aluminum alloy что это
Cплавы алюминия: выбор и применение
Сплавы на основе алюминия
Термины и определения
Алюминиевый сплав – сплав на основе алюминия – это алюминий, который [1]:
Легирующий элемент – это металлический или неметаллический элемент, который контролируется в определенных верхних и нижних пределах для целей придания алюминиевому сплаву определенных специальных свойств [1].
Примесь – металлический или неметаллический элемент, который присутствует в сплаве, минимальное содержание которого не контролируется. В алюминиевых сплавах, как правило, контролируется максимальная концентрация примеси [1].
Легирование в алюминиевых сплавах
Наиболее важными легирующими элементами, которые применяют для превращения алюминия в сплавы с особыми свойствами – и деформируемые, и литейные (конечно, в разных количествах) – являются:
Влияние, например, содержания меди в алюминиевом сплаве на его механические свойства показано на рисунке 1.
Рисунок 1- Влияние легирования алюминиевого сплава медью на механические свойства [3]
Железо в алюминиевых сплавах
Деформируемые алюминиевые сплавы содержат примерно 0,1 – 0,4 % (по массе) железа (Fe). Железо обычно рассматривается как нежелательная примесь. Его содержание зависит от качества исходной руды (бокситов) и технологии электролитического восстановления. Иногда легирование железом применяют для получения особых свойств материала, например, для изготовления алюминиевой фольги.
Модифицирование сплавов
В комбинации с основными легирующими элементами часто применяют другие легирующие элементы: висмут (Bi), бор (B), хром (Cr), свинец (Pb), никель (Ni), титан (Ti) и цирконий (Zr). Эти элементы обычно применяют в небольших количествах (до 0,1 % по массе, хотя B, Pb и Cr могут составлять до 0,5 %), чтобы придать им особые свойства, модифицировать сплавы для специальных целей, таких как литейные качества, обрабатываемость, теплостойкость, коррозионная стойкость, прочность и т.п.
Классификация алюминиевых сплавов
Классификацию алюминиевых сплавов – сплавов алюминия – производят по различным критериям, в том числе:
Две категории: литейные и деформируемые
Две категории алюминиевых сплавов
Литейный алюминиевый сплав – сплав алюминия, который предназначен в первую очередь для производства отливок.
Деформируемый алюминиевый сплав – сплав алюминия, который предназначен в первую очередь для производства алюминиевых изделий горячей и/или холодной обработкой давлением.
Деформируемые сплавы
Деформируемые алюминиевые сплавы сначала разливают в слитки (круглые или прямоугольные), а потом обрабатывают по различным технологиям обработки давлением – горячей и холодной – до придания им нужной формы:
Популярные деформируемые алюминиевые сплавы серии 6ххх, которые применяют для производства прессованных алюминиевых профилей, представлены ниже на рисунке 7.
Рисунок 7 – Основные алюминиевые сплавы серии 6ххх
Литейные сплавы
Литейные алюминиевые сплавы в расплавленном состоянии разливают непосредственно в их конечную форму одним из различных методов, таких как, литье в песчаные формы, литье в кокили или литье под давлением. При литье применяют сложные литейные формы. Эти сплавы часто имеют высокое содержание кремния для улучшения их литейных свойств.
У этих двух категорий алюминиевых сплавов классификация по легирующим сплавам различная: в целом в них добавляются одни и те же легирующие элементы, но в разных количествах.
Прочность и другие механические свойства алюминиевых сплавов, как деформированных, так и литейных, определяются в основном их химическим составом, т. е. содержанием в алюминии легирующих элементов, а также вредных примесей. Однако возможно изменение этих свойств для достижения их оптимального сочетания путем дополнительной обработки сплавов – термической или деформационной, или и той, и другой. В результате этого сплав изменяет свои первоначальные механические свойства и получает свое окончательное состояние, в котором и поставляется заказчику. Упрочняющую термическую обработку применяют как к литейным, так и к деформированным сплавам, Они в этом случае называются сплавами, упрочняемыми термической обработкой.
Два механизма упрочнения
Два класса алюминиевых сплавов:
Термически упрочняемые сплавы
Термически упрочняемый сплав – сплав, который может быть упрочнен соответствующей термической обработкой (рисунки 2, 3 и 4).
