El papel de los elementos de aleación y los elementos de impureza en 2000 serie de aluminio

2000 serie de aluminio clasificación

Aleación de Al-Cu-Mg

Los principales números compuestos de las aleaciones de la serie AI-Cu-Mg son 2A01, 2A02, 2A06, 2A10, 2A11, 2A12, etc. Los principales elementos aditivos son el cobre., magnesio y manganeso. Tienen los siguientes efectos sobre la aleación.:

Cuando ω(Mg) es 1% ~ 2%, ω(Con) aumenta de 1% para 4%, la resistencia a la tracción de la aleación en el estado templado aumenta de 200MPa a 380MPa; la resistencia a la tracción de la aleación en el estado de envejecimiento natural apagado aumenta de 300 MPa a 480 MPa. Cuando ω(Con) está dentro del 1% ~ 4% y ω(Mg) aumenta de 0.5% para 2.0%, la resistencia a la tracción de la aleación aumenta; cuando ω(Mg) sigue aumentando, la resistencia de la aleación disminuye.

ω(Con)= 4.0% y ω(Mg)= 2,0% valor de resistencia a la tracción de la aleación, ω(Con)= 3% ~ 4% y ω(Mg)= 0,5% ~ 1,3% de aleación, su efecto calmante natural del envejecimiento. Los experimentos indican que la resistencia a la tracción de las aleaciones ternarias de Al-Cu-Mg con ω(Con)= 4% ~ 6% y ω(Mg)= 1% ~ 2% puede alcanzar 490 ~ en el estado de envejecimiento natural apagado. 510MPa.

A partir del valor de la prueba de resistencia a la resistencia de la aleación Al-Cu-Mg con ω(Minnesota)= 0,6% a 200 ℃ y 160MPa de estrés, se puede saber que el contenido de ω(Con)= 3,5% ~ 6% y ω(Mg)= 1,2% ~ 2,0 % Aleación, resistencia duradera. En este momento, la aleación está ubicada en la sección transversal pseudobinaria de Al-S (Alabama, CuMg) o cerca de esta zona. Para aleaciones alejadas de la sección transversal pseudobinaria, es decir, cuando ω(Mg)<1.2% y ω(Mg)>2.0%, la fuerza permanente disminuye. si oh(Mg) se incrementa a 3.0% o más, la resistencia permanente de la aleación disminuirá rápidamente.

Ensayos a 250°C y 100MPa de tensión también han obtenido leyes similares. La literatura señala que las aleaciones con resistencia permanente a 300°C se ubican en la región de la fase α+S a la derecha de la sección transversal binaria Al-S con mayor contenido de magnesio..

La aleación binaria Al-Cu con ω(Con)=3%~5% tiene una resistencia a la corrosión muy baja en el estado de envejecimiento natural apagado. Añadiendo 0.5% El Mg puede reducir el potencial de una solución sólida α, que puede mejorar parcialmente la resistencia a la corrosión de la aleación. Cuando ω(Mg)>1.0%, la corrosión local de la aleación aumenta, y el alargamiento disminuye drásticamente después de la corrosión..

Para aleaciones con ω(Con)>4.0% y ω(Mg)>1.0%, el magnesio reduce la solubilidad del cobre en aluminio. La aleación tiene CuAl insoluble 2 y fases S en el estado apagado. La presencia de estas fases acelera la corrosión. . Las aleaciones con ω(Con)= 3% ~ 5% y ω(Mg)=1%~4% están ubicados en la misma zona de fase y tienen una resistencia a la corrosión similar en el estado de envejecimiento natural apagado. La aleación en la región de la fase α-S tiene peor resistencia a la corrosión que la α-CuAl 2 -Región S. La corrosión intergranular es la principal tendencia a la corrosión de las aleaciones de Al-Cu-Mg..

