铝合金屈服强度曲线与温度的关系

其中屈服强度，一般取为0.2%应变时的应力，如图，不同曲线的屈服强度不同。

εp=ε-σ/E，其中E对于每条曲线都不同，即为屈服强度时曲线的斜率。

以曲线4为例，即为黄线的斜率。而4上一点，这点斜线是平行于黄线的，其弹性应变为绿线标识长度，塑性应变为蓝线标识长度，计算就是上面这个公式。

伸长率是总应变，即用真实应变乘长度就行了，不用区分弹性和塑性。

一、铝合金定义　

以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。即Si,Fe ,Cu,Mn,Mg,Cr,Ni,Zn,还有Ti,Zr,这是里面常用的合金元素，一般都是执行国标GB-T3190--2008.具体每种材料的合金成分都不一样。按照系列为1,2,3,4，5,6,7，这几个系列，每个系列的又有很大的差别，同一系列基本差不多的。

1)铝硅系合金，也叫“硅铝明”或“矽铝明”。有良好铸造性能和耐磨性能，热胀系数小，在铸造铝合金中品种最多，用量最大的合金，含硅量在10％～25％。有时添加0.2％～0.6％镁的硅铝合金，广泛用于结构件，如壳体、缸体、箱体和框架等。有时添加适量的铜和镁，能提高合金的力学性能和耐热性。此类合金广泛用于制造活塞等部件。

(2)铝铜合金，含铜4.5％～5.3％合金强化效果最佳，适当加入锰和钛能显著提高室温、高温强度和铸造性能。主要用于制作承受大的动、静载荷和形状不复杂的砂型铸件。

(3)铝镁合金，密度最小(2.55g/cm3)，强度最高(355MPa左右)的铸造铝合金，含镁12％，强化效果最佳。合金在大气和海水中的抗腐蚀性能好，室温下有良好的综合力学性能和可切削性，可用于作雷达底座、飞机的发动机机匣、螺旋桨、起落架等零件，也可作装饰材料。

(4)铝锌系合金，为改善性能常加入硅、镁元素，常称为“锌硅铝明”。在铸造条件下，该合金有淬火作用，即“自行淬火”。不经热处理就可使用，以变质热处理后，铸件有较高的强度。经稳定化处理后，尺寸稳定，常用于制作模型、型板及设备支架等。

二、铝合金特点及分类

铝合金密度低，但比强度高，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。

铝合金分两大类：铸造铝合金，在铸态下使用；变形铝合金，能承受压力加工，力学性能高于铸态。可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、日常生活用品、建筑用门窗等。

铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。

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。

铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金和铝锌合金。

三、各种常用铝合金区分

1、【纯铝产品】

纯铝分冶炼品和压力加工品两类，前者以化学成份Al表示，后者用汉语拼音LG（铝、工业用的）表示。2、【压力加工铝合金】

铝合金压力加工产品分为防锈（LF）、硬质（LY）、锻造（LD）、超硬（LC）、包覆（LB）、特殊（LT）及钎焊（LQ）等七类。常用铝合金材料的状态为退火（M焖火）、硬化（Y）、热轧（R）等三种。

3、【铝材】

铝和铝合金经加工成一定形状的材料统称铝材，包括板材、带材、箔材、管材、棒材、线材、型材等。

4、【铸造铝合金】

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铸造铝合金（ZL）按成分中铝以外的主要元素硅、铜、镁、锌分为四类，代号编码分别为100、200、300、400。

5、【高强度铝合金】

高强度铝合金指其抗拉强度大于480兆帕的铝合金，主要是压力加工铝合金中硬铝合金类、超硬铝合金类和铸造合金类。

6、【不同牌号铝合金的典型用途】

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合 金 典 型 用 途

1050 食品、化学和酿造工业用挤压盘管，各种软管，烟花粉

1060 要求抗蚀性与成形性均高的场合，但对强度要求不高，化工设备是其典型用途

1100 用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部件，例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具