Рисунок 2 – Закалка и упрочнение старением алюминиевых сплавов [2]
Рисунок 3 – Типичное термическое упрочнение старением [4]
Рисунок 4 – Эффект термического упрочнения на механические свойства сплава 7075 [4]
Нагартовываемые сплавы
Деформационно упрочняемый сплав (“термически неупрочняемый”, нагартовываемый) – сплав, который упрочняется только путем деформационной обработки (рисунки 5 и 6), а не термической обработкой.
Рисунок 5 – Влияние холодной пластической обработки – нагартовки – на прочность, твердость и пластичность алюминиевых сплавов [2]
Рисунок 6 – Кривые нагартовки (деформационного упрочнения)
термически неупрочняемых алюминиевых сплавов [4]
Серии и системы легирования
Серии деформируемых сплавов
Серии литейных сплавов
Алюминиевые сплавы в конструкциях
Рейтинг прочности алюминиевых сплавов
Алюминиевые сплавы создают для того, чтобы получить алюминий со специальными свойствами, например, с более высокими механическими свойствами (рисунки 8 и 9).
Рисунок 8 – Рейтинг прочности деформируемых алюминиевых сплавов [2]
Рисунок 9 – Влияние легирующих элементов на прочность при растяжении, твердость, чувствительность к удару и пластичность [5]
Выбор сплава
При выборе алюминиевого сплава в качестве конструкционного материала, главным фактором является обеспечение прочности изготавливаемого из него конструкционного элемента. Однако конструкционную прочность различных типов элементов обеспечивают различные свойства одного и того же конструкционного материала.
Например, прочность «толстой» колонны будет зависеть в основном от предела текучести металла, тогда как прочность «тонкой» колонны будет зависеть главным образом от модуля упругости материала. Поскольку предел текучести алюминиевых сплавов нередко сравним с пределами текучести рядовых конструкционных сталей, то алюминий мог бы вполне потягаться с ними для «толстых» колонн. С другой стороны, поскольку модуль упругости алюминия и его сплавов составляет всего лишь где-то треть от модуля упругости сталей, то алюминий вряд ли может соперничать со сталями в «тонких» колоннах.
Прочность, однако, не является единственной рабочей характеристикой конструкции или изделия. Такие дополнительные факторы, как коррозионная стойкость, легкость обработки (прессуемость или свариваемость), жесткость (модуль упругости), пластическое разрушение (относительное удлинение), вес (плотность), усталостная прочность, а также стоимость, должны в той или иной мере учитываться при выборе нужного конструкционного материала.
Экономика алюминиевой конструкции
Часто стоимость материала является критическим фактором. Однако сравнение алюминиевых сплавов и сталей на основе стоимости единицы массы или объема может ввести в заблуждение, так как они имеют различные прочности, плотности и другие свойства.
Если бы стоимость материала была единственным фактором и углеродистые стали могли применяться без защитного антикоррозионного покрытия, то всегда и везде применялись бы только они. Однако, при выборе материала в рассмотрение принимаются и другие факторы, такие как стоимость эксплуатации и технического обслуживания в течение всего срока службы конструкции. Кроме того, в некоторых специфических условиях «правило» о том, что алюминиевый элемент в два раза легче стального не всегда справедливо. Например, алюминиевый компонент может весить и значительно меньше, если толщину стального элемента нужно увеличивать с учетом ее возможного уменьшения от воздействия слишком агрессивной коррозии в течение всего срока службы.
Если требуются профили со сложными поперечными сечениями, как, например, в ограждающих фасадных конструкциях, то в таких случаях, стоимость стального элемента намного больше, чем стоимость его материала. Дело в том, что для изготовления этого элемента из стальной заготовки ее надо механически обрабатывать, подвергать холодной штамповке или гибке, а, может быть, и применять сварку. В то же время стоимость изготовления алюминиевого профиля составляет только малую долю стоимости «сырого» алюминия.
Из-за высокой стоимости нержавеющих сталей они применяются только, если вес элемента или конструкции не имеет значения, а важны внешний вид и свариваемость. Обычно, когда нержавеющая сталь применяется вместо алюминия, то причина часто только одна – ограничения алюминиевых сплавов по сварке.
Алюминиевые сплавы по Еврокоду 9
Алюминиевые сплавы предлагают инженерам-конструкторам широкий выбор материалов. Каждый сплав имеет свои особенные характеристики, которые служат для обеспечения заданных свойств. Когда коррозионная стойкость, высокое отношение прочности к весу и легкость изготовления являются существенными конструкционными параметрами, тогда алюминиевые сплавы заслуживают серьезного рассмотрения.