Se añade manganeso a la aleación Al-Cu-Mg principalmente para eliminar los efectos nocivos del hierro y mejorar la resistencia a la corrosión.. El manganeso puede aumentar ligeramente la resistencia de la aleación a temperatura ambiente., pero reduce la plasticidad. El manganeso también puede retrasar y debilitar el proceso de envejecimiento artificial de la aleación Al-Cu-Mg y mejorar la resistencia al calor de la aleación.. El manganeso es también uno de los principales factores que hacen que la aleación Al-Cu-Mg tenga efecto de extrusión.. ω(Minnesota) es generalmente menor que 1%. Si el contenido es demasiado alto, se puede formar grueso (FeMn)Alabama 6 compuestos quebradizos y reducen la plasticidad de la aleación.

2000 serie de aluminio

Una pequeña cantidad de oligoelementos agregados a la aleación Al-Cu-Mg son titanio y circonio, y las impurezas son principalmente hierro, silicio y zinc. Los efectos son los siguientes:

(1) Titanio: La adición de titanio a la aleación puede refinar los granos recién fundidos y reducir la tendencia a formar grietas durante la fundición..

(2) Circonio: Una pequeña cantidad de circonio y titanio tienen efectos similares., refinar los granos recién fundidos, Reducir la tendencia a las grietas de fundición y soldadura., y mejorar la plasticidad de lingotes y uniones soldadas. La adición de circonio no afecta la resistencia de los productos conformados en frío de aleaciones que contienen manganeso., y mejora ligeramente la resistencia de la aleación sin manganeso.

(3) Silicio: Aleación de Al-Cu-Mg con ω (Mg) menos que 1.0% y ω (Y) mas que 0.5%, que puede mejorar la velocidad y la fuerza del envejecimiento artificial sin afectar la capacidad de envejecimiento natural. Porque el silicio y el magnesio forman el Mg 2 Si fase, es beneficioso para mejorar el efecto de envejecimiento artificial. Sin embargo, cuando ω(Mg) se incrementa a 1.5%, después de apagar el envejecimiento natural o el tratamiento de envejecimiento artificial, la fuerza y ​​la resistencia al calor de la aleación disminuirán con el aumento de ω(Y). Por lo tanto, ω(Y) debe reducirse lo más posible. Además, el aumento de ω (Y) aumentará la tendencia de 2Al2, 2A06 y otras aleaciones para formar grietas y disminuir la plasticidad durante el remachado.. Por lo tanto, el ω (Y) en la aleación se limita generalmente a 0.5% o menos. Para aleaciones que requieren alta plasticidad, ω (Y) debería ser más bajo.

(4) Planchar: Forma de hierro y aluminio FeAl 3 compuestos. El hierro se disolverá en los compuestos formados por el cobre., manganeso, silicio y otros elementos. Estos compuestos gruesos que no se disuelven en una solución sólida reducirán la plasticidad de la aleación y harán que la aleación se deforme.. Es fácil de romper, y el efecto fortalecedor se reduce obviamente. Una pequeña cantidad de hierro (menos que 0.25%) tiene poco efecto sobre las propiedades mecánicas de la aleación, que puede mejorar la tendencia a la formación de grietas durante la fundición y la soldadura, pero reduce la velocidad natural de envejecimiento. Para obtener materiales de alta plasticidad, el contenido de hierro y silicio en la aleación debe ser lo más bajo posible.

(5) Zinc: Una pequeña cantidad de zinc (ω(Zn)= 0,1% ~ 0,5%) tiene poco efecto sobre las propiedades mecánicas de la aleación Al-Cu-Mg a temperatura ambiente, pero reduce la resistencia al calor de la aleación.. el ω (Zn) en la aleación debe limitarse a menos de 0.3%.

Aleación Al-Cu-Mg-Fe-Ni

Los principales números de combinación de las aleaciones de la serie Al-Cu-Mg-Fe-Ni son 2A70, 2A80, 2A90, etc. Cada elemento de aleación tiene las siguientes funciones:

(1) Cobre y magnesio: La influencia del contenido de cobre y magnesio en la resistencia a temperatura ambiente y la resistencia al calor de la aleación anterior es similar a la de la aleación Al-Cu-Mg.. Dado que el contenido de cobre y magnesio en esta serie de aleaciones es menor que el de las aleaciones Al-Cu-Mg, las aleaciones están ubicadas en el α + S (Alabama 2 CuMg) región de dos fases, por lo que las aleaciones tienen mayor resistencia a temperatura ambiente y buena resistencia al calor; además, Cuando el contenido de cobre es bajo, la solución sólida de baja concentración tiene una baja tendencia a descomponerse, que es beneficioso para la resistencia al calor de la aleación.

