2000 serie aluminium classificatie
Al-Cu-Mg-legering
De belangrijkste samengestelde getallen van legeringen uit de AI-Cu-Mg-serie zijn 2A01, 2A02, 2A06, 2A10, 2A11, 2A12, enz. De belangrijkste additieve elementen zijn koper, magnesium en mangaan. Ze hebben de volgende effecten op de legering:
Wanneer ω(mgr) bedraagt 1% ~ 2%, Oh(Cu) stijgt van 1% naar 4%, de treksterkte van de legering in uitgedoofde toestand wordt verhoogd van 200 MPa naar 380 MPa; the tensile strength of the alloy in the quenched natural aging state is increased from 300MPa Increase to 480MPa. Wanneer ω(Cu) ligt binnen 1%~4% en ω(mgr) stijgt van 0.5% naar 2.0%, de treksterkte van de legering neemt toe; wanneer ω(mgr) blijft toenemen, de sterkte van de legering neemt af.
Oh(Cu)=4,0% en ω(mgr)=2,0% treksterktewaarde van de legering, Oh(Cu)=3%~4% en ω(mgr)=0,5%~1,3% legering, its quenching natural aging Effect. Experiments indicate that the tensile strength of Al-Cu-Mg ternary alloys with ω(Cu)=4%~6% en ω(mgr)=1%~2% kan 490~ bereiken in de uitgedoofde natuurlijke verouderingstoestand. 510MPa.
Uit de testwaarde van de duurzaamheidssterkte van een Al-Cu-Mg-legering met ω(Mn)=0,6% bij 200 ℃ en 160 MPa spanning, het kan bekend zijn dat de inhoud van ω(Cu)=3,5%~6% en ω(mgr)=1,2%~2,0 % Legering, durable strength. Op dit moment, de legering bevindt zich op de pseudo-binaire doorsnede van Al-S (Al, CuMg) or near this area. For alloys far away from the pseudo-binary cross-section, dat is, wanneer ω(mgr)<1.2% en ω(mgr)>2.0%, the permanent strength decreases. If ω(mgr) wordt verhoogd naar 3.0% of meer, de permanente sterkte van de legering zal snel afnemen.
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.
De Al-Cu binaire legering met ω(Cu)=3%~5% has very low corrosion resistance in the quenched natural aging state. Adding 0.5% Mg kan het potentieel van een vaste α-oplossing verminderen, which can partially improve the corrosion resistance of the alloy. Wanneer ω(mgr)>1.0%, de lokale corrosie van de legering neemt toe, en de rek neemt scherp af na corrosie.
Voor legeringen met ω(Cu)>4.0% en ω(mgr)>1.0%, magnesium vermindert de oplosbaarheid van koper in aluminium. De legering heeft onoplosbaar CuAl 2 en S-fasen in de uitgedoofde toestand. The presence of these phases accelerates corrosion . The alloys with ω(Cu)=3%~5% en ω(mgr)=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. Oh(Mn) is over het algemeen minder dan 1%. Als het gehalte te hoog is, het kan grof worden (FeMn)Al 6 brosse verbindingen en verminderen de plasticiteit van de legering.
Een kleine hoeveelheid sporenelementen toegevoegd aan de Al-Cu-Mg-legering zijn titanium en zirkonium, en de onzuiverheden zijn voornamelijk ijzer, silicium en zink. De effecten zijn als volgt:
(1) Titanium: De toevoeging van titanium aan de legering kan de gegoten korrels verfijnen en de neiging tot scheuren tijdens het gieten verminderen.
(2) Zirkonium: Een kleine hoeveelheid zirkonium en titanium hebben vergelijkbare effecten, verfijn de gegoten korrels, vermindert de neiging tot giet- en lasscheuren, 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, en verbetert enigszins de sterkte van mangaanvrije legering.
(3) Silicium: Al-Cu-Mg-legering met ω (mgr) minder dan 1.0% en ω (En) meer dan 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-fase, it is beneficial to improve the artificial aging effect. Echter, wanneer ω(mgr) wordt verhoogd naar 1.5%, na het blussen van natuurlijke veroudering of kunstmatige verouderingsbehandeling, de sterkte en hittebestendigheid van de legering zullen afnemen met de toename van ω(En). Daarom, Oh(En) should be reduced as much as possible. In aanvulling, de toename van ω (En) zal de neiging van 2Al2 vergroten, 2A06 and other alloys to form cracks and decrease the plasticity during riveting. Daarom, de ω (En) in de legering is over het algemeen beperkt tot 0.5% of minder. For alloys that require high plasticity, Oh (En) zou lager moeten zijn.