В таблицах 1 и 2 представлены деформируемые алюминиевые сплавы, которые Еврокод 9 рекомендует и разрешает для применения в зданиях и сооружениях (см. подробнее здесь).
Таблица 1 – Термически неупрочняемые алюминиевые сплавы по Еврокоду 9
Таблица 2 – Термически неупрочняемые алюминиевые сплавы по Еврокоду 9 
1. Guidance GAG Guidance Document 001 Terms and Definitions Edition 2009-01 March 2009
2. The welding of aluminium and its alloys / Gene Mathers – Woodhead Publishing Ltd, 2002
3. Aluminum and Aluminium Alloys / ed. Davis – ASM International, 1996
4. Aluminum and Aluminum Alloys – Subject Guide – ASM International, 2015
5. TALAT 1501
Сплавы, состоящие в основном из алюминия, сыграли очень важную роль в авиакосмической промышленности с момента появления самолетов с металлической обшивкой. Алюминиево-магниевые сплавы легче других алюминиевых сплавов и гораздо менее горючие, чем другие сплавы, содержащие очень высокий процент магния.
На поверхностях из алюминиевого сплава образуется белый защитный слой оксида алюминия, если не защищать их анодированием и / или правильной окраской. Во влажной среде гальваническая коррозия может возникнуть, когда алюминиевый сплав находится в электрическом контакте с другими металлами с более положительными потенциалами коррозии, чем алюминий, и присутствует электролит, который обеспечивает ионный обмен. Этот процесс, называемый коррозией разнородных металлов, может происходить как расслоение или межкристаллитная коррозия. Алюминиевые сплавы могут подвергаться неправильной термообработке. Это вызывает разделение внутренних элементов, и металл подвергается коррозии изнутри.
СОДЕРЖАНИЕ
Технические характеристики и свойства алюминиевых сплавов
Алюминиевые сплавы в сравнении с видами стали
В случае с совершенно новыми металлическими изделиями выбор дизайна часто определяется технологией производства. Экструзия особенно важна в этом отношении из-за легкости, с которой алюминиевые сплавы, особенно серия Al – Mg – Si, могут быть экструдированы для образования сложных профилей.
Как правило, из алюминиевого сплава можно получить более жесткую и легкую конструкцию, чем из стали. Например, рассмотрим изгиб тонкостенной трубы: второй момент площади обратно пропорционален напряжению в стенке трубы, т. Е. Напряжения ниже для больших значений. Второй момент площади пропорционален кубу радиуса, умноженного на толщину стенки, таким образом, увеличение радиуса (и веса) на 26% приведет к уменьшению наполовину напряжения стенки. По этой причине в велосипедных рамах, изготовленных из алюминиевых сплавов, используются трубы большего диаметра, чем из стали или титана, чтобы обеспечить желаемую жесткость и прочность. В автомобилестроении автомобили из алюминиевых сплавов используют пространственные рамы из экструдированных профилей для обеспечения жесткости. Это представляет собой радикальное отличие от общепринятого подхода к современной конструкции стальных автомобилей, жесткость которого зависит от корпусов кузова, известного как цельная конструкция.
Соображения тепловой чувствительности
Часто необходимо также учитывать чувствительность металла к нагреванию. Даже относительно обычная процедура в мастерской, включающая нагрев, усложняется тем фактом, что алюминий, в отличие от стали, плавится, не загораясь сначала красным светом. Операции формовки с использованием паяльной лампы могут полностью изменить или исключить термообработку, поэтому не рекомендуется. Никакие визуальные признаки не указывают на внутренние повреждения материала. Как и при сварке термообработанной высокопрочной звеньевой цепи, вся прочность теперь теряется из-за нагрева горелки. Цепь опасна, и ее необходимо выбросить.
Алюминий подвержен внутренним напряжениям и деформациям. Иногда годы спустя, когда неправильно сваренные алюминиевые велосипедные рамы постепенно перекручиваются из-за нагрузок в процессе сварки. Таким образом, в аэрокосмической промышленности полностью избегают нагрева за счет соединения деталей с помощью заклепок из металла того же состава, других крепежных элементов или клеев.
