2000 serye aluminyo pag-uuri
Alloy Al Cu Mg
Ang mga pangunahing composite number ng AI-Cu-Mg series alloys ay 2A01, 2A02, 2A06, 2A10, 2A11, 2A12, atbp. Ang pangunahing mga additive elemento ay tanso, magnesiyo at mangganeso. Mayroon silang mga sumusunod na epekto sa haluang metal:
When ω(Mg) ay 1%~2%, ω(Cu) pagtaas mula sa 1% sa 4%, ang makunat na lakas ng haluang metal sa quenched estado ay nadagdagan mula sa 200MPa sa 380MPa; ang makunat lakas ng haluang metal sa quenched natural aging estado ay nadagdagan mula sa 300MPa Pagtaas sa 480MPa. When ω(Cu) ay nasa loob ng 1%~4% at ω(Mg) pagtaas mula sa 0.5% sa 2.0%, ang lakas ng paghatak ng haluang metal ay nagdaragdag; kailan ang ω(Mg) patuloy na dumarami, ang lakas ng haluang metal bumababa.
ω(Cu)=4.0% at ω(Mg)=2.0% haluang metal lakas ng makunat halaga, ω(Cu)=3%~4% at ω(Mg)=0.5%~1.3% haluang metal, ang pagpapawi nito natural aging Effect. Ang mga eksperimento ay nagpapahiwatig na ang lakas ng Al Cu-Mg ternary alloys na may ω(Cu)=4%~6% at ω(Mg)=1%~2% ay maaaring umabot sa 490~ sa quenched natural aging state. 510MPa.
Mula sa pagtitiis lakas test halaga ng Al-Cu-Mg haluang metal na may ω(Mn)=0.6% sa 200°C at 160MPa stress, Maaari itong malaman na ang nilalaman ng Ω(Cu)=3.5%~6% at ω(Mg)=1.2%~2.0 % Haluang haluang-haluin, matibay na lakas. Sa oras na ito, ang haluang metal ay matatagpuan sa pseudo-binary cross section ng Al S (Al, CuMg) o malapit sa lugar na ito. Para sa mga haluang metal na malayo sa pseudo-binary cross-section, iyon ay, kailan ang ω(Mg)<1.2% at ω(Mg)>2.0%, ang permanenteng lakas ay bumababa. Kung ω(Mg) ay nadaragdagan sa 3.0% o higit pa, ang permanenteng lakas ng haluang metal ay mabilis na mababawasan.
Ang mga pagsubok sa 250°C at 100MPa stress ay nakakuha rin ng mga katulad na batas. Binigyang-diin ng literatura na ang mga haluang metal na may permanenteng lakas sa 300°C ay matatagpuan sa α+S phase region sa kanan ng Al S binary cross section na may mas mataas na nilalaman ng magnesium.
Ang Al Cu binary haluang metal na may ω(Cu)=3% ~ 5% ay may napakababang kaagnasan paglaban sa quenched natural aging estado. Pagdaragdag ng 0.5% Mg ay maaaring mabawasan ang potensyal ng α solid solusyon, na maaaring bahagyang mapabuti ang kaagnasan paglaban ng haluang metal. When ω(Mg)>1.0%, ang lokal na kaagnasan ng haluang metal ay nagdaragdag, at ang paghaba ay bumaba nang masakit pagkatapos ng kaagnasan.
Para sa mga haluang metal na may ω(Cu)>4.0% at ω(Mg)>1.0%, magnesium binabawasan ang solubility ng tanso sa aluminyo. Ang haluang metal ay may hindi matutunaw CuAl 2 at S phase sa pinawi na estado. Ang pagkakaroon ng mga phase na ito ay nagpapabilis ng kaagnasan . Ang mga haluang metal na may ω(Cu)=3%~5% at ω(Mg)=1%~4% ay matatagpuan sa parehong phase zone at may katulad na paglaban sa kaagnasan sa quenched natural na estado ng pagtanda. Ang haluang metal sa rehiyon ng α-S phase ay may mas masahol na paglaban sa kaagnasan kaysa sa α-CuAl 2 -S rehiyon. Ang intergranular na kaagnasan ay ang pangunahing kaagnasan na hilig ng Al-Cu-Mg alloys.
