铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,工业上广泛使用,使用量仅次于钢。一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。硬铝合金属AI—Cu—Mg系,一般含有少量的Mn,可热处理强化.其特点是硬度大,但塑性较差。超硬铝属Al一Cu—Mg—Zn系,可热处理强化,是室温下强度 的铝合金,但耐腐蚀性差,高温软化快。锻铝合金主要是Al—Zn—Mg—Si系合金,虽然加入元素种类多,但是含量少,因而具有优良的热塑性,适宜锻造,故又称锻造铝合金。[2]
纯铝的密度小(ρ=2.7g/cm3),大约是铁的 1/3,熔点低(660℃),铝是面心立方结构,故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%),易于加工,可制成各种型材、板材,抗腐蚀性能好。但是纯铝的强度很低,退火状态 σb 值约为8kgf/mm2,故不宜作结构材料。通过长期的生产实践和科学实验,人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝,这就得到了一系列的铝合金。 添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度,σb 值分别可达 24~60kgf/mm2。这样使得其“比强度”(强度与比重的比值 σb/ρ)胜过很多合金钢,成为理想的结构材料,广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面,飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造,以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的焊接,结构重量可减轻50%以上。
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铝合金的典型机械性能(Typical Mechanical Properties) |
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铝合 号 及状态 |
拉伸强度(25°C MPa) |
屈服强度(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 |
|
铝合金的典型物理性能(Typical Physical Properties) |
|||||
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铝合 号及状态 |
热膨胀系数 (20-100℃) μm/m·k |
熔点范围 (℃) |
电导率20℃(68℉) (%IACS) |
电阻率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 |
|
铝合金的化学成份(Chemical Composition Limit Of Aluminum ) |
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合金 牌号 |
硅Si |
铁Fe |
铜Cu |
锰Mn |
镁Mg |
铬Cr |
锌Zn |
钛Ti |
其它 |
铝 |
|
|
每个 |
合计 |
小值 |
|||||||||
|
2024 |
0.232 |
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 |
0.238 |
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 |
0.236 |
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 |
0.235 |
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 |
0.236 |
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 |
性能要求:
|
参数名称 |
指标要求 |
|
密度(kg/m^3) |
2705 |
|
弹性模量(kN/cm^2) |
6900 |
|
导热系数[W/(m·℃)] |
214 |
|
纵向热胀系数[mm/(m·℃)] |
24×10-3 |
|
熔点(℃) |
650 |
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