鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最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。隨著近年來科學(xué)技術(shù)以及工業(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。鋁合金的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了鋁合金焊接技術(shù)的發(fā)展,同時(shí)焊接技術(shù)的發(fā)展又拓展了鋁合金的應(yīng)用領(lǐng)域,因此鋁合金的焊接技術(shù)正成為研究的熱點(diǎn)之一。 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??垢g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(zhǎng)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,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。
鋁合金特性
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?jī)H次于鋼。
鋁合金按加工方法可以分為形變鋁合金和鑄造鋁合金兩大類:
變形鋁合金能承受壓力加工??杉庸こ筛鞣N形態(tài)、規(guī)格的鋁合金材。主要用于制造航空器材、建筑用門窗等。 形變鋁合金又分為不可熱處理強(qiáng)化型鋁合金和可熱處理強(qiáng)化型鋁合金。不可熱處理強(qiáng)化型不能通過熱處理來提高機(jī)械性能,只能通過冷加工變形來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化,它主要包括高純鋁、工業(yè)高純鋁、工業(yè)純鋁以及防銹鋁等。可熱處理強(qiáng)化型鋁合金可以通過淬火和時(shí)效等熱處理手段來提高機(jī)械性能,它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。
鑄造鋁合金按化學(xué)成分可分為鋁硅合金,鋁銅合金,鋁鎂合金,鋁鋅合金和鋁稀土合金,其中鋁硅合金又有過共晶硅鋁合金,共晶硅鋁合金,單共晶硅鋁合金,鑄造鋁合金在鑄態(tài)下使用。
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。
3】性能參數(shù)
鋁合金的典型機(jī)械性能(Typical Mechanical Properties)
鋁合金牌號(hào)
及狀態(tài) 拉伸強(qiáng)度(25°C MPa) 屈服強(qiáng)度(25°C MPa) 硬度500kg力10mm球 延伸率1.6mm(1/16in)厚度
5052-H112 175 195 60 12
5083-H112 180 211 65 14
6061-T651 310 276 95 12
7050-T7451 510 455 135 10
7075-T651 572 503 150 11
2024-T351 470 325 120 20
鋁合金的典型物理性能(Typical Physical Properties)
鋁合金牌號(hào)及狀態(tài) 熱膨脹系數(shù)
(20-100℃)
μm/m·k 熔點(diǎn)范圍
(℃) 電導(dǎo)率20℃(68℉)
(%IACS) 電阻率20℃(68℉)
Ωmm2/m 密度(20℃)(g/cm3)
2024-T351 23.2 500-635 30 0.058 2.82
5052-H112 23.8 607-650 35 0.050 2.72
5083-H112 23.4 570-640 29 0.059 2.72
6061-T651 23.6 580-650 43 0.040 2.73
7050-T7451 23.5 490-630 41 0.0415 2.82
7075-T651 23.6 475-635 33 0.0515 2.82
鋁合金的化學(xué)成份(Chemical Composition Limit Of Aluminum )
合金
牌號(hào) 硅Si 鐵Fe 銅Cu 錳Mn 鎂Mg 鉻Cr 鋅Zn 鈦Ti 其它 鋁
每個(gè) 合計(jì) 最小值
2024 23.2 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 25 0.4 0.1 0.1 2.2-2.8 0.15-0.35 0.1 -- 0.05 0.15 余量
5083 23.8 0.4 0.1 0.3-1.0 4.0-4.9 0.05-0.25 0.25 0.15 0.05 0.15 余量
6061 23.6 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 23.5 0.15 20.-2.6 0.1 1.9-2.6 0.04 5.7-6.7 0.06 0.05 0.15 余量
7075 23.6 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