2000 シリーズアルミニウム 分類
Al-Cu-Mg合金
AI-Cu-Mg系合金の主な合成番号は2A01です。, 2A02, 2A06, 2A10, 2A11, 2A12, 等. 主な添加元素は銅です, マグネシウムとマンガン. 合金に対して次のような影響を与えます。:
ωのとき(マグネシウム) 1%～2%です, おお(銅) から増加します 1% に 4%, 焼入れ状態での合金の引張強さは200MPaから380MPaに増加します。; the tensile strength of the alloy in the quenched natural aging state is increased from 300MPa Increase to 480MPa. ωのとき(銅) 1%~4%以内かつω(マグネシウム) から増加します 0.5% に 2.0%, 合金の引張強度が増加します; とき ω(マグネシウム) 増加し続けています, 合金の強度が低下します.
おお(銅)=4.0%およびω(マグネシウム)=2.0%合金引張強度値, おお(銅)=3%~4%とω(マグネシウム)=0.5%~1.3%合金, its quenching natural aging Effect. Experiments indicate that the tensile strength of Al-Cu-Mg ternary alloys with ω(銅)=4%~6%とω(マグネシウム)=1%~2%は急冷した自然時効状態で490~に達する可能性があります. 510MPa.
Al-Cu-Mg合金の耐久強度試験値よりω付き(ん)=0.6%（200℃、160MPa応力時）, ωの内容は次のとおりであることがわかります。(銅)=3.5%~6%とω(マグネシウム)=1.2%~2.0 % 合金, durable strength. 現時点では, 合金は、Al-S の擬二元断面上に位置します。 (アル, CuMg) or near this area. For alloys far away from the pseudo-binary cross-section, つまり, とき ω(マグネシウム)<1.2% そしてω(マグネシウム)>2.0%, the permanent strength decreases. If ω(マグネシウム) に増加します 3.0% 以上, 合金の永久強度は急速に低下します.
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.
ωを有するAl-Cu二元合金(銅)=3%~5% has very low corrosion resistance in the quenched natural aging state. Adding 0.5% Mgはα固溶電位を下げることができます, which can partially improve the corrosion resistance of the alloy. ωのとき(マグネシウム)>1.0%, 合金の局部腐食が増加する, 腐食後は伸びが急激に減少します。.
ω付き合金の場合(銅)>4.0% そしてω(マグネシウム)>1.0%, マグネシウムはアルミニウムへの銅の溶解度を低下させます. この合金には不溶性のCuAlが含まれています 2 および焼入れ状態のS相. The presence of these phases accelerates corrosion . The alloys with ω(銅)=3%~5%とω(マグネシウム)=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. おお(ん) 一般的には以下です 1%. 内容が高すぎる場合, 粗大な形状になる可能性があります (鉄マンガン)アル 6 化合物が脆くなり、合金の可塑性が低下します。.
Al-Cu-Mg合金に添加される微量元素はチタンとジルコニウムです。, 不純物は主に鉄です, シリコンと亜鉛. 効果は以下の通りです:
(1) チタン: 合金にチタンを添加すると、鋳放しの粒子が微細化され、鋳造中に亀裂が発生する傾向が軽減されます。.
(2) ジルコニウム: 少量のジルコニウムとチタンは同様の効果を持っています, 鋳放し粒子を精製する, 鋳造や溶接の亀裂の傾向を軽減します。, 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, マンガンフリー合金の強度をわずかに向上させます。.
(3) シリコン: ωを有するAl-Cu-Mg合金 (マグネシウム) 未満 1.0% そしてω (そして) より多い 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 Si相, it is beneficial to improve the artificial aging effect. しかし, とき ω(マグネシウム) に増加します 1.5%, 自然時効または人工時効処理を急冷した後, 合金の強度と耐熱性はωの増加とともに低下します。(そして). したがって, おお(そして) should be reduced as much as possible. 加えて, ωの増加 (そして) 2Al2の傾向が増加します, 2A06 and other alloys to form cracks and decrease the plasticity during riveting. したがって, ω (そして) 合金中では一般に以下に限定されます 0.5% 以下. For alloys that require high plasticity, おお (そして) もっと低いはずです.