Ang mangganeso ay idinagdag sa Al-Cu-Mg haluang metal lalo na upang maalis ang mapanganib na epekto ng bakal at mapabuti ang paglaban sa kaagnasan. Manganese ay maaaring bahagyang taasan ang kuwarto temperatura lakas ng haluang metal, pero nababawasan ang plasticity. Maaari ring maantala at mapahina ng mangganeso ang artipisyal na proseso ng pagtanda ng Al Cu Mg haluang metal at mapabuti ang lakas ng paglaban sa init ng haluang metal. Ang mangganeso ay isa rin sa mga pangunahing kadahilanan na gumawa ng Al Cu Mg haluang metal ay may epekto ng paglabas. ω(Mn) ay karaniwang mas mababa kaysa sa 1%. Kung ang nilalaman ay masyadong mataas, maaari itong bumuo ng magaspang (FeMn)Al 6 malutong compounds at mabawasan ang plasticity ng haluang metal.
Ang isang maliit na halaga ng mga elemento ng bakas na idinagdag sa Al-Cu-Mg haluang metal ay titan at zirconium, at ang mga karumihan ay pangunahing bakal, silicon at sink. Ang mga epekto ay ang mga sumusunod:
(1) Titanium: Ang pagdaragdag ng titan sa haluang metal ay maaaring pinuhin ang bilang cast butil at mabawasan ang posibilidad na bumuo ng mga bitak sa panahon ng paghahagis.
(2) Zirconium: Ang isang maliit na halaga ng zirconium at titan ay may katulad na mga epekto, pinuhin ang mga butil na itinapon, bawasan ang posibilidad ng paghahagis at hinang bitak, at mapabuti ang plasticity ng mga ingots at welded joints. Ang pagdaragdag ng zirconium ay hindi nakakaapekto sa lakas ng mga produktong may haluang metal na haluang metal na malamig na nabuo, at bahagyang nagpapabuti sa lakas ng haluang metal na walang mangganeso.
(3) Silicon: Al Cu-Mg haluang metal na may ω (Mg) mas mababa sa 1.0% at ω (Si) higit sa 0.5%, na maaaring mapabuti ang bilis at lakas ng artipisyal na pagtanda nang hindi nakakaapekto sa likas na kakayahan sa pagtanda. Dahil silicon at magnesium ang bumubuo sa Mg 2 Si phase, Ito ay kapaki pakinabang upang mapabuti ang artipisyal na aging effect. Gayunpaman, kailan ang ω(Mg) ay nadaragdagan sa 1.5%, pagkatapos ng pagpapawi ng natural na pagtanda o artipisyal na paggamot sa pagtanda, ang lakas at init paglaban ng haluang metal ay mababawasan sa pagtaas ng ω(Si). Samakatuwid, ω(Si) dapat bawasan hangga't maaari. Sa karagdagan, ang pagtaas sa ω (Si) ay magpapataas ng tendensya ng 2Al2, 2A06 at iba pang mga alloys upang bumuo ng mga bitak at bawasan ang plasticity sa panahon ng riveting. Samakatuwid, ang ω (Si) sa haluang metal ay karaniwang limitado sa 0.5% o mas mababa. Para sa mga haluang metal na nangangailangan ng mataas na plasticity, ω (Si) dapat mas mababa.
