2000 serie alluminio classificazione
Lega Al-Cu-Mg
I principali numeri compositi delle leghe della serie AI-Cu-Mg sono 2A01, 2A02, 2A06, 2A10, 2A11, 2A12, eccetera. I principali elementi additivi sono il rame, magnesio e manganese. Hanno i seguenti effetti sulla lega:
Quando(Mg) è 1%~2%, ?(Insieme a) aumenta da 1% a 4%, la resistenza alla trazione della lega allo stato temprato viene aumentata da 200MPa a 380MPa; la resistenza alla trazione della lega allo stato di invecchiamento naturale temprato è aumentata da 300 MPa Aumento a 480 MPa. Quando(Insieme a) è compreso tra 1%~4% e(Mg) aumenta da 0.5% a 2.0%, la resistenza alla trazione della lega aumenta; quando(Mg) continua ad aumentare, la resistenza della lega diminuisce.
?(Insieme a)=4,0% e(Mg)=valore di resistenza alla trazione della lega del 2,0%, ?(Insieme a)=3%~4% e(Mg)=0,5%~1,3% lega, il suo effetto di invecchiamento naturale tempra. Gli esperimenti indicano che la resistenza alla trazione delle leghe ternarie Al-Cu-Mg con ω(Insieme a)=4%~6% e(Mg)=1%~2% può raggiungere i 490~ nello stato di invecchiamento naturale spento. 510MPa.
Dal valore del test di resistenza alla resistenza della lega Al-Cu-Mg con ω(mn)=0,6% a 200℃ e 160MPa di stress, si può sapere che il contenuto di ω(Insieme a)=3,5%~6% e(Mg)=1.2%~2.0 % Lega, forza durevole. A quest'ora, la lega si trova sulla sezione d'urto pseudo-binaria di Al-S (Al, CuMg) o vicino a questa zona. Per leghe lontane dalla sezione trasversale pseudo-binaria, questo è, quando(Mg)<1.2% e(Mg)>2.0%, la forza permanente diminuisce. Se oh(Mg) è aumentato a 3.0% o più, la resistenza permanente della lega diminuirà rapidamente.
Anche i test a 250°C e 100MPa stress hanno ottenuto leggi simili. La letteratura indica che le leghe con resistenza permanente a 300°C si trovano nella regione di fase α+S a destra della sezione trasversale binaria Al-S con contenuto di magnesio più elevato.
La lega binaria Al-Cu con(Insieme a)= 3% ~ 5% ha una resistenza alla corrosione molto bassa nello stato di invecchiamento naturale spento. Aggiunta 0.5% Il Mg può ridurre il potenziale di una soluzione solida, che può parzialmente migliorare la resistenza alla corrosione della lega. Quando(Mg)>1.0%, la corrosione locale della lega aumenta, e l'allungamento diminuisce bruscamente dopo la corrosione.
Per leghe con(Insieme a)>4.0% e(Mg)>1.0%, il magnesio riduce la solubilità del rame nell'alluminio. La lega ha CuAl . insolubile 2 e S fasi allo stato spento. La presenza di queste fasi accelera la corrosione . Le leghe con ω(Insieme a)=3%~5% e(Mg)=1%~4% si trovano nella stessa zona di fase e hanno una resistenza alla corrosione simile nello stato di invecchiamento naturale spento. La lega nella regione della fase α-S ha una resistenza alla corrosione peggiore rispetto alla lega α-CuAl 2 -Regione S. La corrosione intergranulare è la principale tendenza alla corrosione delle leghe Al-Cu-Mg.
