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| 部分系列鋁合金的典型物理性能（Typical Physical Properties) | ||||||||||||
鋁合金牌號及狀態(tài) |
熱膨脹系數(shù)（20-100℃μm/m·k | 熔點范圍(℃) | 電導(dǎo)率20℃(68℉) （%IACS） |
電阻20℃(68℉)Ωmm2/m | 密度20℃g/CM3) | |||||||
| 2024-T351 | 23.2 | 500-638 | 30 | 0.058 | 2.77 | |||||||
| 5052-H32 | 23.8 | 607-650 | 35 | 0.050 | 2.68 | |||||||
| 5083-H321 | 24.2 | 574-638 | 29 | 0.1 | 2.66 | |||||||
| 6061-T651 | 23.6 | 280-650 | 43 | 0.040 | 2.70 | |||||||
| 7050-T7451 | 23.5 | 490-630 | 41 | 0.0415 | 2.83 | |||||||
| 7075-T651 | 23.6 | 475-635 | 33 | 0.0515 | 2.80 | |||||||
| 部分系列鋁合金的典型機(jī)械性能(Typical Mechanical Properties) | ||||||||||||
| 鋁合金牌號及狀態(tài) | 拉伸強(qiáng)度(25℃MPa) | 屈服強(qiáng)(25℃MPa) | 硬度500kg力10mm球 | 延伸率1.6mm(1/16in)厚度 | ||||||||
| 2024-T351 | 470 | 325 | 120 | 20 | ||||||||
| 5052-H32 | 230 | 195 | 60 | 12 | ||||||||
| 5083-H321 | 317 | 228 | - | 16 | ||||||||
| 6061-T651 | 310 | 276 | 95 | 12 | ||||||||
| 7050-T7451 | 510 | 455 | 135 | 10 | ||||||||
| 7075-T651 | 572 | 503 | 150 | 11 | ||||||||
| 部分系列鋁合金的化學(xué)成分(Chemical Comb Limit Of Aluminun Alloys) | ||||||||||||
| 合金牌號 | 硅Si | 鐵Fe | 銅Cu | 錳Mn | 鎂Mg | 鉻Cr | 鋅Zn | 鈦Ti | 其它 | 鋁最小值 | ||
| 每個 | 總計 | |||||||||||
| 2024 | 0.5 | 0.5 | 3.8-4.9 | 0.3-0.9 | 1.2-1.8 | 0.1 | 0.25 | 0.15 | 0.05 | 0.15 | 余量 | |
| 5052 | 0.25 | 0.4 | 0.1 | 0.1 | 2.2-2.8 | 0.15-0.35 | 0.1 |  |
0.05 | 0.15 | 余量 | |
| 5083 | 0.4 | 0.4 | 0.1 | 0.4-1.0 | 4.0-4.9 | 0.05-0.25 | 0.25 | 0.15 | 0.05 | 0.15 | 余量 | |
| 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 | 余量 | |
| 7050 | 0.12 | 0.15 | 2.0-2.6 | 0.1 | 1.9-2.6 | 0.04 | 5.7-6.7 | 0.06 | 0.05 | 0.15 | 余量 | |
| 7075 | 0.4 | 0.5 | 1.2-2.0 | 0.3 | 2.1-2.9 | 0.18-0.28 | 5.1-6.1 | 0.2 | 0.05 | 0.15 | 余量 | |
6061鋁合金化學(xué)成分
硅Si：0.40-0.8
鐵Fe: 0.7
銅Cu：0.15-0.40
錳Mn：0.15
鎂Mg：0.8-1.2
鉻Cr：0.04-0.35
鋅Zn：0.25
鈦Ti：0.15
鋁Al：余量
其他：
單個：0.05 合計：0.15
6061鋁合金力學(xué)性能
力學(xué)性能：
抗拉強(qiáng)度 σb (MPa)：≥180
屈服強(qiáng)度 σ0.2 (MPa)：≥110
伸長率 δ5 (%)：≥14
注 ：棒材室溫縱向力學(xué)性能
試樣尺寸：直徑≤150
6061鋁合金典型用途
要求有一定強(qiáng)度、可焊接性與抗腐蝕性高的各種工業(yè)結(jié)構(gòu)件， 6061鋁板
如制造卡車、搭式建筑、船舶、電車、家具、機(jī)械零件、精密加工等。