(4) bakal: Iron at aluminyo form FeAl 3 mga tambalang. Ang bakal ay matutunaw sa mga compound na nabuo ng tanso, mangga, silicon at iba pang mga elemento. Ang mga magaspang na compounds na hindi matunaw sa solidong solusyon ay mabawasan ang plasticity ng haluang metal at maging sanhi ng haluang metal na deformed. Madali itong basagin, at ang pagpapalakas ng epekto ay malinaw na nabawasan. Ang isang maliit na halaga ng bakal (mas mababa sa 0.25%) ay may maliit na epekto sa mga mekanikal na katangian ng haluang metal, na kung saan ay maaaring mapabuti ang posibilidad ng crack formation sa panahon ng paghahagis at hinang, ngunit bawasan ang natural na bilis ng pagtanda. Upang makakuha ng mataas na plasticity materyales, ang nilalaman ng bakal at silikon sa haluang metal ay dapat na mababa hangga't maaari.
(5) sink: Ang isang maliit na halaga ng sink (ω(Zn)=0.1%~ 0.5%) ay may maliit na epekto sa mga mekanikal na katangian ng Al-Cu-Mg haluang metal sa temperatura ng kuwarto, pero binabawasan nito ang heat resistance ng alloy. Ang ω (Zn) sa haluang metal ay dapat na limitado sa mas mababa kaysa sa 0.3%.
Al-Cu-Mg-Fe-Ni haluang metal
Ang mga pangunahing numero ng kumbinasyon ng Al-Cu-Mg-Fe-Ni series alloys ay 2A70, 2A80, 2A90, atbp. Ang bawat haluang metal elemento ay may mga sumusunod na function:
(1) Tanso at magnesium: Ang impluwensya ng tanso at magnesiyo nilalaman sa kuwarto temperatura lakas at init paglaban ng mga nabanggit na haluang metal ay katulad ng na ng Al Cu Mg haluang metal. Dahil ang nilalaman ng tanso at magnesium sa seryeng ito ng mga haluang metal ay mas mababa kaysa sa Al-Cu-Mg alloys, ang mga haluang metal ay matatagpuan sa α+S (Al 2 CuMg) dalawang phase na rehiyon, kaya ang mga haluang metal ay may mas mataas na lakas ng temperatura ng kuwarto at magandang paglaban sa init; sa karagdagan, Kapag mababa ang nilalaman ng tanso, ang mababang konsentrasyon ng solidong solusyon ay may mababang posibilidad na mabulok, na kung saan ay kapaki pakinabang sa paglaban sa init ng haluang metal.
(2) Nikel: Ang nikel at tanso sa haluang metal ay maaaring bumuo ng isang hindi matutunaw na ternary compound. Kapag mababa ang nickel content (AlCuNi), kapag mataas ang nickel content, Al 3 (CuNi) 2 ay nabubuo na. Samakatuwid, ang pagkakaroon ng nikel ay maaaring mabawasan ang tanso sa solidong solusyon. Ang mga resulta ng pagsukat ng konstanteng lattice ng quenched state ay nagpatunay din ng pagkaubos ng mga atomo ng tanso solute sa haluang metal na solidong solusyon. Kapag ang nilalaman ng bakal ay napakababa, Ang pagtaas ng nilalaman ng nickel ay maaaring mabawasan ang katigasan ng haluang metal at mabawasan ang pagpapalakas ng epekto ng haluang metal.
(3) bakal: Tulad ng nikel, bakal ay maaari ring mabawasan ang konsentrasyon ng tanso sa solidong solusyon. Kapag ang nickel content ay napakababa, ang katigasan ng haluang metal sa simula ay bumababa sa pagtaas ng nilalaman ng bakal, Ngunit kapag ang nilalaman ng bakal ay umabot sa isang tiyak na halaga, nagsisimula na itong dumami.
Kapag ang bakal at nikel ay idinagdag sa AlCu 2.2 Mg 1.65 haluang metal sabay, Ang mga katangian ng katigasan ay nagbabago sa ilalim ng pagpapawi ng natural na pagtanda, pagpapawi ng artipisyal na pagtanda, quenching at annealing ay magkatulad, at isang halaga ay lilitaw sa mga bahagi na may katulad na nilalaman ng nikel at bakal. Dito na, ang lattice constant sa quenched state ay lumilitaw na isang minimum.