(2) Níquel: El níquel y el cobre en la aleación pueden formar un compuesto ternario insoluble.. Cuando el contenido de níquel es bajo (Algunos), cuando el contenido de níquel es alto, Alabama 3 (CuNi) 2 se forma. Por lo tanto, la presencia de níquel puede reducir el cobre en la solución sólida. Los resultados de la medición de la constante de red del estado apagado también demostraron el agotamiento de los átomos de soluto de cobre en la solución sólida de aleación.. Cuando el contenido de hierro es muy bajo, Aumentar el contenido de níquel puede reducir la dureza de la aleación y reducir el efecto de fortalecimiento de la aleación..

(3) Planchar: Como el níquel, El hierro también puede reducir la concentración de cobre en solución sólida.. Cuando el contenido de níquel es muy bajo, la dureza de la aleación inicialmente disminuye con el aumento del contenido de hierro, pero cuando el contenido de hierro alcanza un cierto valor, comienza a aumentar.

Cuando se agregan hierro y níquel a AlCu 2.2 Mg 1.65 aleación al mismo tiempo, las características de la dureza cambian al apagar el envejecimiento natural, apagar el envejecimiento artificial, templado y recocido son similares, y aparece un valor en las partes con contenidos similares de níquel y hierro. Aquí, la constante de celosía en el estado apagado parece ser un mínimo.

Cuando el contenido de hierro en la aleación es mayor que el contenido de níquel, el Al 7 Con 2 Aparecerá la fase Fe.. Cuando el contenido de níquel en la aleación es mayor que el contenido de hierro, aparecerá la fase AlCuNi. La aparición de la fase ternaria que contiene cobre reduce la concentración de cobre en la solución sólida. Solo cuando los contenidos de hierro y níquel sean iguales, todo Al 9 Se forman fases de FeNi.. En este caso, porque no hay exceso de hierro o níquel para formar una fase insoluble que contiene cobre, el cobre en la aleación no solo forma la S(Alabama 2 CuMg) fase, pero también aumenta la concentración de cobre en la solución sólida. Es beneficioso mejorar la fuerza de la aleación y su resistencia al calor..

El contenido de hierro y níquel puede afectar la resistencia al calor de la aleación.. el al 9 La fase FeNi es un compuesto duro y quebradizo con muy baja solubilidad en Al. Después de la forja y el tratamiento térmico., cuando están dispersos en la estructura, Pueden mejorar significativamente la resistencia al calor de la aleación.. Por ejemplo, en AlCu 2.2 Mg 1.65 aleación, ω(Ni)= 1,0%, agregando ω(Fe)= 0,7% ~ 0,9% valor de resistencia a la resistencia de la aleación.

(4) Silicio: Añadiendo ω(Y)= 0.5% ~ 1.2% a la aleación 2A80 puede aumentar la resistencia a temperatura ambiente de la aleación, pero reduce la resistencia al calor de la aleación.

(5) Titanio: Añadiendo ω(usted)= 0.02% ~ 0.1% a la aleación 2A70 puede refinar los granos recién fundidos y mejorar el rendimiento del proceso de forjado, que es beneficioso para la resistencia al calor, pero tiene poco efecto sobre el rendimiento a temperatura ambiente.

Aleación de Al-Cu-Mn

Los principales números de combinación de las aleaciones de la serie Al-Cu-Mn son 2A16, 2A17, etc. Los principales elementos de aleación tienen las siguientes funciones:

(1) Cobre: A temperatura ambiente y alta temperatura., La resistencia de la aleación aumenta a medida que aumenta el contenido de cobre.. Cuando ω (Con) alcanza 5.0%, la resistencia de la aleación está cerca del valor. Además, El cobre puede mejorar el rendimiento de soldadura de la aleación..