1145 包装及绝热铝箔，热交换器

1199 电解电容器箔，光学反光沉积膜

1350 电线、导电绞线、汇流排、变压器带材

2011 螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品

2014 应用于要求高强度与硬度（包括高温）的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料，车轮与结构元件，多级火箭第一级燃料槽与航天器零件，卡车构架与悬挂系统零件

2017 是第一个获得工业应用的2XXX系合金，目前的应用范围较窄，主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件，螺旋桨与配件

2024 飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件

2036 汽车车身钣金件

2048 航空航天器结构件与兵器结构零件

2124 航空航天器结构件

2218 飞机发动机和柴油发动机活塞，飞机发动机汽缸头，喷气发动机叶轮和压缩机环

2219 航天火箭焊接氧化剂槽，超音速飞机蒙皮与结构零件，工作温度为-270~300摄氏度。焊接性好，断裂韧性高，T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力

2319 焊拉2219合金的焊条和填充焊料

2618 模锻件与自由锻件。活塞和航空发动机零件

2A01 工作温度小于等于100摄氏度的结构铆钉

2A02 工作温度200~300摄氏度的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片

2A06 工作温度150~250摄氏度的飞机结构及工作温度125~250摄氏度的航空器结构铆钉

2A10 强度比2A01合金的高，用于制造工作温度小于等于100摄氏度的航空器结构铆钉

2A11 飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件。航空器的中等强度的螺栓与铆钉

2A12 航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等，建筑与交通运输工具结构件

2A14 形状复杂的自由锻件与模锻件

2A16 工作温度250~300摄氏度的航天航空器零件，在室温及高温下工作的焊接容器与气密座舱

2A17 工作温度225~250摄氏底的航空器零件

2A50 形状复杂的中等强度零件

2A60 航空器发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等

2A70 飞机蒙皮，航空器发动机活塞、导风轮、轮盘等

2A80 航空发动机压气机叶片、叶轮、活塞、涨圈及其他工作温度高的零件

2A90 航空发动机活塞

3003 用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件，或既要求有这些性能又需要有比1XXX系合金强度高的工作，如厨具、食物和化工产品处理与贮存装置，运输液体产品的槽、罐，以薄板加工的各种压力容器与管道

3004 全铝易拉罐罐身，要求有比3003合金更高强度的零部件，化工产品生产与贮存装置，薄板加工件，建筑加工件，建筑工具，各种灯具零部件

3105 房间隔断、档板、活动房板、檐槽和落水管，薄板成形加工件，瓶盖、瓶塞等

3A21 飞机油箱、油路导管、铆钉线材等；建筑材料与食品等工业装备等

5005 与3003合金相似，具有中等强度与良好的抗蚀性。用作导体、炊具、仪表板、壳与建筑装饰件。阳极氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮，并与6063合金的色调协调一致

5050 薄板可作为致冷机与冰箱的内衬板，汽车气管、油管与农业灌溉管；也可加工厚板、管材、棒材、异形材和线材等

5052 此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度与中等的静态强度，用于制造飞机油箱、油管，以及交通车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉、五金制品等

5056 镁合金与电缆护套铆钉、拉链、钉子等；包铝的线材广泛用于加工农业捕虫器罩，以及需要有高抗蚀性的其他场合

5083 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，诸如舰艇、汽车和飞机板焊接件；需严格防火的压力容器、致冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹元件、装甲等

5086 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，例如舰艇、汽车、飞机、低温设备、电视塔、钻井装置、运输设备、导弹零部件与甲板等

