沈陽鋁排廠家告訴您掌握變形鋁合金狀態(tài)代號、分類及合金元素的作用

PART.01————————變形鋁及鋁合金狀態(tài)代號

O狀態(tài)

H狀態(tài)

H×8狀態(tài)與O狀態(tài)的小抗拉強度的差值

T狀態(tài)

T×細分狀態(tài)代號說明與應(yīng)用

T××及T×××細分狀態(tài)

代號說明與應(yīng)用

消除應(yīng)力狀態(tài)代號說明與應(yīng)用

W_h—室溫下具體自然時效時間的不穩(wěn)定狀態(tài)。如W2h，表示產(chǎn)品淬火后，在室溫下當(dāng)然時效2h。

W_h/_51、W_h/_52、W_h/_54—表示室溫下具體自然時效時間的不穩(wěn)定消除應(yīng)力狀態(tài)。如W2h/351表示產(chǎn)品淬火后，在室溫下自然時效2 h便開始拉伸的消除應(yīng)力狀態(tài)。

PART.02————————變形鋁合金分類及品種狀態(tài)

1XXX系

2XXX系

3XXX系

4XXX系

5XXX系

6XXX系

7XXX系

Source：《GB/T 16475-2008 變形鋁及鋁合金狀態(tài)代號》

PART.03————————合金元素對不同系列鋁合金的作用

1×××系鋁合金中的主要雜質(zhì)元素是鐵和硅，其次是銅、鎂、鋅、錳、鉻、鈦、硼等，以及一些稀土元素，這些微量元素在部分1×××系鋁合金中還起合金化的作用，并且對合金的組織和性能均有一定的影響。

1）Al-Cu-Mg系合金的主要合金號有2A01、2A02、2A06、2A11、2A12等，主要添加元素有銅、鎂和錳，合金中添加的少量微量元素有鈦和鋯，雜質(zhì)元素主要是鐵、硅和鋅等。它們對合金有如下作用：

Mg————————————

當(dāng)w(Mg)為1%~2%時，w(Cu)從1%增加到4%，淬火狀態(tài)的合金抗拉強度從200MPa提高到380MPa；淬火自然時效狀態(tài)下合金的抗拉強度從300MPa 增加到480MPa。w(Cu)在1%~4%內(nèi)，w(Mg)從0.5%增加到2.0%時，合金的抗拉強度增加；繼續(xù)增加w(Mg)時，合金的強度降低。

Cu————————————

Mn————————————

Al-Cu-Mg合金中加錳，主要是為了消除鐵的有害影響和提高耐蝕性。錳能稍許提高合金的室溫強度，但使塑性有所降低。錳能延遲和減弱 Al-Cu-Mg合金的人工時效過程，提高合金的耐熱強度。錳是使Al-Cu-Mg合金具有擠壓效應(yīng)的主要因素之一。w(Mn)一般低于1%，含量過高能形成粗大的(FeMn)Al6。脆性化合物，降低合金的塑性。

Ti————————————

鈦能細化鑄態(tài)晶粒，減少鑄造時形成裂紋的傾向性。

Zr————————————

少量的鋯和鈦有相似的作用，細化鑄態(tài)晶粒，減少鑄造和焊接裂紋的傾向性，提高鑄錠和焊接接頭的塑性。加鋯不影響含錳合金冷變形制品的強度，對無錳合金強度稍有提高。

Si————————————

w(Mg)低于1.0%的Al-Cu-Mg合金，w(Si)超過0.5%，能提高人工時效的速度和強度，而不影響自然時效能力。因為硅和鎂形成Mg2Si相，有利于提高人工時效效果。但w(Mg)提高到1.5%時，經(jīng)淬火自然時效或人工時效處理后，合金的強度和耐熱性能隨w(Si)的增加而下降。因而，w(Si)應(yīng)盡可能地降低。除此以外，w(Si)增加將使2A12，2A06等合金鑄造形成裂紋傾向增加，鉚接時塑性下降。因此，合金中的w(Si)一般限制在0.5%以下。要求塑性高的合金，w(Si)應(yīng)更低些。

Fe————————————

鐵和鋁形成FeAl3化合物，鐵會溶入銅、錳，硅等元素所形成的化合物中，這些不溶入固溶體中的粗大化合物，會降低合金的塑性，使變形時合金易于開裂，并使強化效果明顯降低。而少量的鐵(低于0.25%)對合金力學(xué)性能影響很小，可改善鑄造、焊接時裂紋的形成傾向，但使自然時效速度降低。為獲得高塑性的材料，合金中的鐵和硅含量應(yīng)盡量低些。