Непереносимость алюминия к высоким температурам не помешала его использованию в ракетной технике; даже для использования при создании камер сгорания, где газы могут достигать 3500 К. В двигателе верхней ступени Agena использовалась алюминиевая конструкция с рекуперативным охлаждением для некоторых частей сопла, включая критичную с термической точки зрения горловину; Фактически, чрезвычайно высокая теплопроводность алюминия не позволяла горловине достигать точки плавления даже при сильном тепловом потоке, в результате чего получился надежный и легкий компонент.
Бытовая проводка
Из-за своей высокой проводимости и относительно низкой цены по сравнению с медью в 1960-х годах алюминий был представлен в то время для бытовой электропроводки в Северной Америке, хотя многие приспособления не были предназначены для использования с алюминиевой проволокой. Но новое использование принесло некоторые проблемы:
Все это привело к перегреву и ослаблению контактов, что, в свою очередь, привело к некоторым пожарам. Затем строители стали опасаться использования проволоки, и многие юрисдикции запретили ее использование в очень маленьких размерах в новом строительстве. Тем не менее, в конечном итоге были представлены новые приспособления с соединениями, предназначенными для предотвращения ослабления и перегрева. Сначала они были помечены как «Al / Cu», но теперь они имеют кодировку «CO / ALR».
Обозначения сплавов
Кованые и литые алюминиевые сплавы используют разные системы идентификации. Кованый алюминий обозначается четырехзначным числом, обозначающим легирующие элементы.
В литейных алюминиевых сплавах используется число от четырех до пяти цифр с десятичной запятой. Цифра в разряде сотен указывает на легирующие элементы, а цифра после десятичной точки указывает на форму (литая форма или слиток).
Обозначение закалки
Обозначение закалки следует за литым или кованым номером обозначения с тире, буквой и, возможно, числом от одной до трех цифр, например 6061-T6. Определения темпераментов:
-F : в заводском состоянии
-H : деформационное упрочнение (холодная обработка) с термической обработкой или без нее
-O : полностью мягкий (отожженный)
-T : термообработанный для получения стабильного темперамента
-T1 : охлаждение после горячей обработки и естественное старение (при комнатной температуре) -T2 : охлаждение после горячей обработки, холодной обработки и естественного старения -T3 : Раствор термообработанный и холодно обработанный -T4 : раствор термообработанный и естественно состаренный -T5 : охлаждение после горячей обработки и искусственное старение (при повышенной температуре) -T51 : снятие напряжения при растяжении -T510 : после растяжения не требуется дальнейшего выпрямления -T511 : Незначительное выпрямление после растяжения -T52 : снятие стресса с помощью термической обработки -T6 : Раствор термообработанный и искусственно состаренный -T7 : термообработанный и стабилизированный раствор -T8 : раствор термообработанный, холодный и искусственно состаренный -T9 : термообработанный раствор, искусственное старение и холодная обработка. -T10 : охлаждение после горячей обработки, холодной обработки и искусственного старения
