鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料,在航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,對(duì)鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求日益增多,使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。目前鋁合金是應(yīng)用多的合金。
物質(zhì)特性
鋁合金密度低,但強(qiáng)度比較高,接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼,塑性好,可加工成各種型材,具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性,工業(yè)上廣泛使用,使用量僅次于鋼。一些鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機(jī)械性能、物理性能和抗腐蝕性能。硬鋁合金屬AI—Cu—Mg系,一般含有少量的Mn,可熱處理強(qiáng)化.其特點(diǎn)是硬度大,但塑性較差。超硬鋁屬Al一Cu—Mg—Zn系,可熱處理強(qiáng)化,是室溫下強(qiáng)度高的鋁合金,但耐腐蝕性差,高溫軟化快。鍛鋁合金主要是Al—Zn—Mg—Si系合金,雖然加入元素種類多,但是含量少,因而具有優(yōu)良的熱塑性,適宜鍛造,故又稱鍛造鋁合金。
物質(zhì)結(jié)構(gòu)
純鋁的密度小(ρ=2.7g/cm3),大約是鐵的 1/3,熔點(diǎn)低(660℃),鋁是面心立方結(jié)構(gòu),故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%),易于加工,可制成各種型材、板材,抗腐蝕性能好。但是純鋁的強(qiáng)度很低,退火狀態(tài) σb 值約為8kgf/mm2,故不宜作結(jié)構(gòu)材料。通過長期的生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn),人們逐漸以加入合金元素及運(yùn)用熱處理等方法來強(qiáng)化鋁,這就得到了一系列的鋁合金。 添加一定元素形成的合金在保持純鋁質(zhì)輕等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)還能具有較高的強(qiáng)度,σb 值分別可達(dá) 24~60kgf/mm2。這樣使得其“比強(qiáng)度”(強(qiáng)度與比重的比值 σb/ρ)勝過很多合金鋼,成為理想的結(jié)構(gòu)材料,廣泛用于機(jī)械制造、運(yùn)輸機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械及航空工業(yè)等方面,飛機(jī)的機(jī)身、蒙皮、壓氣機(jī)等常以鋁合金制造,以減輕自重。采用鋁合金代替鋼板材料的焊接,結(jié)構(gòu)重量可減輕50%以上。
變形鋁合金
一系:1000系列鋁合金代表 1050、1060 、1100系列。在所有系列中1000系列屬于含鋁量多的一個(gè)系列。純度可以達(dá)到99.00%以上。由于不含有其他技術(shù)元素,所以生產(chǎn)過程比較單一,價(jià)格相對(duì)比較便宜,是目前常規(guī)工業(yè)中常用的一個(gè)系列。市場上流通的大部分為1050以及1060系列。1000系列鋁板根據(jù)后兩位阿拉伯?dāng)?shù)字來確定這個(gè)系列的低含鋁量,比如1050系列后兩位阿拉伯?dāng)?shù)字為50,根據(jù)全部牌號(hào)命名原則,含鋁量必須達(dá)到99.5%以上方為合格產(chǎn)品。我國的鋁合金技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(gB/T3880-2006)中也明確規(guī)定1050含鋁量達(dá)到99.5%.同樣的道理1060系列鋁板的含鋁量必須達(dá)到99.6%以上。
二系:2000系列鋁合金代表2024、2A16(LY16)、 2A02(LY6)。2000系列鋁板的特點(diǎn)是硬度較高,其中以銅元素含量高,大概在3-5%左右。2000系列鋁棒屬于航空鋁材,在常規(guī)工業(yè)中不常應(yīng)用。
三系:3000系列鋁合金代表3003 、 3A21為主。我國3000系列鋁板生產(chǎn)工藝較為較好。3000系列鋁棒是由錳元素為主要成分。含量在1.0-1.5之間,是這款防銹功能較好的系列。
四系:4000系列鋁棒代表為4A01 4000系列的鋁板屬于含硅量較高的系列。通常硅含量在4.5-6.0%之間。屬建筑用材料、機(jī)械零件鍛造用材、焊接材料;低熔點(diǎn)、耐蝕性好, 產(chǎn)品描述:具有耐熱、耐磨的特性
五系:5000系列鋁合金代表5052、5005、5083、高等05系列。5000系列鋁棒屬于較常用的合金鋁板系列,主要元素為鎂,含鎂量在3-5%之間。又可以稱為鋁鎂合金。主要特點(diǎn)為密度低,抗拉強(qiáng)度高,延伸率高,疲勞強(qiáng)度好,但不可做熱處理強(qiáng)化。在相同面積下鋁鎂合金的重量低于其他系列.在常規(guī)工業(yè)中應(yīng)用也較為廣泛。在我國5000系列鋁板屬于較為成熟的鋁板系列之一。
