2024铝合金自然时效后,主要有哪些第二相存在
2024铝合金在时效状态下存在的第二相颗粒主要为:纳米析出相一S相 ( Al2CuMg)和尺寸较大的T相( Al20Cu2Mn3) 。S相是2024铝合金时效热处理过程中析出的一种关键强化相,T相颗粒是合金在均匀化热处理过程中形成的稳定相颗粒,在后续的固溶、时效热处理过程都不发生溶解,其结构和成分也不会改变。合金的硬度、强度等力学性能与其微观组织特性和析出相的转变紧密相关:固溶后合金的显微硬度较低( 83H V) ,在时效最初的几分钟里,溶质原子( Cu、M g) 从过饱和固溶体中释放出来,形成层状的原子团簇结构,由于其与位错的交互作用从而使得硬度上升了30H V;时效至5h左右,S相开始形成并不断长大,且数量增多,所以合金的硬度不断升高,直至18一-24h的峰值时效区间,硬度达到150H V左右( 合金在时效峰值阶段的抗拉强度维持在490M Pa上下) ,相对于固溶态,合金的硬度上升了近70H V;过了时效峰值,继续进行时效,由于S相颗粒的长大、粗化,其数量密度便相应减小,因此,合金的显微硬度、抗拉强度下降。
1、液相线温度 638度
2、固相线温度 502度
3、起始熔化温度 502度加工性能退火温度 413度固溶温度 493度时效温度 T6 和T8 ,在191度保持8到16小时。全部为是摄氏度。
板材的再结晶开始温度是300~310℃,挤压棒材的再结晶开始温度是410℃。当加入0.6~1.0%Mn后,它升到490~505℃。合金元素对铝及铝合金的再结晶温度影响较大。2024铝合金是一种高强度硬铝,属于Al-Cu-Mg系的铝合金,主要用于制作各种高负荷的零件和构件,可进行热处理强化,在淬火和刚淬火状态下塑性中等。主要特征及应用范围:这是一种高强度硬铝,可进行热处理强化,在淬火和刚淬火状态下塑性中等,点焊焊接良好,用气焊时有形成晶间裂纹的倾向,合金在淬火和冷作硬化后其可切削性能尚好,退火后可切削性低:抗腐蚀性不高,常采用阳极氧化处理与涂漆方法或表面加包铝层以提高其抗腐蚀能力。用途主要用于制作各种高负荷的零件和构件(但不包括冲压件锻件)如飞机上的骨架零件,蒙皮,隔框,翼肋,翼梁,铆钉等150℃以下工作零件。
处理温度如图:
下是铝材的型号说明:
一系:1000系列铝合金代表 1050、1060 、1100系列。在所有系列中1000系列属于含铝量最多的一个系列。纯度可以达到99.00%以上。由于不含有其他技术元素,所以生产过程比较单一,价格相对比较便宜,是目前常规工业中最常用的一个系列。目前市场上流通的大部分为1050以及1060系列。1000系列铝板根据最后两位阿拉伯数字来确定这个系列的最低含铝量,比如1050系列最后两位阿拉伯数字为50,根据国际牌号命名原则,含铝量必须达到99.5%以上方为合格产品。我国的铝合金技术标准(gB/T3880-2006)中也明确规定1050含铝量达到99.5%.同样的道理1060系列铝板的含铝量必须达到99.6%以上。
二系:2000系列铝合金代表2024、2A16(LY16)、 2A02(LY6)。2000系列铝板的特点是硬度较高,其中以铜原属含量最高,大概在3-5%左右。2000系列铝棒属于航空铝材,目前在常规工业中不常应用。
三系:3000系列铝合金代表3003 、 3A21为主。我国3000系列铝板生产工艺较为优秀。3000系列铝棒是由锰元素为主要成分。含量在1.0-1.5之间,是一款防锈功能较好的系列。
四系:4000系列铝棒代表为4A01 4000系列的铝板属于含硅量较高的系列。通常硅含量在4.5-6.0%之间。属建筑用材料,机械零件,锻造用材,焊接材料低熔点,耐蚀性好,产品描述: 具有耐热、耐磨的特性
五系:5000系列铝合金代表5052、5005、5083、5A05系列。5000系列铝棒属于较常用的合金铝板系列,主要元素为镁,含镁量在3-5%之间。又可以称为铝镁合金。主要特点为密度低,抗拉强度高,延伸率高,疲劳强度好,但不可做热处理强化。在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列.在常规工业中应用也较为广泛。在我国5000系列铝板属于较为成熟的铝板系列之一。
六系:6000系列铝合金代表6061 主要含有镁和硅两种元素,故集中了4000系列和5000系列的优点6061是一种冷处理铝锻造产品,适用于对抗腐蚀性、氧化性要求高的应用。可使用性好,容易涂层,加工性好。
七系:7000系列铝合金代表7075 主要含有锌元素。也属于航空系列,是铝镁锌铜合金,是可热处理合金,属于超硬铝合金,有良好的耐磨性.也有良好的焊接性,但耐腐蚀性较差。目前基本依靠进口,我国的生产工艺还有待提高。
八系:8000系列铝合金较为常用的为8011 属于其他系列,大部分应用为铝箔,生产铝棒方面不太常用。
九系:9000系列铝合金是备用合金。
资料拓展:
铝合金通常使用铜、锌、锰、硅、镁等合金元素,20世纪初由德国人Alfred Wilm发明,对飞机发展帮助极大,一次大战后德国铝合金成分被列为国家机密。跟普通的碳钢相比有更轻及耐腐蚀的性能,但抗腐蚀性不如纯铝。在干净、干燥的环境下铝合金的表面会形成保护的氧化层。
