2000 série de alumínio classificação
Liga Al-Cu-Mg
Os principais números compostos de ligas da série AI-Cu-Mg são 2A01, 2A02, 2A06, 2A10, 2A11, 2A12, etc. Os principais elementos aditivos são o cobre, magnésio e manganês. Eles têm os seguintes efeitos na liga:
Quando ω(Mg) é 1% ~ 2%, ω(Com) aumenta de 1% para 4%, a resistência à tração da liga no estado temperado é aumentada de 200 MPa para 380 MPa; the tensile strength of the alloy in the quenched natural aging state is increased from 300MPa Increase to 480MPa. Quando ω(Com) está entre 1% ~ 4% e ω(Mg) aumenta de 0.5% para 2.0%, a resistência à tração da liga aumenta; quando ω(Mg) continua a aumentar, a resistência da liga diminui.
ω(Com)= 4,0% e ω(Mg)= 2,0% do valor de resistência à tração da liga, ω(Com)= 3% ~ 4% e ω(Mg)= 0,5% ~ 1,3% liga, its quenching natural aging Effect. Experiments indicate that the tensile strength of Al-Cu-Mg ternary alloys with ω(Com)= 4% ~ 6% e ω(Mg)= 1% ~ 2% pode chegar a 490 ~ no estado de envelhecimento natural extinto. 510MPa.
A partir do valor do teste de resistência de resistência da liga Al-Cu-Mg com ω(Mn)= 0,6% a 200 ℃ e estresse de 160 MPa, pode-se saber que o conteúdo de ω(Com)= 3,5% ~ 6% e ω(Mg)= 1,2% ~ 2,0 % Liga, durable strength. Neste momento, a liga está localizada na seção transversal pseudo-binária de Al-S (Al, CuMg) or near this area. For alloys far away from the pseudo-binary cross-section, isso é, quando ω(Mg)<1.2% e ω(Mg)>2.0%, the permanent strength decreases. If ω(Mg) é aumentado para 3.0% ou mais, a resistência permanente da liga diminuirá rapidamente.
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.
A liga binária Al-Cu com ω(Com)=3%~5% has very low corrosion resistance in the quenched natural aging state. Adding 0.5% Mg pode reduzir o potencial de solução sólida α, which can partially improve the corrosion resistance of the alloy. Quando ω(Mg)>1.0%, a corrosão local da liga aumenta, e o alongamento diminui drasticamente após a corrosão.
Para ligas com ω(Com)>4.0% e ω(Mg)>1.0%, o magnésio reduz a solubilidade do cobre no alumínio. A liga tem CuAl insolúvel 2 e fases S no estado extinto. The presence of these phases accelerates corrosion . The alloys with ω(Com)= 3% ~ 5% e 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. ω(Mn) geralmente é menor que 1%. Se o conteúdo for muito alto, pode formar grosseiro (FeMn)Al 6 compostos quebradiços e reduzem a plasticidade da liga.
Uma pequena quantidade de oligoelementos adicionados à liga Al-Cu-Mg são titânio e zircônio, e as impurezas são principalmente de ferro, silício e zinco. Os efeitos são os seguintes:
(1) Titânio: A adição de titânio à liga pode refinar os grãos como fundidos e reduzir a tendência de formar rachaduras durante a fundição.
(2) Zircônio: Uma pequena quantidade de zircônio e titânio tem efeitos semelhantes, refinar os grãos fundidos, reduzir a tendência de rachaduras de fundição e soldagem, 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, e melhora ligeiramente a resistência da liga livre de manganês.
(3) Silício: Liga Al-Cu-Mg com ω (Mg) Menor que 1.0% e ω (E) mais que 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 Se fase, it is beneficial to improve the artificial aging effect. Contudo, quando ω(Mg) é aumentado para 1.5%, depois de extinguir o envelhecimento natural ou tratamento de envelhecimento artificial, a força e a resistência ao calor da liga diminuirão com o aumento de ω(E). Portanto, ω(E) should be reduced as much as possible. Além disso, o aumento em ω (E) aumentará a tendência de 2Al2, 2A06 and other alloys to form cracks and decrease the plasticity during riveting. Portanto, o ω (E) na liga é geralmente limitado a 0.5% ou menos. For alloys that require high plasticity, ω (E) deveria ser menor.