-W : только термообработанный раствор
Кованые сплавы
1000 серии
| Сплав | Al содержание | Легирующие элементы | Использование и ссылки |
|---|---|---|---|
| 1050 | 99,5 | — | Тянутая трубка, химическое оборудование |
| 1060 | 99,6 | — | Универсальный |
| 1070 | 99,7 | — | Толстостенная тянутая труба |
| 1100 | 99,0 | Cu 0,1 | Универсальный, пустотелый |
| 1145 | 99,45 | — | Лист, тарелка, фольга |
| 1199 | 99,99 | — | Фольга |
| 1200 | 99,0 макс. | ( Si + Fe ) не более 1,0; Cu 0,05 макс; Mn не более 0,05; Zn 0,10 макс; Ti 0,05 макс; другие 0,05 (каждый) 0,015 (всего) | |
| 1230 (VAD23) # | Si 0,3; Fe 0,3; Cu 4,8–5,8; Mn 0,4–0,8; Mg 0,05; Zn 0,1; Ti 0,15; Li 0,9–1,4; Cd 0,1–0,25 | Самолет Ту-144 | |
| 1350 | 99,5 | — | Электрические проводники |
| 1370 | 99,7 | — | Электрические проводники |
| 1420 # | 92,9 | Mg 5.0; Li 2,0; Zr 0,1 | Аэрокосмическая промышленность |
| 1421 # | 92,9 | Mg 5.0; Li 2,0; Mn 0,2; Sc 0,2; Zr 0,1 | Аэрокосмическая промышленность |
| 1424 # | Si 0,08; Fe 0,1; Mn 0,1–0,25; Mg 4,7–5,2; Zn 0,4–0,7; Li 1,5–1,8; Zr 0,07–0,1; Be 0,02–0,2; Sc 0,05–0,08; Na 0,0015 | ||
| 1430 # | Si 0,1; Fe 0,15; Cu 1,4–1,8; Mn 0,3–0,5; Mg 2.3–3.0; Zn 0,5–0,7; Ti 0,01–0,1; Li 1,5–1,9; Zr 0,08–0,14; Be 0,02–0,1; Sc 0,01–0,1; Na 0,003; Ce 0,2–0,4; Y 0,05–0,1 | ||
| 1440 # | Si 0,02–0,1; Fe 0,03–0,15; Cu 1,2–1,9; Mn 0,05; Mg 0,6–1,1; Cr 0,05; Ti 0,02–0,1; Li 2,1–2,6; Zr 0,10–0,2; Быть 0,05–0,2; Na 0,003 | ||
| 1441 # | Si 0,08; Fe 0,12; Cu 1,5–1,8; Mn 0,001–0,010; Mg 0,7–1,1; Ti 0,01–0,07; Ni 0,02–0,10; Li 1,8–2,1; Zr 0,04–0,16; Быть 0,02–0,20 | Be-103 и Б-200 рулей | |
| 1441K # | Si 0,08; Fe 0,12; Cu 1,3–1,5; Mn 0,001–0,010; Mg 0,7–1,1; Ti 0,01–0,07; Ni 0,01–0,15; Li 1,8–2,1; Zr 0,04–0,16; Be 0,002–0,01 | ||
| 1445 # | Si 0,08; Fe 0,12; Cu 1,3–1,5; Mn 0,001–0,010; Mg 0,7–1,1; Ti 0,01–0,1; Ni 0,01–0,15; Li 1,6–1,9; Zr 0,04–0,16; Be 0,002–0,01; Sc 0,005–0,001; Ag 0,05–0,15; Ca 0,005–0,04; Na 0,0015 | ||
| 1450 # | Si 0,1; Fe 0,15; Cu 2,6–3,3; Mn 0,1; Mg 0,1; Cr 0,05; Zn 0,25; Ti 0,01–0,06; Li 1,8–2,3; Zr 0,08–0,14; Be 0,008–0,1; Na 0,002; Ce 0,005–0,05 | Самолеты Ан-124 и Ан-225 | |
| 1460 # | Si 0,1; Fe 0,03–0,15; Cu 2,6–3,3; Mg 0,05; Ti 0,01–0,05; Li 2,0–2,4; Zr 0,08–0,13; Na 0,002; Sc 0,05–0,14; В 0,0002–0,0003 | Самолет Ту-156 | |
| V-1461 # | Si 0,8; Fe 0,01–0,1; Cu 2,5–2,95; Mn 0,2–0,6; Mg 0,05–0,6; Cr 0,01–0,05; Zn 0,2–0,8; Ti 0,05; Ni 0,05–0,15; Li 1,5–1,95; Zr 0,05–0,12; Be 0,0001–0,02; Sc 0,05–0,10; Ca 0,001–0,05; Na 0,0015 | ||
| V-1464 # | Si 0,03–0,08; Fe 0,03–0,10; Cu 3,25–3,45; Mn 0,20–0,30; Mg 0,35–0,45; Ti 0,01–0,03; Li 1,55–1,70; Zr 0,08–0,10; Sc 0,08–0,10; Be 0,0003–0,02; Na 0,0005 | ||
| V-1469 # | Si 0,1; Fe 0,12; Cu 3,2–4,5; Mn 0,003–0,5; Mg 0,1–0,5; Li 1,0–1,5; Zr 0,04–0,20; Sc 0,04–0,15; Ag 0,15–0,6 |
