2000 серія алюміній класифікація
Сплав Al-Cu-Mg
Основні зведені номери сплавів серії AI-Cu-Mg - 2A01, 2A02, 2A06, 2A10, 2A11, 2A12, тощо. Основними допоміжними елементами є мідь, магній і марганець. Вони діють на сплав наступним чином:
Коли ω(Mg) становить 1%~2%, ох(Cu) збільшується від 1% до 4%, межа міцності сплаву в загартованому стані збільшується з 200 МПа до 380 МПа; the tensile strength of the alloy in the quenched natural aging state is increased from 300MPa Increase to 480MPa. Коли ω(Cu) знаходиться в межах 1%~4% і ω(Mg) збільшується від 0.5% до 2.0%, підвищується міцність сплаву на розрив; коли ω(Mg) продовжує збільшуватися, міцність сплаву знижується.
ох(Cu)=4,0% і ω(Mg)=2,0% значення міцності на розрив сплаву, ох(Cu)=3%~4% і ω(Mg)=0,5%~1,3% сплаву, its quenching natural aging Effect. Experiments indicate that the tensile strength of Al-Cu-Mg ternary alloys with ω(Cu)=4%~6% і ω(Mg)=1%~2% може досягати 490~ у стані природного старіння. 510МПа.
Зі значення випробування на витривалість сплаву Al-Cu-Mg з ω(Мн)=0,6% при 200 ℃ і тиску 160 МПа, можна знати, що вміст ω(Cu)=3,5%~6% і ω(Mg)=1,2%~2,0 % сплав, durable strength. У цей час, сплав розташований на псевдобінарному поперечному перерізі Al-S (Ал, CuMg) or near this area. For alloys far away from the pseudo-binary cross-section, тобто, коли ω(Mg)<1.2% і ω(Mg)>2.0%, the permanent strength decreases. If ω(Mg) збільшується до 3.0% або більш, постійна міцність сплаву швидко зменшиться.
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.
Подвійний сплав Al-Cu з ω(Cu)=3%~5% has very low corrosion resistance in the quenched natural aging state. Adding 0.5% Mg може зменшити потенціал твердого розчину α, which can partially improve the corrosion resistance of the alloy. Коли ω(Mg)>1.0%, посилюється локальна корозія сплаву, а подовження різко зменшується після корозії.
Для сплавів з ω(Cu)>4.0% і ω(Mg)>1.0%, магній знижує розчинність міді в алюмінії. Сплав містить нерозчинний CuAl 2 і S фази в загартованому стані. The presence of these phases accelerates corrosion . The alloys with ω(Cu)=3%~5% і ω(Mg)=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. ох(Мн) загалом менше ніж 1%. Якщо вміст занадто високий, він може утворюватися грубим (FeMn)Ал 6 крихкі сполуки і знижують пластичність сплаву.
Невелика кількість мікроелементів, доданих до сплаву Al-Cu-Mg, - це титан і цирконій, і домішки в основному заліза, кремній і цинк. Ефекти наступні:
(1) Титан: Додавання титану до сплаву може подрібнити зерна після лиття та зменшити тенденцію до утворення тріщин під час лиття.
(2) Цирконій: Подібну дію має невелика кількість цирконію і титану, очищайте зерна, що були відлиті, зменшити схильність лиття та зварювальних тріщин, 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, і трохи покращує міцність сплаву без марганцю.
(3) Кремній: Сплав Al-Cu-Mg з ω (Mg) менше ніж 1.0% і ω (І) більше ніж 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 фаза, it is beneficial to improve the artificial aging effect. Проте, коли ω(Mg) збільшується до 1.5%, після лікування природного старіння або штучного старіння, міцність і жароміцність сплаву зменшуватимуться зі збільшенням ω(І). тому, ох(І) should be reduced as much as possible. В додаток, збільшення ω (І) збільшить тенденцію 2Al2, 2A06 and other alloys to form cracks and decrease the plasticity during riveting. тому, ω (І) в сплаві, як правило, обмежується 0.5% або менш. For alloys that require high plasticity, ох (І) має бути нижче.