(4) Ijzer: IJzer en aluminium vormen FeAl 3 verbindingen. IJzer zal oplossen in de verbindingen gevormd door koper, mangaan, silicium en andere elementen. Deze grove verbindingen die niet oplossen in een vaste oplossing zullen de plasticiteit van de legering verminderen en ervoor zorgen dat de legering vervormd raakt. Het is gemakkelijk te kraken, and the strengthening effect is obviously reduced. Een kleine hoeveelheid ijzer (minder dan 0.25%) heeft weinig effect op de mechanische eigenschappen van de legering, wat de neiging tot scheurvorming tijdens gieten en lassen kan verbeteren, but reduce the natural aging speed. In order to obtain high plasticity materials, het ijzer- en siliciumgehalte in de legering moet zo laag mogelijk zijn.
(5) Zink: Een kleine hoeveelheid zink (Oh(Zn)=0,1%~0,5%) heeft weinig effect op de mechanische eigenschappen van de Al-Cu-Mg-legering bij kamertemperatuur, but it reduces the heat resistance of the alloy. The ω (Zn) in de legering moet worden beperkt tot minder dan 0.3%.
Al-Cu-Mg-Fe-Ni-legering
De belangrijkste combinatienummers van legeringen uit de Al-Cu-Mg-Fe-Ni-serie zijn 2A70, 2A80, 2A90, enz. Elk legeringselement heeft de volgende functies:
(1) Koper en 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, de legeringen bevinden zich in de α+S (Al 2 CuMg) tweefasengebied, dus de legeringen hebben een hogere sterkte bij kamertemperatuur en een goede hittebestendigheid; in aanvulling, Wanneer het kopergehalte laag is, de vaste oplossing met een lage concentratie heeft een lage neiging tot ontleding, wat gunstig is voor de hittebestendigheid van de legering.
(2) Nikkel: Nikkel en koper in de legering kunnen een onoplosbare ternaire verbinding vormen. Wanneer het nikkelgehalte laag is (Sommige), wanneer het nikkelgehalte hoog is, Al 3 (CuNi) 2 wordt gevormd. Daarom, de aanwezigheid van nikkel kan het kopergehalte in de vaste oplossing verminderen. 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, Het verhogen van het nikkelgehalte kan de hardheid van de legering verminderen en het versterkende effect van de legering verminderen.
(3) Ijzer: Zoals nikkel, iron can also reduce the concentration of copper in solid solution. When the nickel content is very low, de hardheid van de legering neemt aanvankelijk af naarmate het ijzergehalte toeneemt, maar wanneer het ijzergehalte een bepaalde waarde bereikt, het begint te stijgen.
Wanneer ijzer en nikkel worden toegevoegd aan AlCu 2.2 mgr 1.65 legering tegelijkertijd, de kenmerken van de hardheid veranderen onder het blussen van natuurlijke veroudering, kunstmatige veroudering tegengaan, afschrikken en gloeien zijn vergelijkbaar, en er verschijnt een waarde in de delen met vergelijkbare gehalten aan nikkel en ijzer. Hier, de roosterconstante in de uitgedoofde toestand lijkt een minimum te zijn.
Wanneer het ijzergehalte in de legering groter is dan het nikkelgehalte, de Al 7 Cu 2 Fe phase will appear. When the nickel content in the alloy is greater than the iron content, de AlCuNi-fase zal verschijnen. Het verschijnen van de koperhoudende ternaire fase vermindert de koperconcentratie in de vaste oplossing. Alleen als het ijzer- en nikkelgehalte gelijk zijn, allemaal Al 9 FeNi phases are formed. In dit geval, omdat er geen overmaat aan ijzer of nikkel is om een onoplosbare koperhoudende fase te vormen, het koper in de legering vormt niet alleen de S(Al 2 CuMg) fase, maar verhoogt ook de concentratie koper in de vaste oplossing. Het is gunstig om de sterkte van de legering en de hittebestendigheid ervan te verbeteren.
The content of iron and nickel can affect the heat resistance of the alloy. The Al 9 FeNi-fase is een harde en brosse verbinding met een zeer lage oplosbaarheid in Al. Na smeden en warmtebehandeling, wanneer ze verspreid zijn in de structuur, they can significantly improve the heat resistance of the alloy. Bijvoorbeeld, in Al Cu 2.2 mgr 1.65 legering, Oh(In)=1,0%, ω toevoegen(Fe)=0,7%~0,9% waarde van de uithoudingsvermogen van de legering.