# Название не является международной системой обозначения сплавов.
2000 серии
3000 серии
| Сплав | Al содержание | Легирующие элементы | Использование и ссылки |
|---|---|---|---|
| 3003 | 98,6 | Mn 1,5; Cu 0,12 | Универсальная, листовая, тара из жесткой фольги, вывески, декоративные |
| 3004 | 97,8 | Mn 1,2; Mg 1 | Универсальные, банки для напитков |
| 3005 | 98,5 | Mn 1.0; Мг 0,5 | Закаленный |
| 3102 | 99,8 | Mn 0,2 | Закаленный |
| 3103 и 3303 | 98,8 | Мн 1,2 | Закаленный |
| 3105 | 97,8 | Mn 0,55; Мг 0,5 | Простынь |
| 3203 | 98,8 | Мн 1,2 | Лист, высокопрочная фольга |
4000 серии
| Сплав | Al содержание | Легирующие элементы | Использование и ссылки |
|---|---|---|---|
| 4006 | 98,3 | Si 1.0; Fe 0,65 | Закаленные или состаренные |
| 4007 | 96,3 | Si 1,4; Mn 1,2; Fe 0,7; Ni 0,3; Cr 0,1 | Закаленный |
| 4015 | 96,8 | Si 2.0; Mn 1.0; Мг 0,2 | Закаленный |
| 4032 | 85 | Si 12.2; Cu 0,9; Mg 1; Ni 0,9; | Поковки |
| 4043 | 94,8 | Si 5.2 | стержень |
| 4047 | 85,5 | Si 12,0; Fe 0,8; Cu 0,3; Zn 0,2; Mn 0,15; Мг 0,1 | Лист, облицовка, наполнители |
| 4543 | 93,7 | Si 6.0; Мг 0,3 | архитектурные профили |
5000 серии
| Сплав | Al содержание | Легирующие элементы | Использование и ссылки |
|---|---|---|---|
| 5005 и 5657 | 99,2 | Мг 0,8 | Лист, плита, стержень |
| 5010 | 99,3 | Mg 0,5; Mn 0,2; | |
| 5019 | 94,7 | Mg 5.0; Mn 0,25; | |
| 5024 | 94,5 | Mg 4.6; Mn 0,6; Zr 0,1; Сбн 0,2 | Экструзии для авиакосмической промышленности |
| 5026 | 93,9 | Mg 4,5; Mn 1; Si 0,9; Fe 0,4; Cu 0,3 | |
| 5050 | 98,6 | Мг 1,4 | Универсальный |
| 5052 и 5652 | 97,2 | Mg 2,5; Cr 0,25 | Универсальный, аэрокосмический, морской |
| 5056 | 94,8 | Mg 5.0; Mn 0,12; Cr 0,12 | Фольга, стержень, заклепки |
| 5059 | 93,5 | Mg 5.0; Mn 0,8; Zn 0,6; Zr 0,12 | ракетные криогенные резервуары |
| 5083 | 94,8 | Mg 4.4; Mn 0,7; Cr 0,15 | Универсальный, сварочный, морской |
| 5086 | 95,4 | Mg 4.0; Mn 0,4; Cr 0,15 | Универсальный, сварочный, морской |
| 5154 и 5254 | 96,2 | Mg 3,5; Cr 0,25; | Универсальный, заклепки |
| 5182 | 95,2 | Mg 4,5; Mn 0,35; | Простынь |
| 5252 | 97,5 | Mg 2,5; | Простынь |
| 5356 | 94,6 | Mg 5.0; Mn 0,12; Cr 0,12; Ti 0,13 | Пруток, проволока MIG |
| 5454 | 96,4 | Mg 2.7; Mn 0,8; Cr 0,12 | Универсальный |
| 5456 | 94 | Mg 5.1; Mn 0,8; Cr 0,12 | Универсальный |
| 5457 | 98,7 | Mg 1.0; Mn 0,2; Cu 0,1 | Лист, обшивка автомобиля |
| 5557 | 99,1 | Mg 0,6; Mn 0,2; Cu 0,1 | Лист, обшивка автомобиля |
| 5754 | 95,8 | Mg 3.1; Mn 0,5; Cr 0,3 | Лист, стержень |
6000 серии
| Сплав | Al содержание | Легирующие элементы | Использование и ссылки |