5154 焊接结构、贮槽、压力容器、船舶结构与海上设施、运输槽罐

5182 薄板用于加工易拉罐盖，汽车车身板、操纵盘、加强件、托架等零部件

5252 用于制造有较高强度的装饰件，如汽车等的装饰性零部件。在阳极氧化后具有光亮透明的氧化膜

5254 过氧化氢及其他化工产品容器

5356 焊接镁含量大于3%的铝-镁合金焊条及焊丝

5454 焊接结构，压力容器，海洋设施管道

5456 装甲板、高强度焊接结构、贮槽、压力容器、船舶材料

5457 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件

5652 过氧化氢及其他化工产品贮存容器

5657 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件，但在任何情况下必须确保材料具有细的晶粒组织

5A02 飞机油箱与导管，焊丝，铆钉，船舶结构件

5A03 中等强度焊接结构，冷冲压零件，焊接容器，焊丝，可用来代替5A02合金

5A05 焊接结构件，飞机蒙皮骨架

5A06 焊接结构，冷模锻零件，焊拉容器受力零件，飞机蒙皮骨部件

5A12 焊接结构件，防弹甲板

6005 挤压型材与管材，用于要求强高大于6063合金的结构件，如梯子、电视天线等

6009 汽车车身板

6010 薄板：汽车车身

6061 要求有一定强度、可焊性与抗蚀性高的各种工业结构性，如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、家具、机械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材

6063 建筑型材，灌溉管材以及供车辆、台架、家具、栏栅等用的挤压材料

6066 锻件及焊接结构挤压材料

6070 重载焊接结构与汽车工业用的挤压材料与管材

6101 公共汽车用高强度棒材、电导体与散热器材等

6151 用于模锻曲轴零件、机器零件与生产轧制环，供既要求有良好的可锻性能、高的强度，又要有良好抗蚀性之用

6201 高强度导电棒材与线材

6205 厚板、踏板与耐高冲击的挤压件

6262 要求抗蚀性优于2011和2017合金的有螺纹的高应力零件

6351 车辆的挤压结构件，水、石油等的输送管道

6463 建筑与各种器具型材，以及经阳极氧化处理后有明亮表面的汽车装饰件

6A02 飞机发动机零件，形状复杂的锻件与模锻件

7005 挤压材料，用于制造既要有高的强度又要有高的断裂韧性的焊接结构，如交通运输车辆的桁架、杆件、容器；大型热交换器，以及焊接后不能进行固熔处理的部件；还可用于制造体育器材如网球拍与垒球棒

7039 冷冻容器、低温器械与贮存箱，消防压力器材，军用器材、装甲板、导弹装置

7049 用于锻造静态强度与7079-T6合金的相同而又要求有高的抗应力腐蚀开裂勇力的零件，如飞机与导弹零件——起落架液压缸和挤压件。零件的疲劳性能大致与7075-T6合金的相等，而韧性稍高

7050 飞机结构件用中厚板、挤压件、自由锻件与模锻件。制造这类零件对合金的要求是：抗剥落腐蚀、应力腐蚀开裂能力、断裂韧性与抗疲劳性能都高

7072 空调器铝箔与特薄带材；2219、3003、3004、5050、5052、5154、6061、7075、7475、7178合金板材与管材的包覆层

7075 用于制造飞机结构及期货 他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、模具制造

7175 用于锻造航空器用的高强度结构性。T736材料有良好的综合性能，即强度、抗剥落腐蚀与抗应力腐蚀开裂性能、断裂韧性、疲劳强度都高

7178 供制造航空航天器的要求抗压屈服强度高的零部件

7475 机身用的包铝的与未包铝的板材，机翼骨架、桁条等。其他既要有高的强度又要有高的断裂韧性的零部件

7A04 飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落架等

7、【变形铝及铝合金状态、代号】

1.范围

本标准规定了变形铝合金的状态代号。

本标准适用于铝及铝加工产品。

2.基本原则

2.1基础状态代号用一个英文大写字母表示。

2.2细分状态代号采用基础状态代号后跟一位或多位阿拉伯数字表示。

2.3基本状态代号

基本状态分为5种

代号 名称 说明与应用

F 自由加工状态 适用于在成型过程中，对于加工硬化和热处理条件特殊要求的产品，该状态产品的力学性能不作规定。

O 退火状态 适用于经完全退火获得最低强度的加工产品。

H 加工硬化状态 适用于通过加工硬化提高强度的产品，产品在加工硬化后可经过（也可不经过）使强度有所降低的附加热处理。

W 固熔热处理状态 处理状态 一种不稳定状态，仅适用于经固溶热处理后，室温下自然时效的合金，该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段。