Kapag ang nilalaman ng bakal sa haluang metal ay mas malaki kaysa sa nilalaman ng nikel, ang Al 7 Cu 2 Fe phase ang lalabas. Kapag ang nilalaman ng nickel sa haluang metal ay mas malaki kaysa sa nilalaman ng bakal, lalabas ang AlCuNi phase. Ang hitsura ng tanso na naglalaman ng ternary phase ay binabawasan ang konsentrasyon ng tanso sa solidong solusyon. Tanging kapag ang mga nilalaman ng bakal at nikel ay pantay, lahat ng Al 9 FeNi phase ay nabuo. Sa ganitong sitwasyon, dahil walang labis na bakal o nikel upang bumuo ng isang hindi matutunaw na tanso na naglalaman ng phase, ang tanso sa haluang metal ay hindi lamang bumubuo ng S(Al 2 CuMg) Phase, ngunit pinatataas din ang konsentrasyon ng tanso sa solidong solusyon. Ito ay kapaki pakinabang upang mapabuti ang lakas ng haluang metal at ang kanyang paglaban sa init.
Ang nilalaman ng bakal at nikel ay maaaring makaapekto sa paglaban sa init ng haluang metal. Ang Al 9 FeNi phase ay isang matigas at malutong compound na may napakababang solubility sa Al. Pagkatapos ng forging at init paggamot, kapag sila ay dispersed sa istraktura, maaari nilang makabuluhang mapabuti ang paglaban sa init ng haluang metal. Halimbawa, sa AlCu 2.2 Mg 1.65 haluang haluang dulugad, ω(Ni)=1.0%, pagdaragdag ng ω(Paa)=0.7%~0.9% haluang metal na pagtitiis lakas ng halaga.
(4) Silicon: Pagdaragdag ng ω(Si)=0.5% ~ 1.2% sa 2A80 haluang metal ay maaaring taasan ang lakas ng temperatura ng kuwarto ng haluang metal, pero bawasan ang heat resistance ng alloy.
(5) Titanium: Pagdaragdag ng ω(Ti)=0.02% ~ 0.1% sa 2A70 haluang metal ay maaaring pinuhin ang bilang cast butil at mapabuti ang pagganap ng proseso ng forging, na kung saan ay kapaki pakinabang sa init paglaban, ngunit may maliit na epekto sa pagganap ng temperatura ng kuwarto.
Al Cu-Mn haluang metal
Ang mga pangunahing numero ng kumbinasyon ng Al-Cu-Mn series alloys ay 2A16, 2A17, atbp. Ang mga pangunahing elemento ng alloying ay may mga sumusunod na function:
(1) Tanso: Sa temperatura ng kuwarto at mataas na temperatura, ang lakas ng haluang metal ay tumataas habang tumataas ang nilalaman ng tanso. When ω (Cu) umabot sa 5.0%, ang haluang metal na lakas ay malapit sa halaga. Sa karagdagan, tanso ay maaaring mapabuti ang pagganap ng hinang ng haluang metal.
(2) mangga: Ang mangganeso ay ang pangunahing elemento upang mapabuti ang mga haluang metal na lumalaban sa init. Maaari itong taasan ang enerhiya ng pag activate ng mga atomo sa solidong solusyon, bawasan ang koepisyente ng diffusion ng solute atoms at ang pagkabulok rate ng solid solusyon. Kapag ang solidong solusyon ay nabubulok, ang pagbuo at paglago ng precipitated T phase (Al 20 Cu 2 Mn 3) ay napakabagal din, kaya ang haluang metal ay may matatag na pagganap kapag pinainit para sa isang mahabang panahon sa isang tiyak na mataas na temperatura. Pagdaragdag ng angkop na mangganeso (ω(Mn)=0.6%~0.8%) maaaring mapabuti ang kuwarto temperatura lakas at pagtitiis lakas ng haluang metal sa quenched at natural aging estado. Gayunpaman, kung masyadong mataas ang nilalaman ng mangganeso, ang T phase ay tataas, na kung saan ay dagdagan ang interface, mapabilis ang diffusion effect, at mabawasan ang init paglaban ng haluang metal. Sa karagdagan, manganese ay maaari ring mabawasan ang posibilidad na pumutok sa panahon ng haluang metal hinang.
