2000 Serie Aluminium Einstufung
Al-Cu-Mg-Legierung
Die Hauptverbundnummern der Legierungen der AI-Cu-Mg-Serie sind 2A01, 2A02, 2A06, 2A10, 2A11, 2A12, etc. Die wichtigsten Zusatzelemente sind Kupfer, Magnesium und Mangan. Sie haben folgende Auswirkungen auf die Legierung:
Wenn(Mg) ist 1%~2%, ω(Mit) steigt von 1% zu 4%, die Zugfestigkeit der Legierung im abgeschreckten Zustand wird von 200 MPa auf 380 MPa erhöht; the tensile strength of the alloy in the quenched natural aging state is increased from 300MPa Increase to 480MPa. Wenn(Mit) liegt innerhalb von 1%~4% und(Mg) steigt von 0.5% zu 2.0%, die Zugfestigkeit der Legierung steigt; wenn(Mg) nimmt weiter zu, die Festigkeit der Legierung nimmt ab.
ω(Mit)=4,0% und ω(Mg)= 2,0 % Zugfestigkeitswert der Legierung, ω(Mit)=3%~4% und(Mg)= 0,5% ~ 1,3% Legierung, its quenching natural aging Effect. Experiments indicate that the tensile strength of Al-Cu-Mg ternary alloys with ω(Mit)=4%~6% und(Mg)= 1% ~ 2% kann 490 ~ im abgeschreckten natürlichen Alterungszustand erreichen. 510MPa.
Aus dem Dauerfestigkeitsprüfwert der Al-Cu-Mg-Legierung mit ω(Mn)=0,6% bei 200℃ und 160MPa Belastung, es ist bekannt, dass der Inhalt von ω(Mit)=3,5%~6% und(Mg)=1,2%~2,0 % Legierung, durable strength. Zu diesem Zeitpunkt, die Legierung liegt auf dem pseudobinären Querschnitt von Al-S (Al, CuMg) or near this area. For alloys far away from the pseudo-binary cross-section, das ist, wenn(Mg)<1.2% und(Mg)>2.0%, the permanent strength decreases. If ω(Mg) wird erhöht auf 3.0% oder mehr, die Dauerfestigkeit der Legierung nimmt schnell ab.
Tests at 250°C and 100MPa stress have also obtained similar laws. The literature points out that alloys with permanent strength at 300°C are located in the α+S phase region to the right of the Al-S binary cross section with higher magnesium content.
Die binäre Al-Cu-Legierung mit ω(Mit)=3%~5% has very low corrosion resistance in the quenched natural aging state. Adding 0.5% Mg kann das Potenzial von α-Mischkristallen reduzieren, which can partially improve the corrosion resistance of the alloy. Wenn(Mg)>1.0%, die lokale Korrosion der Legierung nimmt zu, und die Dehnung nimmt nach der Korrosion stark ab.
Für Legierungen mit ω(Mit)>4.0% und(Mg)>1.0%, Magnesium verringert die Löslichkeit von Kupfer in Aluminium. Die Legierung enthält unlösliches CuAl 2 und S-Phasen im abgeschreckten Zustand. The presence of these phases accelerates corrosion . The alloys with ω(Mit)=3%~5% und(Mg)=1%~4% are located in the same phase zone and have similar corrosion resistance in the quenched natural aging state. The alloy in the α-S phase region has worse corrosion resistance than the α-CuAl 2 -S region. Intergranular corrosion is the main corrosion tendency of Al-Cu-Mg alloys.
Manganese is added to Al-Cu-Mg alloy mainly to eliminate the harmful effects of iron and improve corrosion resistance. Manganese can slightly increase the room temperature strength of the alloy, but it reduces the plasticity. Manganese can also delay and weaken the artificial aging process of Al-Cu-Mg alloy and improve the heat resistance strength of the alloy. Manganese is also one of the main factors that make the Al-Cu-Mg alloy have an extrusion effect. ω(Mn) ist im Allgemeinen kleiner als 1%. Wenn der Inhalt zu hoch ist, es kann sich grob bilden (FeMn)Al 6 spröde Verbindungen und reduzieren die Plastizität der Legierung.