Il manganese viene aggiunto alla lega Al-Cu-Mg principalmente per eliminare gli effetti dannosi del ferro e migliorare la resistenza alla corrosione. Il manganese può aumentare leggermente la resistenza della lega a temperatura ambiente, ma riduce la plasticità. Il manganese può anche ritardare e indebolire il processo di invecchiamento artificiale della lega Al-Cu-Mg e migliorare la resistenza al calore della lega. Il manganese è anche uno dei principali fattori che fanno sì che la lega Al-Cu-Mg abbia un effetto di estrusione. ?(mn) è generalmente inferiore a 1%. Se il contenuto è troppo alto, può formare grossolani (FeMn)Al 6 composti fragili e riducono la plasticità della lega.
Una piccola quantità di oligoelementi aggiunti alla lega Al-Cu-Mg sono titanio e zirconio, e le impurità sono principalmente ferro, silicio e zinco. Gli effetti sono i seguenti:
(1) Titanio: L'aggiunta di titanio alla lega può affinare i grani as-cast e ridurre la tendenza a formare crepe durante la fusione.
(2) Zirconio: Una piccola quantità di zirconio e titanio ha effetti simili, affinare i grani as-cast, ridurre la tendenza alla colata e alle cricche di saldatura, e migliorare la plasticità dei lingotti e dei giunti saldati. L'aggiunta di zirconio non influisce sulla resistenza dei prodotti formati a freddo in lega contenente manganese, e migliora leggermente la resistenza della lega priva di manganese.
(3) Silicio: Lega Al-Cu-Mg con (Mg) meno di 1.0% e (e) più di 0.5%, che può migliorare la velocità e la forza dell'invecchiamento artificiale senza influire sulla naturale capacità di invecchiamento. Poiché il silicio e il magnesio formano il Mg 2 Se fase, è utile migliorare l'effetto dell'invecchiamento artificiale. però, quando(Mg) è aumentato a 1.5%, dopo l'estinzione dell'invecchiamento naturale o del trattamento di invecchiamento artificiale, la forza e la resistenza al calore della lega diminuiranno con l'aumento di ω(e). Perciò, ?(e) dovrebbe essere ridotto il più possibile. Inoltre, l'aumento di (e) aumenterà la tendenza di 2Al2, 2A06 e altre leghe per formare crepe e diminuire la plasticità durante la rivettatura. Perciò, il (e) nella lega è generalmente limitato a 0.5% o meno. Per leghe che richiedono elevata plasticità, ? (e) dovrebbe essere più basso.
(4) Ferro da stiro: Ferro e alluminio formano FeAl 3 composti. Il ferro si dissolverà nei composti formati dal rame, manganese, silicio e altri elementi. Questi composti grossolani che non si dissolvono in una soluzione solida ridurranno la plasticità della lega e causeranno la deformazione della lega. È facile da decifrare, e l'effetto rinforzante è ovviamente ridotto. Una piccola quantità di ferro (meno di 0.25%) ha scarso effetto sulle proprietà meccaniche della lega, che può migliorare la tendenza alla formazione di crepe durante la fusione e la saldatura, ma ridurre la naturale velocità di invecchiamento. Per ottenere materiali ad alta plasticità, il contenuto di ferro e silicio nella lega dovrebbe essere il più basso possibile.
(5) Zinco: Una piccola quantità di zinco (?(Zn)=0,1%~0,5%) ha scarso effetto sulle proprietà meccaniche della lega Al-Cu-Mg a temperatura ambiente, ma riduce la resistenza al calore della lega. Il ω (Zn) nella lega dovrebbe essere limitato a meno di 0.3%.
Lega Al-Cu-Mg-Fe-Ni
I principali numeri di combinazione delle leghe della serie Al-Cu-Mg-Fe-Ni sono 2A70, 2A80, 2A90, eccetera. Ogni elemento in lega ha le seguenti funzioni:
(1) Rame e magnesio: L'influenza del contenuto di rame e magnesio sulla resistenza a temperatura ambiente e sulla resistenza al calore della suddetta lega è simile a quella della lega Al-Cu-Mg. Poiché il contenuto di rame e magnesio in questa serie di leghe è inferiore a quello delle leghe Al-Cu-Mg, le leghe si trovano nel α+S (Al 2 CuMg) regione a due fasi, quindi le leghe hanno una maggiore resistenza alla temperatura ambiente e una buona resistenza al calore; Inoltre, Quando il contenuto di rame è basso, la soluzione solida a bassa concentrazione ha una bassa tendenza alla decomposizione, che è vantaggioso per la resistenza al calore della lega.