(2) Manganeso: El manganeso es el elemento principal para mejorar las aleaciones resistentes al calor.. Puede aumentar la energía de activación de los átomos en solución sólida., reducir el coeficiente de difusión de los átomos del soluto y la velocidad de descomposición de la solución sólida. Cuando la solución sólida se descompone., la formación y crecimiento de la fase T precipitada (Alabama 20 Con 2 Minnesota 3) también es muy lento, por lo que la aleación tiene un rendimiento estable cuando se calienta durante mucho tiempo a una determinada temperatura alta. Agregar manganeso apropiado (ω(Minnesota)= 0,6% ~ 0,8%) Puede mejorar la resistencia a temperatura ambiente y la resistencia de la aleación en el estado de envejecimiento natural y templado.. Sin embargo, si el contenido de manganeso es demasiado alto, la fase T aumentará, lo que aumentará la interfaz, acelerar el efecto de difusión, y reducir la resistencia al calor de la aleación.. Además, El manganeso también puede reducir la tendencia a agrietarse durante la soldadura de aleación..

Los oligoelementos añadidos a la aleación Al-Cu-Mn son magnesio., titanio y circonio, mientras que los principales elementos de impureza son el hierro, silicio, zinc, etc. Los efectos son los siguientes:

(1) Magnesio: Cuando el contenido de cobre y manganeso en la aleación 2Al6 no cambia, añadir ω(Mg)=0,25%~0,45% para formar una aleación 2A17. El magnesio puede aumentar la resistencia a temperatura ambiente de la aleación y mejorar la resistencia al calor por debajo de 150 ~ 225 ℃.. Sin embargo, cuando la temperatura sube de nuevo, la resistencia de la aleación disminuye significativamente. Sin embargo, la adición de magnesio puede deteriorar el rendimiento de soldadura de la aleación, así en la aleación 2A16 soldable resistente al calor, la impureza ω (Mg) ≤ 0.05%.

(2) Titanio: El titanio puede refinar los granos fundidos., aumentar la temperatura de recristalización de la aleación, reducir la tendencia a la descomposición de la solución sólida sobresaturada, y estabilizar la estructura de la aleación a altas temperaturas.. Sin embargo, cuando ω(usted)>0.3%, la formación de cristales gruesos en forma de aguja TiAl 3 Los compuestos reducirán la resistencia al calor de la aleación.. el ω(usted) de la aleación se especifica como 0,1% ~ 0,2%.

(3) Circonio: cuando ω(Zr)= 0.1% ~ 0.25% se agrega a 2219 aleación, los granos se pueden refinar, y la temperatura de recristalización de la aleación y la estabilidad de la solución sólida se pueden mejorar, mejorando así la resistencia al calor de la aleación y mejorando la soldabilidad de la aleación y la ductilidad de la soldadura.. Sin embargo, cuando ω(Zr) es alto, ZrAl compuesto más frágil 3 se puede producir.

(4) Planchar: Cuando ω(Fe)>0.45% en la aleación de hierro, se forma la fase insoluble Al7Cu2Fe, que puede reducir las propiedades mecánicas de la aleación en el estado de envejecimiento apagado y la resistencia a 300 ℃. Así que limita oh(Fe)<0.3%.

(5) Silicio: Una pequeña cantidad de silicio (ω(Y)≤ 0,4%) no tiene ningún efecto evidente sobre las propiedades mecánicas a temperatura ambiente, pero reduce la fuerza de resistencia a 300 ℃; cuando ω(Y)>0.4%, También reduce las propiedades mecánicas a temperatura ambiente.. Por lo tanto, límite ω(Y)<0.3%.

(6) Zinc: Una pequeña cantidad de zinc (ω(Zn)= 0,3%) no tiene ningún efecto sobre el rendimiento de la aleación a temperatura ambiente, pero puede acelerar la tasa de difusión del cobre en el aluminio y reducir la resistencia permanente de la aleación a 300 ℃, por lo que se limita a ω(Zn)< 0.1%.