T 热处理状态(不同于F、O、H状态) 适用于热处理后，经过（或不经过）加工硬化达到稳定的产品。T代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字。

要看是什么铝合金了。一般认为，铝合金的溶质原子形成的气团能与位错形成强烈的相互作用，钉扎位错，使得需要外界提供较大的应力才能开动位错。一旦位错开动，溶质原子的作用就失去了，导致不加应力的条件下，位错还能运动，这就是公认的屈服平台产生的原因。

首先在铝合金曲线中是看不出屈服点，只能认为设定了一个RP0.2规定非比例延伸强度。在到达RP0.2之前是弹性变形阶段是可以恢复的，这个阶段强度逐渐增大，增大到最大（抗拉强度）时，样品会发生缩颈变形，这时由于横截面积几句变小，所以强度会变小，所以最大时没有断裂。这个强度是和截面积有关的

首先需要说明的是，通过高周疲劳试验绘制S-N曲线通常有两个部分，首先通过升降法测它的疲劳极限，然后才是分不同的加载等级测S-N曲线。

拟合S-N曲线公式的时候是不会将疲劳极限代入计算的，从你给出的网站的S-N曲线上看，在循环次数超过107后，曲线将变成一条水平线，在这个临界区域的曲率半径会比较大。而在双对数坐标系中，S-N曲线就成了两条折线，在临界部分直线拟合显然不能很好地反映原来S-N曲线的真实情况。所以拟合公式计算出的疲劳极限肯定会比试验测得的要小。

目前，铝合金是应用最为广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着对铝合金材料各方面研究的深入，铝合金已开始逐渐应用于生活及军事科技方面。 由于铝合金的分类不同，所以各种系列铝合金有其特定用途。然而大部分铝合金的产品，仅从外观是无法判断是否为合适牌号，可导致铝材的混用和错用情况发生，对生活和生产造成不必要的麻烦。 目前国标规定的铝合金检测（仪器分析）标准方法，如下： ① gb/t 20975.25-2008 铝及铝合金化学分析方法 第25部分:电感耦合等离子体原子发射光谱法 ② gb/t 20975.26-2013 铝及铝合金化学分析方法 第26部分：碳含量的测定红外吸收法 ③ gb/t 7999-2007 铝及铝合金光电直读光谱仪分析 ④ sn/t 1112-2002 铝锭中化学成分的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱（icp - aes）法

金属材料检测分析范围涉及对黑色金属、有色金属、机械设备及零部件等的机械性能测试、化学成分分析、金相分析、精密尺寸测量、无损探伤、耐腐蚀试验和环境模拟测试等。

金属材料检测分析原理

五大元素通常指钢铁中存在的锰、磷、硅、碳、硫元素，是钢铁中最重要的也是最基本的元素，是区分普通钢铁的牌号及品质，它们的含量直接影响钢铁的机械性能。

金属元素分析在国内冶金，铸造，机械，矿产领域非常常见。实验室配备有电感耦合等离子发射光谱仪（ICP-OES）、原子吸收光谱仪（AAS）、X射线荧光光谱仪（XRF）、电位滴定仪、分光光度计、氮氧仪、碳硫仪等各类高精度化学检测仪器。

可以分析的元素有碳元素、硫元素、硅元素、锰元素、磷元素、铬元素、钙元素、镍元素、铜元素、钼元素、钒元素、钛元素、铌元素、钽元素、钨元素、镉元素、铁元素、锌元素、镁元素、铝元素、铅元素、锡元素、砷元素、锑元素、铋元素、氮元素、氢元素、氧元素、钴元素等。