Eine geringe Menge an Spurenelementen, die der Al-Cu-Mg-Legierung hinzugefügt werden, sind Titan und Zirkonium, und die Verunreinigungen sind hauptsächlich Eisen, Silizium und Zink. Die Auswirkungen sind wie folgt:
(1) Titan: Die Zugabe von Titan zur Legierung kann die Körner im Gusszustand verfeinern und die Neigung zur Rissbildung beim Gießen verringern.
(2) Zirkonium: Eine kleine Menge Zirkonium und Titan haben ähnliche Wirkungen, die Körner im Gusszustand verfeinern, verringert die Neigung zu Guss- und Schweißrissen, and improve the plasticity of ingots and welded joints. The addition of zirconium does not affect the strength of manganese-containing alloy cold-formed products, und verbessert leicht die Festigkeit von manganfreien Legierungen.
(3) Silizium: Al-Cu-Mg-Legierung mit ω (Mg) weniger als 1.0% und (Und) mehr als 0.5%, which can improve the speed and strength of artificial aging without affecting the natural aging ability. Because silicon and magnesium form the Mg 2 Wenn Phase, it is beneficial to improve the artificial aging effect. jedoch, wenn(Mg) wird erhöht auf 1.5%, nach dem Abschrecken der natürlichen Alterung oder der künstlichen Alterungsbehandlung, die Festigkeit und Hitzebeständigkeit der Legierung nimmt mit zunehmendem ω . ab(Und). Deswegen, ω(Und) should be reduced as much as possible. Zusätzlich, die Zunahme von ω (Und) erhöht die Tendenz von 2Al2, 2A06 and other alloys to form cracks and decrease the plasticity during riveting. Deswegen, die (Und) in der Legierung ist im Allgemeinen begrenzt auf 0.5% oder weniger. For alloys that require high plasticity, ω (Und) sollte niedriger sein.
(4) Eisen: Eisen und Aluminium bilden FeAl 3 Verbindungen. Eisen löst sich in die von Kupfer gebildeten Verbindungen auf, Mangan, Silizium und andere Elemente. Diese groben Verbindungen, die sich nicht in fester Lösung auflösen, verringern die Plastizität der Legierung und verursachen eine Verformung der Legierung. Es ist leicht zu knacken, and the strengthening effect is obviously reduced. Eine kleine Menge Eisen (weniger als 0.25%) hat wenig Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften der Legierung, was die Neigung zur Rissbildung beim Gießen und Schweißen verbessern kann, but reduce the natural aging speed. In order to obtain high plasticity materials, der Eisen- und Siliziumgehalt in der Legierung sollte so gering wie möglich sein.
(5) Zink: Eine kleine Menge Zink (ω(Zn)=0,1%~0,5%) hat einen geringen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften der Al-Cu-Mg-Legierung bei Raumtemperatur, but it reduces the heat resistance of the alloy. The ω (Zn) in der Legierung sollte auf weniger als begrenzt werden 0.3%.
Al-Cu-Mg-Fe-Ni-Legierung
Die Hauptkombinationsnummern der Legierungen der Al-Cu-Mg-Fe-Ni-Reihe sind 2A70, 2A80, 2A90, etc. Jedes Legierungselement hat die folgenden Funktionen:
(1) Kupfer und Magnesium: The influence of copper and magnesium content on the room temperature strength and heat resistance of the above alloy is similar to that of the Al-Cu-Mg alloy. Since the content of copper and magnesium in this series of alloys is lower than that of Al-Cu-Mg alloys, die Legierungen liegen im α+S (Al 2 CuMg) Zweiphasengebiet, so haben die Legierungen eine höhere Raumtemperaturfestigkeit und eine gute Hitzebeständigkeit; Außerdem, Wenn der Kupfergehalt niedrig ist, der niedrigkonzentrierte Mischkristall hat eine geringe Zersetzungsneigung, was sich positiv auf die Hitzebeständigkeit der Legierung auswirkt.