六系:6000系列鋁合金代表6061 主要含有鎂和硅兩種元素,故集中了4000系列和5000系列的優(yōu)點(diǎn)6061是一種冷處理鋁鍛造產(chǎn)品,適用于對(duì)抗腐蝕性、氧化性要求高的應(yīng)用?墒褂眯院,容易涂層,加工性好。
七系:7000系列鋁合金代表7075 主要含有鋅元素。也屬于航空系列,是鋁鎂鋅銅合金,是可熱處理合金,屬于超硬鋁合金,有良好的耐磨性.也有良好的焊接性,但耐腐蝕性較差。
八系:8000系列鋁合金較為常用的為8011 屬于其他系列,大部分應(yīng)用為鋁箔,生產(chǎn)鋁棒方面不太常用。
九系:9000系列鋁合金是備用合金。
鋁合金的物質(zhì)類別
鋁合金純鋁產(chǎn)品
純鋁分冶煉品和壓力加工品兩類,前者以化學(xué)成份Al表示,后者用漢語拼音LV(鋁、工業(yè)用的)表示。
壓力加工鋁合金
鋁材
鑄造鋁合金
鑄造鋁合金(ZL)按成分中鋁以外的主要元素硅、銅、鎂、鋅分為四類,代號(hào)編碼分別為100、200、300、400。
高度度鋁合金
高度度鋁合金指其抗拉強(qiáng)度大于480兆帕的鋁合金,主要是壓力加工鋁合金中防銹鋁合金類、硬鋁合金類、超硬鋁合金類、鍛鋁合金類、鋁鋰合金類。
變形鋁
變形鋁及鋁合金狀態(tài)、代號(hào)
1.范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了變形鋁合金的狀態(tài)代號(hào)。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于鋁及鋁加工產(chǎn)品。
2.基本原則
2.1基礎(chǔ)狀態(tài)代號(hào)用一個(gè)英文大寫字母表示。
2.2細(xì)分狀態(tài)代號(hào)采用基礎(chǔ)狀態(tài)代號(hào)后跟一位或多位阿拉伯?dāng)?shù)字表示。
2.3基本狀態(tài)代號(hào)
基本狀態(tài)分為5種
代號(hào) 名稱 說明與應(yīng)用
F 自由加工狀態(tài) 適用于在成型過程中,對(duì)于加工硬化和熱處理?xiàng)l件無特殊要求的產(chǎn)品,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度度的產(chǎn)品,產(chǎn)品在加工硬化后可經(jīng)過(也可不經(jīng)過)使強(qiáng)度有所降低的附加熱處理。
W 固熔熱處理狀態(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(shí)效的合金,該狀態(tài)代號(hào)僅表示產(chǎn)品處于自然時(shí)效階段。
T 熱處理狀態(tài)(不同于F、O、H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)定的產(chǎn)品。T代號(hào)后面必須跟有一位或多位阿拉伯?dāng)?shù)字。在T字后面的一位數(shù)字表示熱處理基本類型(從1~10),其后各位數(shù)字表示在熱處理細(xì)節(jié)方面有所變化。如 6061—T 62 ;5083—H 343等。
T1—從成型溫度冷卻并自然時(shí)效至大體穩(wěn)定狀態(tài)。
T2—退火狀態(tài)(只用于鑄件)。
T3—固溶處理后自然時(shí)效。
T31—固溶處理冷作(1%)后自然時(shí)效。
T36—固溶處理冷作(6%)后自然時(shí)效。
T37—固溶處理冷作(7%)后自然時(shí)效,用于2219合金。
T4—固溶處理 后自然時(shí)效。
T41—固溶處理后沸水淬火。
T411—固溶處理后空冷至室溫,硬度在O及T6之間,殘余應(yīng)力低。
T42—固溶處理后自然時(shí)效。由用戶進(jìn)行處理,適于2024合金,強(qiáng)度比T4稍低。
T5—從成型溫度冷卻后人工時(shí)效。
T6—固溶處理后人工時(shí)效。
T61—T41 人工時(shí)效。
T611—固溶處理,沸水淬火。
T62—固溶處理后人工時(shí)效。
T7—固溶處理后穩(wěn)定化。提高尺寸穩(wěn)定性,減小殘余應(yīng)力,提高抗蝕性。
T72—固溶處理后過時(shí)效。
T73—固溶處理后進(jìn)行分級(jí)時(shí)效,強(qiáng)度比T6低,抗蝕性顯著提高。
T76—固溶處理后進(jìn)行分級(jí)時(shí)效。
T8—固溶處理冷作后人工時(shí)效。
T81—固溶處理后冷作,人工時(shí)效。為改善固溶處理后的變形及改善強(qiáng)度。
T86—固溶處理后冷作(6%),人工時(shí)效。
T87—T37 人工時(shí)效。
T9—固溶處理后人工時(shí)效再冷作。
T10—從成型溫度冷卻,人工時(shí)效后冷作。
Tx51—為清理固溶處理后的殘余應(yīng)力進(jìn)行拉伸處理。
板材0.5~3%的變形,棒、型材1~3%的變形。
X代表3、4、6或8,例如T351、T451、T651、T851,適用于板、拉制棒、線材,拉伸清理應(yīng)力后不作任何矯正而時(shí)效。T3510、T4510、T8510,適用于擠壓型材,拉伸清理應(yīng)力后為使平直度符合公差進(jìn)行矯正,并時(shí)效。
Tx52—為清理固溶處理后的殘余應(yīng)力進(jìn)行壓縮變形,固溶處理后進(jìn)行2.5%的塑性變形然后時(shí)效,例如T352、T652。
Tx53—清理熱應(yīng)力。
Tx54—為清理準(zhǔn)確鍛件固溶處理后的殘余應(yīng)力進(jìn)行壓縮變形。