(4) 鉄: 鉄とアルミニウムはFeAlを形成します 3 化合物. 鉄は銅によって形成される化合物に溶解します, マンガン, シリコンおよびその他の元素. 固溶体に溶解しないこれらの粗大な化合物は、合金の可塑性を低下させ、合金の変形を引き起こします。. ひび割れやすい, and the strengthening effect is obviously reduced. 少量の鉄分 (未満 0.25%) 合金の機械的特性にはほとんど影響を与えません, 鋳造や溶接時に亀裂が発生する傾向を改善できます。, but reduce the natural aging speed. In order to obtain high plasticity materials, 合金中の鉄とシリコンの含有量は可能な限り低くする必要があります.
(5) 亜鉛: 少量の亜鉛 (おお(亜鉛)=0.1%~0.5%) 室温ではAl-Cu-Mg合金の機械的特性にはほとんど影響を与えません, but it reduces the heat resistance of the alloy. The ω (亜鉛) 合金中の含有量は以下に制限する必要があります。 0.3%.
Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金
Al-Cu-Mg-Fe-Ni系合金の主な組み合わせ番号は2A70です。, 2A80, 2A90, 等. 各合金元素は次のような機能を持っています。:
(1) 銅とマグネシウム: 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, 合金はα+Sにあります。 (アル 2 CuMg) 二相領域, そのため、合金は室温強度が高く、耐熱性に優れています。; 加えて, 銅の含有量が少ない場合, 低濃度の固溶体は分解する傾向が低い, 合金の耐熱性に有利です.
(2) ニッケル: 合金中のニッケルと銅は不溶性の三元化合物を形成する可能性があります. ニッケル含有量が少ない場合 (いくつかの), ニッケル含有量が多い場合, アル 3 (銅ニッケル) 2 形成される. したがって, ニッケルの存在により、固溶体中の銅が減少する可能性があります. 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, ニッケル含有量が増加すると、合金の硬度が低下し、合金の強化効果が減少する可能性があります。.
(3) 鉄: ニッケルのように, iron can also reduce the concentration of copper in solid solution. When the nickel content is very low, 合金の硬度は、鉄の含有量が増加すると最初は低下します。, しかし鉄分が一定値に達すると, 増え始めます.
AlCuに鉄とニッケルを添加すると 2.2 マグネシウム 1.65 同時に合金化, 焼入れ自然時効により硬さが変化する特性, 人工老化を抑制する, 焼き入れと焼きなましは似ています, ニッケルと鉄の含有量が近い部分に値が表示されます。. ここ, 急冷状態の格子定数は最小であるように見える.
合金中の鉄含有量がニッケル含有量よりも多い場合, アル 7 銅 2 Fe phase will appear. When the nickel content in the alloy is greater than the iron content, AlCuNi相が現れる. 銅を含む三元相の出現により、固溶体中の銅の濃度が低下します。. 鉄とニッケルの含有量が等しい場合のみ, すべてのアル 9 FeNi phases are formed. この場合, 不溶性の銅含有相を形成する過剰な鉄やニッケルがないためです。, 合金中の銅はSを形成するだけではありません(アル 2 CuMg) 段階, しかし、固溶体中の銅の濃度も増加します. 合金の強度や耐熱性の向上に効果があります。.
The content of iron and nickel can affect the heat resistance of the alloy. The Al 9 FeNi 相は硬くて脆い化合物で、Al への溶解度は非常に低いです。. 鍛造・熱処理後, 構造内に分散すると, they can significantly improve the heat resistance of the alloy. 例えば, AlCuで 2.2 マグネシウム 1.65 合金, おお(で)=1.0%, ωを追加(鉄)=0.7%~0.9%合金耐久強度値.