(2) Nickel: Nickel und Kupfer in der Legierung können eine unlösliche ternäre Verbindung bilden. Wenn der Nickelgehalt niedrig ist (Manche), wenn der Nickelgehalt hoch ist, Al 3 (CuNi) 2 gebildet. Deswegen, das Vorhandensein von Nickel kann das Kupfer in der festen Lösung reduzieren. The measurement results of the lattice constant of the quenched state also proved the depletion of copper solute atoms in the alloy solid solution. When the iron content is very low, eine Erhöhung des Nickelgehalts kann die Härte der Legierung verringern und die Verstärkungswirkung der Legierung verringern.
(3) Eisen: Wie Nickel, iron can also reduce the concentration of copper in solid solution. When the nickel content is very low, die Härte der Legierung nimmt mit zunehmendem Eisengehalt zunächst ab, aber wenn der Eisengehalt einen bestimmten Wert erreicht, es beginnt zuzunehmen.
Wenn Eisen und Nickel zu AlCu . hinzugefügt werden 2.2 Mg 1.65 Legierung gleichzeitig, die Eigenschaften der Härte ändern sich beim Abschrecken natürliche Alterung, Abschrecken der künstlichen Alterung, Abschrecken und Glühen sind ähnlich, und ein Wert erscheint in den Teilen mit ähnlichen Gehalten an Nickel und Eisen. Hier, die Gitterkonstante im abgeschreckten Zustand scheint ein Minimum zu sein.
Wenn der Eisengehalt in der Legierung größer ist als der Nickelgehalt, die Al 7 Mit 2 Fe phase will appear. When the nickel content in the alloy is greater than the iron content, die AlCuNi-Phase erscheint. Das Auftreten der kupferhaltigen ternären Phase verringert die Kupferkonzentration im Mischkristall. Nur wenn Eisen- und Nickelgehalt gleich sind, alle Al 9 FeNi phases are formed. In diesem Fall, weil kein Überschuss an Eisen oder Nickel vorhanden ist, um eine unlösliche kupferhaltige Phase zu bilden, das Kupfer in der Legierung bildet nicht nur das S(Al 2 CuMg) Phase, erhöht aber auch die Kupferkonzentration im Mischkristall. Es ist von Vorteil, die Festigkeit der Legierung und ihre Hitzebeständigkeit zu verbessern.
The content of iron and nickel can affect the heat resistance of the alloy. The Al 9 FeNi-Phase ist eine harte und spröde Verbindung mit sehr geringer Löslichkeit in Al. Nach dem Schmieden und Wärmebehandlung, wenn sie in der Struktur verteilt sind, they can significantly improve the heat resistance of the alloy. Zum Beispiel, in AlCu 2.2 Mg 1.65 Legierung, ω(Ni)=1,0%, hinzufügen ω(Fe)= 0,7% ~ 0,9% Legierungsdauerfestigkeitswert.
(4) Silizium: Hinzufügen von ω(Und)= 0,5% ~ 1,2% bis 2A80 Legierung kann die Raumtemperaturfestigkeit der Legierung erhöhen, aber die Hitzebeständigkeit der Legierung verringern.
(5) Titan: Hinzufügen von ω(Du)= 0,02% ~ 0,1% bis 2A70-Legierung kann die Körner im Gusszustand verfeinern und die Leistung des Schmiedeprozesses verbessern, was der Hitzebeständigkeit zugute kommt, hat aber wenig Einfluss auf die Raumtemperaturleistung.
Al-Cu-Mn-Legierung
Die Hauptkombinationsnummern der Legierungen der Al-Cu-Mn-Reihe sind 2A16, 2A17, etc. Die wichtigsten Legierungselemente haben folgende Funktionen:
(1) Kupfer: Bei Raumtemperatur und hoher Temperatur, the strength of the alloy increases as the copper content increases. Wenn (Mit) erreicht 5.0%, the alloy strength is close to the value. Zusätzlich, Kupfer kann die Schweißleistung der Legierung verbessern.
