Cu