常见的金属元素分析试样有： 各类水质，土壤，矿物，废弃物，纺织品，化妆品，橡塑材料等。

一、检测材料范围

1、碳钢、低合金钢、中合金钢、高合金钢、不锈钢、工具钢、粉末冶金钢材。

2、铁、铝合金、镍合金、钛合金、锌合金、电镀材料、铜合金。

3、 钢铁材料：结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金、铬、锰及其合金。

4、金属及其合金：轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属。

5、特种金属材料：功能合金、金属基复合材料。

6、 进口金属材料：生铁、钢锭、钢坯、型材、线材、金属制品、有色金属及其制品。

检测材料分析项目

常规元素分析：品质（成份分析）、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、碳(C)、硫(S)、镍(Ni)、铬(Cr)、铜(Cu)、镁(Mg)、钙(Ca)、铁(Fe)、钛(Ti)、锌(Zn)、铅(Pb)、锑(Sb)、镉(Cd)、铋(Bi)、砷(As)、钠(Na)、钾(K)、铝(Al)、牌号测定、水份。

贵金属元素分析：银(Ag)、金(Au)、钯(Pd)、铂(Pt)、铑(Rh)、钌(Ru)、铱(Ir)、锇(Os)。

金属机械强度检测：屈服强度、延伸率、弯曲试验、洛氏强度、抗拉强度拉断荷重、应力松弛试验、镀锌量测试、附着力测试、浸铜试验、高低温拉伸试验、压缩试验、剪切试验、扭转试验 。

重点分析项目

化学性能：抗蚀性、抗氧化性。

物理性能：密度、熔点、热膨胀性。

机械性能：抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度、塑性、硬度、疲劳、 冲击韧性、耐久性、弹性模数、韧性 。

二、金属类型以及未知金属成分分析

1、不锈钢成分分析—不锈钢牌号鉴定：304、304L、316等不锈钢；元素含量检测：镍Ni、铬Cr、钼Mo、铁Fe等。

2、合金成分分析检测——铜合金、铝合金、锌合金、焊锡及其他合金：碳C，氮N，硫S，磷P，硅Si，铜Cu，铁Fe，铝Al，锡Sn，钼Mo，镍Ni，铬Cr，锰Mn，钛Ti，钨W，铅Pb，锌Zn。

3、金属材料中常规金属元素分析检测、氧氮氢气体元素检测、贵金属检测、重金属检测、RoHS检测及其他各类材料金属成分检测。

材质：铁基合金（碳钢，不锈钢，工具钢，铸铁等） 。

铜基合金（纯铜，黄铜，白铜，青铜等）。

铝基合金（变型铝，铸铝，纯铝等） 。

镁基合金（镁铝锌，镁铝硅等）。

镍基合金（高温合金，精密合金等）。

钛基合金（纯钛，T,TC11等），锡基合金（纯锡，铅锡合金，无铅焊锡等），锌基合金（纯锌，锌铝合金等） 。

部分检测标准

GB/T 10128-2007金属材料 室温扭转试验方法

GB/T 12443-2007金属材料 扭应力疲劳试验方法

GB/T 13239-2006金属材料低温拉伸试验方法

GB/T 2039-2012金属材料 单轴拉伸蠕变试验方法

GB/T 20568-2006金属材料 管环液压试验方法

GB/T 13301-1991金属材料电阻应变灵敏系数试验方法

GB/T 13825-2008金属覆盖层 黑色金属材料热镀锌层

GB/T 12444-2006金属材料 磨损试验方法试环-试块滑动磨损试验

GB/T 14265-1993金属材料中氢、氧、氮、碳和硫分析方法通则

GB/T 11020-2005固体非金属材料暴露在火焰源时的燃烧性试验方法清单