美國Alcoa美鋁6061鋁合金熱處理狀態(tài)：T6和T651的區(qū)別：T6代表：已經(jīng)熱處理過（即淬火），硬度和強(qiáng)度均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)（即硬度HB95，強(qiáng)度290MPa）。此時的鋁材內(nèi)應(yīng)力較大，平整度（即平面度較差），主要體現(xiàn)在切割和加工時，受到外力作用后，會產(chǎn)生不可預(yù)期的變形。T651代表：T6+消除內(nèi)應(yīng)力，即在6061T6鋁材的基礎(chǔ)上，進(jìn)行我們通常所說的“預(yù)拉伸”，“人工時效”等工藝。通過對6061T6的鋁材進(jìn)行預(yù)拉伸后，其的內(nèi)應(yīng)力遭到破壞（即消除內(nèi)應(yīng)力或叫人工時效），其目的是鋁材在后期的加工過程中不會產(chǎn)生變形，從而提高產(chǎn)品的合格率和生產(chǎn)效率。
鋁合金熱處理原理
鋁合金鑄件的熱處理就是選用某一熱處理規(guī)范，控制加熱速度升到某一相應(yīng)溫度下保溫一定時間并以一定得速度冷卻，改變其合金的組織，其主要目的是提高合金的力學(xué)性能，增強(qiáng)耐腐蝕性能，改善加工型能，獲得尺寸的穩(wěn)定性。
鋁合金熱處理特點
眾所周知，對于含碳量較高的鋼，經(jīng)淬火后立即獲得很高的硬度，而塑性則很低。然而對鋁合金并不然，鋁合金剛淬火后，強(qiáng)度與硬度并不立即升高，至于塑性非但沒有下降，反而有所上升。但這種淬火后的合金，放置一段時間（如4～6晝夜后），強(qiáng)度和硬度會顯著提高，而塑性則明顯降低。淬火后鋁合金的強(qiáng)度、硬度隨時間增長而顯著提高的現(xiàn)象，稱為時效。時效可以在常溫下發(fā)生，稱自然時效，也可以在高于室溫的某一溫度范圍（如100～200℃）內(nèi)發(fā)生，稱人工時效。
鋁合金在淬火加熱時，合金中形成了空位，在淬火時，由于冷卻快，這些空位來不及移出，便被“固定”在晶體內(nèi)。這些在過飽和固溶體內(nèi)的空位大多與溶質(zhì)原子結(jié)合在一起。由于過飽和固溶體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，必然向平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變，空位的存在，加速了溶質(zhì)原子的擴(kuò)散速度，因而加速了溶質(zhì)原子的偏聚。
硬化區(qū)的大小和數(shù)量取決于淬火溫度與淬火冷卻速度。中歐淬火溫度越高，空位濃度越大，硬化區(qū)的數(shù)量也就越多，硬化區(qū)的尺寸減小。淬火冷卻速度越大，固溶體內(nèi)所固定的空位越多，有利于增加硬化區(qū)的數(shù)量，減小硬化區(qū)的尺寸。
沉淀硬化合金系的一個基本特征是隨溫度而變化的平衡固溶度，即隨溫度增加固溶度增加，大多數(shù)可熱處理強(qiáng)化的的鋁合金都符合這一條件。沉淀硬化所要求的溶解度－溫度關(guān)系，可用鋁銅系的Al－4Cu合金說明合金時效的組成和結(jié)構(gòu)的變化。圖3－1鋁銅系富鋁部分的二元相圖，在548℃進(jìn)行共晶轉(zhuǎn)變L→α＋θ（Al2Cu）。銅在α相中的極限溶解度5.65％（548℃），隨著溫度的下降，固溶度急劇減小，室溫下約為0.05％。
時效溫度的影響
在不同溫度時效時，析出相的臨界晶核大小、數(shù)量、成分以及聚集長大的速度不同，若溫度過低，由于擴(kuò)散困難，G•P區(qū)不易形成，時效后強(qiáng)度、硬度低，當(dāng)時效溫度過高時，擴(kuò)散易進(jìn)行，過飽和固溶體中析出相的臨界晶核尺寸大，時效后強(qiáng)度、硬度偏低，即產(chǎn)生過時效。因此，各種合金都有最適宜的時效溫度。
鋁合金的回歸現(xiàn)象
經(jīng)淬火自然時效后的鋁合金（如鋁－銅）重新加熱到200～250℃，然后快冷到室溫，則合金強(qiáng)度下降，重新變軟，性能恢復(fù)到剛淬火狀態(tài)；如在室溫下放置，則與新淬火合金一樣，仍能進(jìn)行正常的自然時效，這種現(xiàn)象稱為回歸現(xiàn)象。關(guān)于回歸現(xiàn)象的解釋是合金在室溫自然時效時，形成G•P區(qū)尺寸較小，加熱到較高溫度時，這些小的G•P區(qū)不再穩(wěn)定而重新溶入固溶體中，此時將合金快冷到室溫，則合金又恢復(fù)到新淬火狀態(tài)，仍可重新自然時效。在理論上回歸處理不受處理次數(shù)的限制，但實際上，回歸處理時很難使析出相完全重溶，造成以后時效過程呈局部析出，使時效強(qiáng)化效果逐次減弱。同時在反復(fù)加熱過程中，固溶體晶粒有越來越大的趨勢，這對性能不利。因此回歸處理僅用于修理飛機(jī)用的鉚釘合金，即可利用這一現(xiàn)象，隨時進(jìn)行鉚接，中歐而對其他鋁合金則沒有使用價值。
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