(2) Nichel: Nichel e rame nella lega possono formare un composto ternario insolubile. Quando il contenuto di nichel è basso (AlCuNi), quando il contenuto di nichel è alto, Al 3 (CuNi) 2 è formato. Perciò, la presenza di nichel può ridurre il rame nella soluzione solida. I risultati della misurazione della costante reticolare dello stato temprato hanno anche dimostrato l'esaurimento degli atomi di soluto di rame nella soluzione solida della lega. Quando il contenuto di ferro è molto basso, l'aumento del contenuto di nichel può ridurre la durezza della lega e ridurre l'effetto rinforzante della lega.
(3) Ferro da stiro: come il nichel, il ferro può anche ridurre la concentrazione di rame in soluzione solida. Quando il contenuto di nichel è molto basso, la durezza della lega inizialmente diminuisce con l'aumentare del contenuto di ferro, ma quando il contenuto di ferro raggiunge un certo valore, inizia ad aumentare.
Quando ferro e nichel vengono aggiunti ad AlCu 2.2 Mg 1.65 lega allo stesso tempo, le caratteristiche della durezza cambiano durante la tempra dell'invecchiamento naturale, tempra invecchiamento artificiale, tempra e ricottura sono simili, e un valore appare nelle parti con contenuti simili di nichel e ferro. Qui, la costante reticolare allo stato spento sembra essere un minimo.
Quando il contenuto di ferro nella lega è maggiore del contenuto di nichel, l'Al 7 Insieme a 2 Apparirà la fase Fe. Quando il contenuto di nichel nella lega è maggiore del contenuto di ferro, apparirà la fase AlCuNi. L'aspetto della fase ternaria contenente rame riduce la concentrazione di rame nella soluzione solida. Solo quando il contenuto di ferro e nichel è uguale, tutto Al 9 Si formano fasi FeNi. In questo caso, perché non c'è ferro o nichel in eccesso per formare una fase contenente rame insolubile, il rame nella lega non solo forma la S(Al 2 CuMg) fase, ma aumenta anche la concentrazione di rame nella soluzione solida. È utile migliorare la resistenza della lega e la sua resistenza al calore.
Il contenuto di ferro e nichel può influenzare la resistenza al calore della lega. L'Al 9 La fase FeNi è un composto duro e fragile con una solubilità molto bassa in Al. Dopo la forgiatura e il trattamento termico, quando sono dispersi nella struttura, possono migliorare significativamente la resistenza al calore della lega. Per esempio, in AlCu 2.2 Mg 1.65 lega, ?(Ni)=1,0%, aggiungendo ω(Fe)=0,7%~0,9% valore di resistenza alla resistenza della lega.
(4) Silicio: Aggiunta di(e)= 0,5% ~ 1,2% in lega 2A80 può aumentare la resistenza a temperatura ambiente della lega, ma ridurre la resistenza al calore della lega.
(5) Titanio: Aggiunta di(Voi)=0.02%~0.1% alla lega 2A70 può affinare i grani as-cast e migliorare le prestazioni del processo di forgiatura, che è vantaggioso per la resistenza al calore, ma ha scarso effetto sulle prestazioni a temperatura ambiente.
Lega Al-Cu-Mn
I principali numeri di combinazione delle leghe della serie Al-Cu-Mn sono 2A16, 2A17, eccetera. I principali elementi di lega hanno le seguenti funzioni:
(1) Rame: A temperatura ambiente e ad alta temperatura, la resistenza della lega aumenta all'aumentare del contenuto di rame. Quando (Insieme a) raggiunge 5.0%, la resistenza della lega è vicina al valore. Inoltre, il rame può migliorare le prestazioni di saldatura della lega.