(2) Mangan: Mangan ist das Hauptelement zur Verbesserung hitzebeständiger Legierungen. Es kann die Aktivierungsenergie von Atomen in fester Lösung erhöhen, reduce the diffusion coefficient of solute atoms and the decomposition rate of solid solution. When the solid solution is decomposed, die Bildung und das Wachstum der ausgefällten T-Phase (Al 20 Mit 2 Mn 3) ist auch sehr langsam, so the alloy has stable performance when heated for a long time at a certain high temperature. Adding appropriate manganese (ω(Mn)=0,6%~0,8%) can improve the room temperature strength and endurance strength of the alloy in the quenched and natural aging state. jedoch, wenn der Mangangehalt zu hoch ist, die T-Phase wird zunehmen, was die Schnittstelle erhöhen wird, beschleunigen den Diffusionseffekt, and reduce the heat resistance of the alloy. Zusätzlich, Mangan kann auch die Rissneigung beim Legierungsschweißen reduzieren.
Die der Al-Cu-Mn-Legierung zugesetzten Spurenelemente sind Magnesium, Titan und Zirkonium, während die Hauptverunreinigungselemente Eisen sind, Silizium, Zink, etc. Die Auswirkungen sind wie folgt:
(1) Magnesium: Wenn der Gehalt an Kupfer und Mangan in der 2Al6-Legierung unverändert ist, hinzufügen ω(Mg)=0.25%~0.45% to form a 2A17 alloy. Magnesium can increase the room temperature strength of the alloy and improve the heat resistance strength below 150~225℃. jedoch, wenn die Temperatur wieder steigt, the strength of the alloy decreases significantly. jedoch, die Zugabe von Magnesium kann die Schweißleistung der Legierung verschlechtern, also in der hitzebeständigen schweißbaren 2A16-Legierung, die Unreinheit ω (Mg) ≤ 0.05%.
(2) Titan: Titan kann die Körner im Gusszustand verfeinern, Erhöhen Sie die Rekristallisationstemperatur der Legierung, reduzieren die Zersetzungsneigung übersättigter Mischkristalle, and stabilize the structure of the alloy at high temperatures. jedoch, wenn(Du)>0.3%, die Bildung von grobem nadelförmigem Kristall TiAl 3 compounds will reduce the heat resistance of the alloy. The ω(Du) der Legierung wird als 0,1% ~ 0,2% angegeben.
(3) Zirkonium: wenn(Zr)=0,1%~0,25% wird zu hinzugefügt 2219 Legierung, die Körner können verfeinert werden, und die Rekristallisationstemperatur der Legierung und die Stabilität der Mischkristalle können verbessert werden, thereby improving the heat resistance of the alloy and improving The weldability of the alloy and the ductility of the weld. jedoch, wenn(Zr) ist hoch, sprödere Verbindung ZrAl 3 kann hergestellt werden.
(4) Eisen: Wenn(Fe)>0.45% in der Eisenlegierung, es entsteht die unlösliche Phase Al7Cu2Fe, which can reduce the mechanical properties of the alloy in the quenched aging state and the endurance strength at 300℃. So limit ω(Fe)<0.3%.
(5) Silizium: Eine kleine Menge Silizium (ω(Und)≤0,4%) hat keinen offensichtlichen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften bei Raumtemperatur, aber es reduziert die Ausdauerkraft bei 300℃; wenn(Und)>0.4%, it also reduces the room temperature mechanical properties. Deswegen, limit ω(Und)<0.3%.
(6) Zink: Eine kleine Menge Zink (ω(Zn)=0,3%) hat keinen Einfluss auf das Raumtemperaturverhalten der Legierung, aber es kann die Diffusionsrate von Kupfer in Aluminium beschleunigen und die Dauerfestigkeit der Legierung bei 300 verringern, also beschränkt auf ω(Zn)< 0.1%.