造成电偶腐蚀(Galvanic corrosion)加速的情况有:铝合金与不銹钢接触的情况、其他金属的腐蚀电位比铝合金低或是在潮湿的环境下。如果铝和不銹钢要一同使用必须在有water-containing systems或是户外安装两金属间电子或电解隔离。
铝合金的成分需要向美国铝业协会(Aluminium Association,AA)注册。许多组织公布更具体制造铝合金的标准,包括美国汽车工程协会(Society of Automotive Engineers,SAE)特别是航空标准,还有美国材料试验协会(American Society for Testing and Materials,ASTM)。
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶 铝合金
及化学工业中已大量应用。
随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展,对铝合金焊接结构件的需求日益增多,使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展,同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域,因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。
纯铝的密度小(ρ=2.7g/cm3),大约是铁的 1/3,熔点低(660℃),铝是面心立方结构,故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%),易于加工,可制成各种型材、板材。抗腐蚀性能好;但是纯铝的强度很低,退火状态 σb 值约为8kgf/mm2,故不宜作结构材料。通过长期的生产实践和科学实验,人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝,这就得到了一系列的铝合金。
添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度,σb 值分别可达 24~60kgf/mm2。这样使得其“比强度”(强度与比重的比值 σb/ρ)胜过很多合金钢,成为理想的结构材料,广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面,飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造,以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的焊接,结构重量可减轻50%以上。
参考资料
铝合金的百度百科
在铝合金中牌号是有代表意义的,下面就依2024T3牌号为例说明。 第一个2表示铝与铝合金组别-铝铜系合金。铝与铝合金组别分为九大类。
第一类:1系:工业纯铝
第二类:2系:铝铜系合金
第三类:3系:铝猛系合金
第四类:4系:铝硅系合金
第五类:5系:铝镁系合金
第六类:6系:铝镁硅系合金
第七类:7系:铝锌镁铜系合金
第八类:8系:其他合金
第九类:9系:备用合金
0表示合金元素或杂质极限含量的控制情况:0表示原始合金,表示其杂质极限含量无特殊控制,1-9改型合金,表示对一项或一项以上的单个杂质或合金元素极限含量有特殊控制。
24表示不同的合金:表示最低铝合金含量中小数点后面的两位,如1050铝含量为99.50%,两位数没有特殊意义,仅用来识别同一组中的不同合金。
T表示进行热处理。T后面一般带有一位或一位以上数字,比如T3,表示进行了T3热处理。不同数字就代表进行不同的热处理。
型号不同,硬度不同。
5052-H112:60;5083-H112:65;6061-T651:95;7050-T7451:135;7075-T651:150;2024-T351:120。
铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,工业上广泛使用,使用量仅次于钢。一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。
扩展资料
铝合金的时效硬化是一个相当复杂的过程,它不仅决定于合金的组成、时效工艺,还取决于合金在生产过程中造成的缺陷,特别是空位、位错的数量和分布等。目前普遍认为时效硬化是溶质原子偏聚形成硬化区的结果。
铝合金在淬火加热时,合金中形成了空位,在淬火时,由于冷却快,这些空位来不及移出,便被“固定”在晶体内。这些在过饱和固溶体内的空位大多与溶质原子结合在一起。由于过饱和固溶体处于不稳定状态,必然向平衡状态转变,空位的存在,加速了溶质原子的扩散速度,因而加速了溶质原子的偏聚。
硬化区的大小和数量取决于淬火温度与淬火冷却速度。沉淀硬化合金系的一个基本特征是随温度而变化的平衡固溶度,即随温度增加固溶度增加,大多数可热处理强化的的铝合金都符合这一条件。
参考资料来源:百度百科-铝合金热处理技术
参考资料来源:百度百科-铝合金