(4) Ferro: Ferro e alumínio formam FeAl 3 compostos. O ferro se dissolverá nos compostos formados pelo cobre, manganês, silício e outros elementos. Esses compostos grosseiros que não se dissolvem em solução sólida reduzirão a plasticidade da liga e farão com que a liga seja deformada. É fácil de quebrar, and the strengthening effect is obviously reduced. Uma pequena quantidade de ferro (Menor que 0.25%) tem pouco efeito nas propriedades mecânicas da liga, o que pode melhorar a tendência de formação de rachaduras durante a fundição e soldagem, but reduce the natural aging speed. In order to obtain high plasticity materials, o teor de ferro e silício na liga deve ser o mais baixo possível.
(5) Zinco: Uma pequena quantidade de zinco (ω(Zn)= 0,1% ~ 0,5%) tem pouco efeito nas propriedades mecânicas da liga Al-Cu-Mg à temperatura ambiente, but it reduces the heat resistance of the alloy. The ω (Zn) na liga deve ser limitado a menos de 0.3%.
Liga Al-Cu-Mg-Fe-Ni
Os principais números de combinação das ligas da série Al-Cu-Mg-Fe-Ni são 2A70, 2A80, 2A90, etc. Cada elemento de liga tem as seguintes funções:
(1) Cobre e magnésio: 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, as ligas estão localizadas no α + S (Al 2 CuMg) região de duas fases, então as ligas têm maior resistência à temperatura ambiente e boa resistência ao calor; além do que, além do mais, Quando o teor de cobre é baixo, a solução sólida de baixa concentração tem uma tendência baixa para se decompor, o que é benéfico para a resistência ao calor da liga.
(2) Níquel: Níquel e cobre na liga podem formar um composto ternário insolúvel. Quando o teor de níquel é baixo (Algum), quando o teor de níquel é alto, Al 3 (CuNi) 2 é formado. Portanto, a presença de níquel pode reduzir o cobre na solução sólida. 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, aumentar o teor de níquel pode reduzir a dureza da liga e reduzir o efeito de fortalecimento da liga.
(3) Ferro: Como níquel, iron can also reduce the concentration of copper in solid solution. When the nickel content is very low, a dureza da liga diminui inicialmente com o aumento do teor de ferro, mas quando o teor de ferro atinge um certo valor, começa a aumentar.
Quando o ferro e o níquel são adicionados ao AlCu 2.2 Mg 1.65 liga ao mesmo tempo, as características das mudanças de dureza sob o envelhecimento natural de têmpera, extinguindo o envelhecimento artificial, têmpera e recozimento são semelhantes, e um valor aparece nas peças com teores semelhantes de níquel e ferro. Aqui, a constante de rede no estado extinto parece ser mínima.
Quando o teor de ferro na liga é maior do que o teor de níquel, o Al 7 Com 2 Fe phase will appear. When the nickel content in the alloy is greater than the iron content, a fase AlCuNi aparecerá. O aparecimento da fase ternária contendo cobre reduz a concentração de cobre na solução sólida. Somente quando os teores de ferro e níquel são iguais, todo Al 9 FeNi phases are formed. Nesse caso, porque não há excesso de ferro ou níquel para formar uma fase contendo cobre insolúvel, o cobre na liga não forma apenas o S(Al 2 CuMg) Estágio, mas também aumenta a concentração de cobre na solução sólida. É benéfico melhorar a resistência da liga e sua resistência ao calor.
The content of iron and nickel can affect the heat resistance of the alloy. The Al 9 A fase FeNi é um composto duro e quebradiço com baixíssima solubilidade em Al. Após forjamento e tratamento térmico, quando eles estão dispersos na estrutura, they can significantly improve the heat resistance of the alloy. Por exemplo, em AlCu 2.2 Mg 1.65 Liga, ω(Ni)= 1,0%, adicionando ω(Fe)= 0,7% ~ 0,9% do valor de resistência de resistência da liga.