|---|---|---|---|
| 6005 | 98,7 | Si 0,8; Мг 0,5 | Профили, уголки |
| 6009 | 97,7 | Si 0,8; Mg 0,6; Mn 0,5; Cu 0,35 | Простынь |
| 6010 | 97,3 | Si 1.0; Mg 0,7; Mn 0,5; Cu 0,35 | Простынь |
| 6013 | 97,05 | Si 0,8; Mg 1.0; Mn 0,35; Cu 0,8 | Пластина, аэрокосмическая промышленность, чехлы для смартфонов |
| 6022 | 97,9 | Si 1.1; Mg 0,6; Mn 0,05; Cu 0,05; Fe 0,3 | Лист автомобильный |
| 6060 | 98,9 | Si 0,4; Mg 0,5; Fe 0,2 | Термообработанный |
| 6061 | 97,9 | Si 0,6; Mg 1.0; Cu 0,25; Cr 0,2 | Универсальный, конструкционный, аэрокосмический |
| 6063 и 646 г | 98,9 | Si 0,4; Мг 0,7 | Универсальный, морской, декоративный |
| 6063A | 98,7 | Si 0,4; Mg 0,7; Fe 0,2 | Термообработанный |
| 6065 | 97,1 | Si 0,6; Mg 1.0; Cu 0,25; Bi 1.0 | Термообработанный |
| 6066 | 95,7 | Si 1,4; Mg 1.1; Mn 0,8; Cu 1.0 | Универсальный |
| 6070 | 96,8 | Si 1,4; Mg 0,8; Mn 0,7; Cu 0,28 | Экструзии |
| 6081 | 98,1 | Si 0,9; Mg 0,8; Mn 0,2 | Термообработанный |
| 6082 | 97,5 | Si 1.0; Mg 0,85; Mn 0,65 | Термообработанный |
| 6101 | 98,9 | Si 0,5; Мг 0,6 | Экструзии |
| 6105 | 98,6 | Si 0,8; Мг 0,65 | Термообработанный |
| 6113 | 96,8 | Si 0,8; Mg 1.0; Mn 0,35; Cu 0,8; O 0,2 | Аэрокосмическая промышленность |
| 6151 | 98,2 | Si 0,9; Mg 0,6; Cr 0,25 | Поковки |
| 6162 | 98,6 | Si 0,55; Мг 0,9 | Термообработанный |
| 6201 | 98,5 | Si 0,7; Мг 0,8 | стержень |
| 6205 | 98,4 | Si 0,8; Mg 0,5; Mn 0,1; Cr 0,1; Zr 0,1 | Экструзии |
| 6262 | 96,8 | Si 0,6; Mg 1.0; Cu 0,25; Cr 0,1; Bi 0,6; Pb 0,6 | Универсальный |
| 6351 | 97,8 | Si 1.0; Mg 0,6; Mn 0,6 | Экструзии |
| 6463 | 98,9 | Si 0,4; Мг 0,7 | Экструзии |
| 6951 | 97,2 | Si 0,5; Fe 0,8; Cu 0,3; Mg 0,7; Mn 0,1; Zn 0,2 | Термообработанный |
7000 серии
| Сплав | Al содержание | Легирующие элементы | Использование и ссылки |
|---|---|---|---|
| 7005 | 93,3 | Zn 4,5; Mg 1,4; Mn 0,45; Cr 0,13; Zr 0,14; Ti 0,04 | Экструзии |
| 7010 | 93,3 | Zn 6,2; Mg 2.35; Cu 1,7; Zr 0,1; | Аэрокосмическая промышленность |
| 7022 | 91,1 | Zn 4,7; Mg 3.1; Mn 0,2; Cu 0,7; Cr 0,2; | плита, формы |
| 7034 | 85,7 | Zn 11,0; Mg 2.3; Cu 1.0 | Предел прочности при растяжении 750 МПа |
| 7039 | 92,3 | Zn 4.0; Mg 3.3; Mn 0,2; Cr 0,2 | Бронеплита для авиакосмической техники |
| 7049 | 88,1 | Zn 7,7; Mg 2,45; Cu 1,6; Cr 0,15 | Универсальный, аэрокосмический |
| 7050 | 89,0 | Zn 6,2; Mg 2.3; Cu 2.3; Zr 0,1 | Универсальный, аэрокосмический |
| 7055 | 87,2 | Zn 8.0; Mg 2.3; Cu 2.3; Zr 0,1 | Плита, экструзия, аэрокосмическая промышленность |
| 7065 | 88,5 | Zn 7,7; Mg 1,6; Cu 2.1; Zr 0,1 | Пластина, аэрокосмическая промышленность |