(4) Залізо: Залізо і алюміній утворюють FeAl 3 сполуки. Залізо розчиниться в сполуки, утворені міддю, марганець, кремній та інші елементи. Ці грубі сполуки, які не розчиняються у твердому розчині, зменшують пластичність сплаву та призводять до деформації сплаву.. Його легко зламати, and the strengthening effect is obviously reduced. Невелика кількість заліза (менше ніж 0.25%) мало впливає на механічні властивості сплаву, що може покращити тенденцію до утворення тріщин під час лиття та зварювання, but reduce the natural aging speed. In order to obtain high plasticity materials, вміст заліза і кремнію в сплаві має бути якомога меншим.
(5) Цинк: Невелика кількість цинку (ох(Zn)=0,1%~0,5%) мало впливає на механічні властивості сплаву Al-Cu-Mg при кімнатній температурі, but it reduces the heat resistance of the alloy. The ω (Zn) в сплаві слід обмежити менш ніж 0.3%.
Сплав Al-Cu-Mg-Fe-Ni
Основні комбінаційні числа сплавів серії Al-Cu-Mg-Fe-Ni - 2A70, 2A80, 2A90, тощо. Кожен елемент сплаву виконує такі функції:
(1) Мідь і магній: 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, сплави розташовані в α+S (Ал 2 CuMg) двофазна область, тому сплави мають більш високу міцність при кімнатній температурі та гарну термостійкість; в додаток, Коли вміст міді низький, твердий розчин низької концентрації має низьку тенденцію до розкладання, що сприятливо впливає на термостійкість сплаву.
(2) Нікель: Нікель і мідь у сплаві можуть утворювати нерозчинну потрійну сполуку. При низькому вмісті нікелю (Деякі), при високому вмісті нікелю, Ал 3 (CuNi) 2 формується. тому, наявність нікелю може зменшити вміст міді в твердому розчині. 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, збільшення вмісту нікелю може знизити твердість сплаву і зменшити зміцнюючий ефект сплаву.
(3) Залізо: Як нікель, iron can also reduce the concentration of copper in solid solution. When the nickel content is very low, твердість сплаву спочатку знижується зі збільшенням вмісту заліза, але коли вміст заліза досягає певного значення, він починає збільшуватися.
Коли до AlCu додають залізо та нікель 2.2 Mg 1.65 сплав одночасно, характеристики твердості змінюються при загартуванні природним старінням, гасіння штучного старіння, загартування і відпал подібні, і значення з’являється в частинах з однаковим вмістом нікелю та заліза. тут, постійна гратки в загартованому стані виявляється мінімальною.
Коли вміст заліза в сплаві перевищує вміст нікелю, Ал 7 Cu 2 Fe phase will appear. When the nickel content in the alloy is greater than the iron content, з'явиться фаза AlCuNi. Поява мідьвмісної потрійної фази знижує концентрацію міді в твердому розчині. Тільки коли вміст заліза та нікелю рівний, всі Ал 9 FeNi phases are formed. В даному випадку, оскільки немає надлишку заліза чи нікелю для утворення нерозчинної мідьвмісної фази, мідь у сплаві не тільки утворює S(Ал 2 CuMg) фаза, але також збільшує концентрацію міді в твердому розчині. Це сприяє підвищенню міцності сплаву і його жароміцності.
The content of iron and nickel can affect the heat resistance of the alloy. The Al 9 Фаза FeNi є твердою та крихкою сполукою з дуже низькою розчинністю в Al. Після кування та термообробки, коли вони розосереджені в структурі, they can significantly improve the heat resistance of the alloy. Наприклад, в AlCu 2.2 Mg 1.65 сплав, ох(в)=1,0%, додавання ω(Fe)=0,7%~0,9% значення витривалості сплаву.