(2) Manganese: Il manganese è l'elemento principale per migliorare le leghe resistenti al calore. Può aumentare l'energia di attivazione degli atomi in soluzione solida, ridurre il coefficiente di diffusione degli atomi di soluto e il tasso di decomposizione della soluzione solida. Quando la soluzione solida è decomposta, la formazione e la crescita della fase T precipitata (Al 20 Insieme a 2 mn 3) è anche molto lento, quindi la lega ha prestazioni stabili se riscaldata a lungo a una certa temperatura elevata. Aggiunta di manganese appropriato (?(mn)=0,6%~0,8%) può migliorare la resistenza a temperatura ambiente e la resistenza alla resistenza della lega nello stato di invecchiamento temprato e naturale. però, se il contenuto di manganese è troppo alto, la fase T aumenterà, che aumenterà l'interfaccia, accelerare l'effetto di diffusione, e ridurre la resistenza al calore della lega. Inoltre, il manganese può anche ridurre la tendenza alla rottura durante la saldatura della lega.
Gli oligoelementi aggiunti alla lega Al-Cu-Mn sono magnesio, titanio e zirconio, mentre i principali elementi di impurità sono il ferro, silicio, zinco, eccetera. Gli effetti sono i seguenti:
(1) Magnesio: Quando il contenuto di rame e manganese nella lega 2Al6 è invariato, aggiungi ω(Mg)=0,25%~0,45% per formare una lega 2A17. Il magnesio può aumentare la resistenza a temperatura ambiente della lega e migliorare la resistenza al calore al di sotto di 150 ~ 225 ℃. però, quando la temperatura si alza di nuovo, la forza della lega diminuisce in modo significativo. però, l'aggiunta di magnesio può deteriorare le prestazioni di saldatura della lega, quindi nella lega saldabile 2A16 resistente al calore, l'impurità (Mg) ? 0.05%.
(2) Titanio: Il titanio può affinare i grani as-cast, aumentare la temperatura di ricristallizzazione della lega, ridurre la tendenza alla decomposizione della soluzione solida sovrasatura, e stabilizzare la struttura della lega ad alte temperature. però, quando(Voi)>0.3%, la formazione di grossi cristalli aghiformi TiAl 3 i composti ridurranno la resistenza al calore della lega. Il ω(Voi) della lega è specificato come 0,1%~0,2%.
(3) Zirconio: quando(Zr)=0.1%~0.25% viene aggiunto a 2219 lega, i grani possono essere raffinati, e la temperatura di ricristallizzazione della lega e la stabilità della soluzione solida possono essere migliorate, migliorando così la resistenza al calore della lega e migliorando la saldabilità della lega e la duttilità della saldatura. però, quando(Zr) è alto, composto più fragile ZrAl 3 può essere prodotto.
(4) Ferro da stiro: Quando(Fe)>0.45% nella lega di ferro, si forma la fase insolubile Al7Cu2Fe, che può ridurre le proprietà meccaniche della lega nello stato di invecchiamento temprato e la forza di resistenza a 300 ℃. Quindi limite oh(Fe)<0.3%.
(5) Silicio: Una piccola quantità di silicio (?(e)≤0,4%) non ha alcun effetto evidente sulle proprietà meccaniche a temperatura ambiente, ma riduce la forza di resistenza a 300℃; quando(e)>0.4%, riduce anche le proprietà meccaniche a temperatura ambiente. Perciò, limite ω(e)<0.3%.
(6) Zinco: Una piccola quantità di zinco (?(Zn)=0,3%) non ha alcun effetto sulle prestazioni a temperatura ambiente della lega, ma può accelerare la velocità di diffusione del rame nell'alluminio e ridurre la resistenza permanente della lega a 300℃, quindi è limitato a ω(Zn)< 0.1%.