沈陽鋁排廠家告訴您掌握變形鋁合金狀態代號、分類及合金元素的作用

PART.01————————變形鋁及鋁合金狀態代號

O狀態

H狀態

H×8狀態與O狀態的小抗拉強度的差值

T狀態

T×細分狀態代號說明與應用

T××及T×××細分狀態

代號說明與應用

消除應力狀態代號說明與應用

W_h—室溫下具體自然時效時間的不穩定狀態。如W2h，表示產品淬火后，在室溫下當然時效2h。

W_h/_51、W_h/_52、W_h/_54—表示室溫下具體自然時效時間的不穩定消除應力狀態。如W2h/351表示產品淬火后，在室溫下自然時效2 h便開始拉伸的消除應力狀態。

PART.02————————變形鋁合金分類及品種狀態

1XXX系

2XXX系

3XXX系

4XXX系

5XXX系

6XXX系

7XXX系

Source：《GB/T 16475-2008 變形鋁及鋁合金狀態代號》

PART.03————————合金元素對不同系列鋁合金的作用

1×××系鋁合金中的主要雜質元素是鐵和硅，其次是銅、鎂、鋅、錳、鉻、鈦、硼等，以及一些稀土元素，這些微量元素在部分1×××系鋁合金中還起合金化的作用，并且對合金的組織和性能均有一定的影響。

1）Al-Cu-Mg系合金的主要合金號有2A01、2A02、2A06、2A11、2A12等，主要添加元素有銅、鎂和錳，合金中添加的少量微量元素有鈦和鋯，雜質元素主要是鐵、硅和鋅等。它們對合金有如下作用：

Mg————————————

當w(Mg)為1%~2%時，w(Cu)從1%增加到4%，淬火狀態的合金抗拉強度從200MPa提高到380MPa；淬火自然時效狀態下合金的抗拉強度從300MPa 增加到480MPa。w(Cu)在1%~4%內，w(Mg)從0.5%增加到2.0%時，合金的抗拉強度增加；繼續增加w(Mg)時，合金的強度降低。

Cu————————————

Mn————————————

Al-Cu-Mg合金中加錳，主要是為了消除鐵的有害影響和提高耐蝕性。錳能稍許提高合金的室溫強度，但使塑性有所降低。錳能延遲和減弱 Al-Cu-Mg合金的人工時效過程，提高合金的耐熱強度。錳是使Al-Cu-Mg合金具有擠壓效應的主要因素之一。w(Mn)一般低于1%，含量過高能形成粗大的(FeMn)Al6。脆性化合物，降低合金的塑性。

Ti————————————

鈦能細化鑄態晶粒，減少鑄造時形成裂紋的傾向性。

Zr————————————

少量的鋯和鈦有相似的作用，細化鑄態晶粒，減少鑄造和焊接裂紋的傾向性，提高鑄錠和焊接接頭的塑性。加鋯不影響含錳合金冷變形制品的強度，對無錳合金強度稍有提高。

Si————————————

w(Mg)低于1.0%的Al-Cu-Mg合金，w(Si)超過0.5%，能提高人工時效的速度和強度，而不影響自然時效能力。因為硅和鎂形成Mg2Si相，有利于提高人工時效效果。但w(Mg)提高到1.5%時，經淬火自然時效或人工時效處理后，合金的強度和耐熱性能隨w(Si)的增加而下降。因而，w(Si)應盡可能地降低。除此以外，w(Si)增加將使2A12，2A06等合金鑄造形成裂紋傾向增加，鉚接時塑性下降。因此，合金中的w(Si)一般限制在0.5%以下。要求塑性高的合金，w(Si)應更低些。

Fe————————————

鐵和鋁形成FeAl3化合物，鐵會溶入銅、錳，硅等元素所形成的化合物中，這些不溶入固溶體中的粗大化合物，會降低合金的塑性，使變形時合金易于開裂，并使強化效果明顯降低。而少量的鐵(低于0.25%)對合金力學性能影響很小，可改善鑄造、焊接時裂紋的形成傾向，但使自然時效速度降低。為獲得高塑性的材料，合金中的鐵和硅含量應盡量低些。