(4) Кремній: Додавання ω(І)=0,5%~1,2% до сплаву 2A80 може збільшити міцність сплаву при кімнатній температурі, але знижують жаростійкість сплаву.
(5) Титан: Додавання ω(з)=0,02%~0,1% до сплаву 2A70 може покращити литі зерна та покращити продуктивність процесу кування, що вигідно для термостійкості, але мало впливає на продуктивність кімнатної температури.
Сплав Al-Cu-Mn
Основні комбінаційні номери сплавів серії Al-Cu-Mn - 2A16, 2A17, тощо. Основні легуючі елементи виконують такі функції:
(1) Мідь: При кімнатній і високій температурі, the strength of the alloy increases as the copper content increases. Коли ω (Cu) досягає 5.0%, the alloy strength is close to the value. В додаток, мідь може покращити зварювальні характеристики сплаву.
(2) Марганець: Марганець є основним елементом для поліпшення жароміцних сплавів. Це може збільшити енергію активації атомів у твердому розчині, reduce the diffusion coefficient of solute atoms and the decomposition rate of solid solution. When the solid solution is decomposed, утворення та зростання випадаючої Т-фази (Ал 20 Cu 2 Мн 3) також дуже повільно, so the alloy has stable performance when heated for a long time at a certain high temperature. Adding appropriate manganese (ох(Мн)=0,6%~0,8%) can improve the room temperature strength and endurance strength of the alloy in the quenched and natural aging state. Проте, якщо вміст марганцю занадто високий, фаза Т збільшиться, що збільшить інтерфейс, прискорюють ефект дифузії, and reduce the heat resistance of the alloy. В додаток, марганець також може зменшити схильність до розтріскування під час зварювання сплаву.
Мікроелементами, доданими до сплаву Al-Cu-Mn, є магній, титан і цирконій, при цьому основними домішковими елементами є залізо, кремній, цинк, тощо. Ефекти наступні:
(1) магній: При незмінному вмісті міді і марганцю в сплаві 2Al6, додати ω(Mg)=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℃. Проте, коли температура знову підніметься, the strength of the alloy decreases significantly. Проте, додавання магнію може погіршити зварювальні характеристики сплаву, так в жароміцному зварюваному сплаві 2А16, домішки ω (Mg) ≤ 0.05%.
(2) Титан: Титан може очищати зерна після лиття, підвищення температури рекристалізації сплаву, зменшити тенденцію до розкладання перенасиченого твердого розчину, and stabilize the structure of the alloy at high temperatures. Проте, коли ω(з)>0.3%, утворення грубого голчастого кристала TiAl 3 compounds will reduce the heat resistance of the alloy. The ω(з) сплаву зазначено як 0,1%~0,2%.
(3) Цирконій: коли ω(Zr)Додається =0,1%~0,25%. 2219 сплав, зерна можна рафінувати, і температура рекристалізації сплаву та стабільність твердого розчину можуть бути покращені, thereby improving the heat resistance of the alloy and improving The weldability of the alloy and the ductility of the weld. Проте, коли ω(Zr) є високим, більш крихке з'єднання ZrAl 3 можна виробляти.
(4) Залізо: Коли ω(Fe)>0.45% в сплаві заліза, утворюється нерозчинна фаза Al7Cu2Fe, 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) Кремній: Невелика кількість кремнію (ох(І)≤0,4%) не має явного впливу на механічні властивості при кімнатній температурі, але це знижує силу витривалості при 300 ℃; коли ω(І)>0.4%, it also reduces the room temperature mechanical properties. тому, обмеження o(І)<0.3%.
(6) Цинк: Невелика кількість цинку (ох(Zn)=0,3%) не впливає на характеристики сплаву при кімнатній температурі, але це може прискорити швидкість дифузії міді в алюміній і знизити постійну міцність сплаву при 300 ℃, тому він обмежений ω(Zn)< 0.1%.