(4) Silício: Adicionando ω(E)= 0,5% ~ 1,2% para a liga 2A80 pode aumentar a resistência à temperatura ambiente da liga, mas reduza a resistência ao calor da liga.
(5) Titânio: Adicionando ω(Vocês)= 0,02% ~ 0,1% para a liga 2A70 pode refinar os grãos como fundidos e melhorar o desempenho do processo de forjamento, o que é benéfico para a resistência ao calor, mas tem pouco efeito no desempenho da temperatura ambiente.
Liga Al-Cu-Mn
Os principais números de combinação das ligas da série Al-Cu-Mn são 2A16, 2A17, etc. Os principais elementos de liga têm as seguintes funções:
(1) Cobre: Em temperatura ambiente e alta temperatura, the strength of the alloy increases as the copper content increases. Quando ω (Com) alcança 5.0%, the alloy strength is close to the value. Além disso, o cobre pode melhorar o desempenho de soldagem da liga.
(2) Manganês: Manganês é o principal elemento para melhorar ligas resistentes ao calor. Pode aumentar a energia de ativação de átomos em solução sólida, reduce the diffusion coefficient of solute atoms and the decomposition rate of solid solution. When the solid solution is decomposed, a formação e o crescimento da fase T precipitada (Al 20 Com 2 Mn 3) também é muito lento, so the alloy has stable performance when heated for a long time at a certain high temperature. Adding appropriate manganese (ω(Mn)= 0,6% ~ 0,8%) can improve the room temperature strength and endurance strength of the alloy in the quenched and natural aging state. Contudo, se o teor de manganês é muito alto, a fase T aumentará, o que aumentará a interface, acelere o efeito de difusão, and reduce the heat resistance of the alloy. Além disso, o manganês também pode reduzir a tendência de rachaduras durante a soldagem de ligas.
Os oligoelementos adicionados à liga Al-Cu-Mn são magnésio, titânio e zircônio, enquanto os principais elementos de impureza são ferro, silício, zinco, etc. Os efeitos são os seguintes:
(1) Magnésio: Quando o conteúdo de cobre e manganês na liga 2Al6 permanece inalterado, adicione 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℃. Contudo, quando a temperatura subir novamente, the strength of the alloy decreases significantly. Contudo, a adição de magnésio pode deteriorar o desempenho de soldagem da liga, assim, na liga 2A16 soldável resistente ao calor, a impureza ω (Mg) ≤ 0.05%.
(2) Titânio: O titânio pode refinar os grãos fundidos, aumentar a temperatura de recristalização da liga, reduzir a tendência de decomposição da solução sólida supersaturada, and stabilize the structure of the alloy at high temperatures. Contudo, quando ω(Vocês)>0.3%, a formação de TiAl cristalino tipo agulha grosso 3 compounds will reduce the heat resistance of the alloy. The ω(Vocês) da liga é especificado como 0,1% ~ 0,2%.
(3) Zircônio: quando ω(Zr)= 0,1% ~ 0,25% é adicionado a 2219 Liga, os grãos podem ser refinados, e a temperatura de recristalização da liga e a estabilidade da solução sólida podem ser melhoradas, thereby improving the heat resistance of the alloy and improving The weldability of the alloy and the ductility of the weld. Contudo, quando ω(Zr) é alto, composto mais frágil ZrAl 3 pode ser produzido.
(4) Ferro: Quando ω(Fe)>0.45% na liga de ferro, a fase insolúvel Al7Cu2Fe é formada, 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) Silício: Uma pequena quantidade de silício (ω(E)≤0,4%) não tem efeito óbvio nas propriedades mecânicas da temperatura ambiente, mas reduz a força de resistência a 300 ℃; quando ω(E)>0.4%, it also reduces the room temperature mechanical properties. Portanto, limite ω(E)<0.3%.
(6) Zinco: Uma pequena quantidade de zinco (ω(Zn)= 0,3%) não tem efeito sobre o desempenho da liga à temperatura ambiente, mas pode acelerar a taxa de difusão do cobre no alumínio e reduzir a resistência permanente da liga a 300 ℃, então é limitado a ω(Zn)< 0.1%.