Zn————————————

少量的鋅(w(Zn)=0.1%~0.5%)對Al-Cu-Mg 合金的室溫力學性能影響很小，但使合金耐熱性降低。合金中w(Zn)應限制在0.3%以下。

2）Al-Cu-Mg-Fe-Ni系合金的主要合金號有2A70、2A80、2A90等，各合金元素有如下作用：

Cu————————————

銅含量對上述合金室溫強度和耐熱性能的影響與Al-Cu-Mg合金的相似。由于該系合金中銅含量比Al-Cu-Mg合金低，使合金位于α+S(Al2CuMg)兩相區中，因而合金具有較高的室溫強度和良好的耐熱性；另外，銅含量較低時，低濃度的固溶體分解傾向小，這對合金的耐熱性有利。

Mg————————————

鎂含量對上述合金室溫強度和耐熱性能的影響與 Al-Cu-Mg合金的相似。由于該系合金中鎂含量比Al-Cu-Mg合金低，使合金位于α+S(Al2CuMg)兩相區中，因而合金具有較高的室溫強度和良好的耐熱性

Ni————————————

鎳與合金中的銅可以形成不溶解的三元化合物，鎳含量低時形成(AlCuNi)含鎳高時形成Al3(CuNi)2，因此鎳的存在能降低固溶體中銅的濃度，對淬火狀態晶格常數的測定結果也證明了合金固溶體中銅溶質原子的貧化。當鐵含量很低時，鎳含量增加能降低合金的硬度，減小合金的強化效果。

Fe————————————

鐵和鎳一樣，也能降低固溶體中銅的濃度。當鎳含量很低時，合金的硬度隨鐵含量的增加開始時明顯降低，但當鐵含量達到某一數值后，又開始提高。

在AlCu2.2Mg1.65合金中同時添加鐵和鎳時，淬火自然時效、淬火人工時效、淬火和退火狀態下的硬度變化特點相似，均在鎳、鐵含量相近的部位出現一個最大值，相應在此處其淬火狀態下的晶格常數出現一極小值。

當合金中鐵含量大于鎳含量時，會出現Al7Cu2Fe相。而當合金中鎳含量大于鐵含量時，則會出現AlCuNi相，上述含銅三元相的出現，降低了固溶體中銅的濃度，只有當鐵，鎳含量相等時全部生成Al9FeNi相。在這種情況下，由于沒有過剩的鐵或鎳去形成不溶解的含銅相，故合金中的銅除形成S(Al2CuMg)相外，同時也增加了銅在固溶體中的濃度，這有利于提高合金強度及其耐熱性。

鐵、鎳含量可以影響合金耐熱性。Al9FeNi相是硬脆的化合物，在Al中溶解度極小，經鍛造和熱處理后，當它們彌散分布于組織中時，能夠顯著地提高合金的耐熱性。

Si————————————

在2A80合金中加入w(Si)=0.5%~1.2%，可提高合金的室溫強度，但使合金的耐熱性降低。

Ti————————————

4XXX系

5XXX系

6XXX系

6 ×××系鋁合金的主要合金元素有鎂、硅、銅，合金中的微量元素有錳、鉻、鈦，而雜質元素主要有鐵、鋅等，其作用如下：

7XXX系

1）Al-Zn-Mg合金中的鋅、鎂是主要合金元素，其質量分數一般不大于7.5%。該合金隨著鋅、鎂含量的增加，其抗拉強度和熱處理效果一般也隨之增加。Al-Zn-Mg 系合金中的微量元素有錳、鉻、銅、鋯和鈦，雜質元素主要有鐵和硅，具體作用如下：

2）Al-Zn-Mg-Cu 合金為熱處理可強化合金，起主要強化作用的元素為鋅和鎂，銅也有強化效果，但其主要作用是為了提高材料的抗腐蝕性能。合金中還有少量的錳、鉻、鋯、釩、鈦、硼等微量元素，鐵和硅在合金中是有害雜質，其相互作用如下：

Source：《簡明鋁合金加工手冊》（2016版）