Ang mga elemento ng bakas na idinagdag sa haluang metal ng Al Cu-Mn ay magnesium, titan at zirconium, habang ang mga pangunahing elemento ng karumihan ay bakal, silicon, sink, atbp. Ang mga epekto ay ang mga sumusunod:
(1) magnesiyo: Kapag ang nilalaman ng tanso at mangganeso sa 2Al6 haluang metal ay hindi nagbabago, add ω(Mg)=0.25%~0.45% upang bumuo ng isang 2A17 haluang metal. Magnesium ay maaaring taasan ang lakas ng temperatura ng kuwarto ng haluang metal at mapabuti ang init paglaban lakas sa ibaba 150 ~ 225 °C. Gayunpaman, kapag tumaas na naman ang temperatura, ang lakas ng haluang metal ay bumaba nang malaki. Gayunpaman, ang pagdaragdag ng magnesium ay maaaring masira ang pagganap ng hinang ng haluang metal, kaya sa init lumalaban weldable 2A16 haluang metal, ang karumihan ω (Mg) ≤ 0.05%.
(2) Titanium: Titan ay maaaring pinuhin ang bilang cast butil, dagdagan ang recrystallization temperatura ng haluang metal, bawasan ang pagkabulok hilig ng supersaturated solid solusyon, at patatagin ang istraktura ng haluang metal sa mataas na temperatura. Gayunpaman, kailan ang ω(Ti)>0.3%, ang pagbuo ng magaspang na karayom tulad ng kristal TiAl 3 compounds ay mabawasan ang init paglaban ng haluang metal. Ang ω(Ti) ng haluang metal ay tinukoy bilang 0.1%~0.2%.
(3) Zirconium: kailan ang ω(Zr)=0.1%~0.25% ay idinagdag sa 2219 haluang haluang dulugad, ang mga butil ay maaaring pino, at ang recrystallization temperatura ng haluang metal at ang katatagan ng solid solusyon ay maaaring mapabuti, sa gayon pagpapabuti ng paglaban sa init ng haluang metal at pagpapabuti Ang weldability ng haluang metal at ang ductility ng hinang. Gayunpaman, kailan ang ω(Zr) ay mataas na, mas malutong tambalan ZrAl 3 pwedeng makabuo ng.
(4) bakal: When ω(Paa)>0.45% sa bakal na haluang metal, ang hindi matutunaw na phase Al7Cu2Fe ay nabuo, na maaaring mabawasan ang mekanikal na mga katangian ng haluang metal sa quenched aging estado at ang pagtitiis lakas sa 300°C. Kaya limitahan ang ω(Paa)<0.3%.
(5) Silicon: Ang isang maliit na halaga ng siliniyum (ω(Si)≤0.4%) ay walang halata na epekto sa kuwarto temperatura mekanikal katangian, ngunit binabawasan nito ang tibay ng lakas sa 300°C; kailan ang ω(Si)>0.4%, binabawasan din nito ang temperatura ng kuwarto mechanical properties. Samakatuwid, limit ω(Si)<0.3%.
(6) sink: Ang isang maliit na halaga ng sink (ω(Zn)=0.3%) ay walang epekto sa pagganap ng temperatura ng kuwarto ng haluang metal, ngunit maaari itong mapabilis ang diffusion rate ng tanso sa aluminyo at mabawasan ang permanenteng lakas ng haluang metal sa 300 °C, kaya ito ay limitado sa ω(Zn)< 0.1%.