Zn————————————

少量的鋅(w(Zn)=0.1%~0.5%)對Al-Cu-Mg 合金的室溫力學(xué)性能影響很小，但使合金耐熱性降低。合金中w(Zn)應(yīng)限制在0.3%以下。

2）Al-Cu-Mg-Fe-Ni系合金的主要合金號有2A70、2A80、2A90等，各合金元素有如下作用：

Cu————————————

銅含量對上述合金室溫強度和耐熱性能的影響與Al-Cu-Mg合金的相似。由于該系合金中銅含量比Al-Cu-Mg合金低，使合金位于α+S(Al2CuMg)兩相區(qū)中，因而合金具有較高的室溫強度和良好的耐熱性；另外，銅含量較低時，低濃度的固溶體分解傾向小，這對合金的耐熱性有利。

Mg————————————

鎂含量對上述合金室溫強度和耐熱性能的影響與 Al-Cu-Mg合金的相似。由于該系合金中鎂含量比Al-Cu-Mg合金低，使合金位于α+S(Al2CuMg)兩相區(qū)中，因而合金具有較高的室溫強度和良好的耐熱性

Ni————————————

鎳與合金中的銅可以形成不溶解的三元化合物，鎳含量低時形成(AlCuNi)含鎳高時形成Al3(CuNi)2，因此鎳的存在能降低固溶體中銅的濃度，對淬火狀態(tài)晶格常數(shù)的測定結(jié)果也證明了合金固溶體中銅溶質(zhì)原子的貧化。當(dāng)鐵含量很低時，鎳含量增加能降低合金的硬度，減小合金的強化效果。

Fe————————————

鐵和鎳一樣，也能降低固溶體中銅的濃度。當(dāng)鎳含量很低時，合金的硬度隨鐵含量的增加開始時明顯降低，但當(dāng)鐵含量達到某一數(shù)值后，又開始提高。

在AlCu2.2Mg1.65合金中同時添加鐵和鎳時，淬火自然時效、淬火人工時效、淬火和退火狀態(tài)下的硬度變化特點相似，均在鎳、鐵含量相近的部位出現(xiàn)一個最大值，相應(yīng)在此處其淬火狀態(tài)下的晶格常數(shù)出現(xiàn)一極小值。

當(dāng)合金中鐵含量大于鎳含量時，會出現(xiàn)Al7Cu2Fe相。而當(dāng)合金中鎳含量大于鐵含量時，則會出現(xiàn)AlCuNi相，上述含銅三元相的出現(xiàn)，降低了固溶體中銅的濃度，只有當(dāng)鐵，鎳含量相等時全部生成Al9FeNi相。在這種情況下，由于沒有過剩的鐵或鎳去形成不溶解的含銅相，故合金中的銅除形成S(Al2CuMg)相外，同時也增加了銅在固溶體中的濃度，這有利于提高合金強度及其耐熱性。

鐵、鎳含量可以影響合金耐熱性。Al9FeNi相是硬脆的化合物，在Al中溶解度極小，經(jīng)鍛造和熱處理后，當(dāng)它們彌散分布于組織中時，能夠顯著地提高合金的耐熱性。

Si————————————

在2A80合金中加入w(Si)=0.5%~1.2%，可提高合金的室溫強度，但使合金的耐熱性降低。

Ti————————————

4XXX系

5XXX系

6XXX系

6 ×××系鋁合金的主要合金元素有鎂、硅、銅，合金中的微量元素有錳、鉻、鈦，而雜質(zhì)元素主要有鐵、鋅等，其作用如下：

7XXX系

1）Al-Zn-Mg合金中的鋅、鎂是主要合金元素，其質(zhì)量分數(shù)一般不大于7.5%。該合金隨著鋅、鎂含量的增加，其抗拉強度和熱處理效果一般也隨之增加。Al-Zn-Mg 系合金中的微量元素有錳、鉻、銅、鋯和鈦，雜質(zhì)元素主要有鐵和硅，具體作用如下：

2）Al-Zn-Mg-Cu 合金為熱處理可強化合金，起主要強化作用的元素為鋅和鎂，銅也有強化效果，但其主要作用是為了提高材料的抗腐蝕性能。合金中還有少量的錳、鉻、鋯、釩、鈦、硼等微量元素，鐵和硅在合金中是有害雜質(zhì)，其相互作用如下：

Source：《簡明鋁合金加工手冊》（2016版）