(4) Silicium: ω toevoegen(En)=0,5% ~ 1,2% tot 2A80-legering kan de sterkte van de legering bij kamertemperatuur vergroten, maar verminder de hittebestendigheid van de legering.
(5) Titanium: ω toevoegen(Van)=0,02% ~ 0,1% tot 2A70-legering kan de gegoten korrels verfijnen en de prestaties van het smeedproces verbeteren, wat gunstig is voor de hittebestendigheid, maar heeft weinig effect op de prestaties bij kamertemperatuur.
Al-Cu-Mn-legering
De belangrijkste combinatienummers van legeringen uit de Al-Cu-Mn-serie zijn 2A16, 2A17, enz. De belangrijkste legeringselementen hebben de volgende functies:
(1) Koper: Bij kamertemperatuur en hoge temperatuur, the strength of the alloy increases as the copper content increases. Wanneer ω (Cu) bereikt 5.0%, the alloy strength is close to the value. In aanvulling, koper kan de lasprestaties van de legering verbeteren.
(2) Mangaan: Mangaan is het belangrijkste element om hittebestendige legeringen te verbeteren. Het kan de activeringsenergie van atomen in vaste oplossing verhogen, reduce the diffusion coefficient of solute atoms and the decomposition rate of solid solution. When the solid solution is decomposed, de vorming en groei van de neergeslagen T-fase (Al 20 Cu 2 Mn 3) is ook erg traag, so the alloy has stable performance when heated for a long time at a certain high temperature. Adding appropriate manganese (Oh(Mn)=0,6%~0,8%) can improve the room temperature strength and endurance strength of the alloy in the quenched and natural aging state. Echter, als het mangaangehalte te hoog is, de T-fase zal toenemen, wat de interface zal vergroten, versnellen het diffusie-effect, and reduce the heat resistance of the alloy. In aanvulling, mangaan kan ook de neiging tot barsten tijdens het lassen van legeringen verminderen.
De aan de Al-Cu-Mn-legering toegevoegde sporenelementen zijn magnesium, titanium en zirkonium, terwijl de belangrijkste onzuiverheidselementen ijzer zijn, silicium, zink, enz. De effecten zijn als volgt:
(1) Magnesium: Wanneer het gehalte aan koper en mangaan in de 2Al6-legering onveranderd blijft, voeg ω toe(mgr)=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℃. Echter, als de temperatuur weer stijgt, the strength of the alloy decreases significantly. Echter, de toevoeging van magnesium kan de lasprestaties van de legering verslechteren, dus in de hittebestendige lasbare 2A16 legering, de onzuiverheid ω (mgr) ≤ 0.05%.
(2) Titanium: Titanium kan de gegoten korrels verfijnen, verhoog de herkristallisatietemperatuur van de legering, verminder de ontledingsneiging van een oververzadigde vaste oplossing, and stabilize the structure of the alloy at high temperatures. Echter, wanneer ω(Van)>0.3%, de vorming van grof naaldachtig kristal TiAl 3 compounds will reduce the heat resistance of the alloy. The ω(Van) van de legering wordt gespecificeerd als 0,1% ~ 0,2%.
(3) Zirkonium: wanneer ω(Zr)Er wordt =0,1%~0,25% opgeteld 2219 legering, de granen kunnen worden verfijnd, en de herkristallisatietemperatuur van de legering en de stabiliteit van de vaste oplossing kunnen worden verbeterd, thereby improving the heat resistance of the alloy and improving The weldability of the alloy and the ductility of the weld. Echter, wanneer ω(Zr) is hoog, brosse verbinding ZrAl 3 geproduceerd kan worden.
(4) Ijzer: Wanneer ω(Fe)>0.45% in de ijzerlegering, de onoplosbare fase Al7Cu2Fe wordt gevormd, 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) Silicium: Een kleine hoeveelheid silicium (Oh(En)≤0,4%) heeft geen duidelijk effect op de mechanische eigenschappen bij kamertemperatuur, maar het vermindert de uithoudingsvermogen bij 300 ℃; wanneer ω(En)>0.4%, it also reduces the room temperature mechanical properties. Daarom, limiet o(En)<0.3%.
(6) Zink: Een kleine hoeveelheid zink (Oh(Zn)=0,3%) heeft geen effect op de prestaties van de legering bij kamertemperatuur, maar het kan de diffusiesnelheid van koper in aluminium versnellen en de permanente sterkte van de legering bij 300 ℃ verminderen, dus het is beperkt tot ω(Zn)< 0.1%.