(4) シリコン: ωを追加(そして)=0.5%~1.2% 2A80 合金は合金の室温強度を増加させることができます, ただし合金の耐熱性は低下します.
(5) チタン: ωを追加(の)=0.02%~0.1% の 2A70 合金は、鋳放し粒子を微細化し、鍛造プロセスのパフォーマンスを向上させることができます。, 耐熱性に有利です, ただし、室温での性能にはほとんど影響しません.
Al-Cu-Mn合金
Al-Cu-Mn系合金の主な組み合わせ番号は2A16です。, 2A17, 等. 主な合金元素には次のような働きがあります。:
(1) 銅: 室温でも高温でも, the strength of the alloy increases as the copper content increases. ωのとき (銅) 到達する 5.0%, the alloy strength is close to the value. 加えて, 銅は合金の溶接性能を向上させることができます.
(2) マンガン: マンガンは耐熱合金を改善するための主要な元素です. 固溶体中の原子の活性化エネルギーを増加させることができます, reduce the diffusion coefficient of solute atoms and the decomposition rate of solid solution. When the solid solution is decomposed, 析出したT相の形成と成長 (アル 20 銅 2 ん 3) も非常に遅いです, so the alloy has stable performance when heated for a long time at a certain high temperature. Adding appropriate manganese (おお(ん)=0.6%~0.8%) can improve the room temperature strength and endurance strength of the alloy in the quenched and natural aging state. しかし, マンガン含有量が高すぎる場合, T相が増加します, それはインターフェースを増やすことになります, 拡散効果を加速する, and reduce the heat resistance of the alloy. 加えて, マンガンは、合金溶接中に亀裂が発生する傾向を軽減することもできます。.
Al-Cu-Mn合金に添加される微量元素はマグネシウムです, チタンとジルコニウム, 主な不純物元素は鉄ですが、, シリコン, 亜鉛, 等. 効果は以下の通りです:
(1) マグネシウム: 2Al6合金中の銅とマンガンの含有量が変わらない場合, ωを追加(マグネシウム)=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℃. しかし, また気温が上がったら, the strength of the alloy decreases significantly. しかし, マグネシウムを添加すると合金の溶接性能が低下する可能性があります, 耐熱溶接可能な2A16合金を使用, 不純物ω (マグネシウム) ≤ 0.05%.
(2) チタン: チタンは鋳放し粒子を微細化することができます, 合金の再結晶温度を上げる, 過飽和固溶体の分解傾向を軽減する, and stabilize the structure of the alloy at high temperatures. しかし, とき ω(の)>0.3%, 粗大な針状結晶TiAlの形成 3 compounds will reduce the heat resistance of the alloy. The ω(の) 合金の含有量は0.1%～0.2%と規定されています。.
(3) ジルコニウム: とき ω(ジル)=0.1%～0.25%を加算 2219 合金, 穀物は精製できる, 合金の再結晶温度と固溶体の安定性を向上させることができます。, thereby improving the heat resistance of the alloy and improving The weldability of the alloy and the ductility of the weld. しかし, とき ω(ジル) 高いです, より脆い化合物 ZrAl 3 生産できる.
(4) 鉄: ωのとき(鉄)>0.45% 鉄合金の中で, 不溶相Al7Cu2Feが形成される, which can reduce the mechanical properties of the alloy in the quenched aging state and the endurance strength at 300℃. So limit ω(鉄)<0.3%.
(5) シリコン: 少量のシリコン (おお(そして)≤0.4%) 室温の機械的特性には明らかな影響はありません, ただし300℃での耐久力は低下します。; とき ω(そして)>0.4%, it also reduces the room temperature mechanical properties. したがって, 限界を(そして)<0.3%.
(6) 亜鉛: 少量の亜鉛 (おお(亜鉛)=0.3%) 合金の室温での性能には影響しません。, しかし、アルミニウム中の銅の拡散速度が加速され、300℃での合金の永久強度が低下する可能性があります。, なのでω限定です(亜鉛)< 0.1%.