| 7068 | 87,6 | Zn 7,8; Mg 2,5; Cu 2,0; Zr 0,12 | Аэрокосмическая промышленность, Предел прочности на разрыв 710 МПа |
| 7072 | 99,0 | Zn 1.0 | Лист, фольга |
| 7075 и 7175 | 90,0 | Zn 5,6; Mg 2,5; Cu 1,6; Cr 0,23 | Универсальные, авиакосмические, поковки |
| 7079 | 91,4 | Zn 4.3; Mg 3.3; Cu 0,6; Mn 0,2; Cr 0,15 | — |
| 7085 | 89,4 | Zn 7,5; Mg 1,5; Cu 1.6 | Толстая пластина, аэрокосмическая промышленность |
| 7093 | 86,7 | Zn 9,0; Mg 2,5; Cu 1,5; O 0,2; Zr 0,1 | Аэрокосмическая промышленность |
| 7116 | 93,7 | Zn 4,5; Mg 1; Cu 0,8 | Термообработанный |
| 7129 | 93,2 | Zn 4,5; Mg 1,6; Cu 0,7 | — |
| 7150 | 89,05 | Zn 6,4; Mg 2.35; Cu 2.2; O 0,2; Zr 0,1 | Аэрокосмическая промышленность |
| 7178 | 88,1 | Zn 6,8; Mg 2.7; Cu 2,0; Cr 0,26 | Универсальный, аэрокосмический |
| 7255 | 87,5 | Zn 8.0; Mg 2.1; Cu 2.3; Zr 0,1 | Пластина, аэрокосмическая промышленность |
| 7475 | 90,3 | Zn 5,7; Mg 2.3; Si 1,5; Cr 0,22 | Универсальный, аэрокосмический |
8000 серии
| Сплав | Al содержание | Легирующие элементы | Использование и ссылки |
|---|---|---|---|
| 8006 | 98,0 | Fe 1,5; Mn 0,5; | Универсальный, свариваемый |
| 8009 | 88,3 | Fe 8,6; Si 1.8; Версия 1.3 | Высокотемпературная авиакосмическая промышленность |
| 8011 | 98,7 | Fe 0,7; Si 0,6 | Закаленный |
| 8014 | 98,2 | Fe 1,4; Mn 0,4; | универсальный |
| 8019 | 87,5 | Fe 8,3; Ge 4.0; O 0,2 | Аэрокосмическая промышленность |
| 8025 | Si 0,05; Fe 0,06–0,25; Cu 0,20; Mg 0,05; Cr 0,18; Zn 0,50; Ti 0,005–0,02; Li 3,4–4,2; Zr 0,08–0,25 | ||
| 8030 | 99,3 | Fe 0,5; Cu 0,2 | провод |
| 8090 | Si 0,20; Fe 0,30; Cu 1,0–1,6; Mn 0,10; Mg 0,6–1,3; Cr 0,10; Zn 0,25; Ti 0,10; Li 2,2–2,7; Zr 0,04–0,16 | ||
| 8091 | Si 0,30; Fe 0,50; Cu 1,0–1,6; Mn 0,10; Mg 0,50–1,2; Cr 0,10; Zn 0,25; Ti 0,10; Li 2,4–2,8; Zr 0,08–0,16 | ||
| 8093 | Si 0,10; Fe 0,10; Cu 1,6–2,2; Mn 0,10; Mg 0,9–1,6; Cr 0,10; Zn 0,25; Ti 0,10; Li 1,9–2,6; Zr 0,04–0,14 | ||
| 8176 | 99,3 | Fe 0,6; Si 0,1 | электропровод |
Смешанный список
| Сплав | Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Cr | Zn | V | Ti | Би | Ga | Pb | Zr | Пределы †† | Al | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Каждый | Общее | |||||||||||||||
| 1050 | 0,25 | 0,40 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,03 | 99,5 мин. | ||||||||
| 1060 | 0,25 | 0,35 | 0,05 | 0,028 | 0,03 | 0,03 | 0,05 | 0,05 | 0,028 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,028 | 99,6 мин. | |
| 1100 | 0,95 Si + Fe | 0,05–0,20 | 0,05 | 0,10 | 0,05 | 0,15 | 99,0 мин. | |||||||||
| 1199 | 0,006 | 0,006 | 0,006 | 0,002 | 0,006 | 0,006 | 0,005 | 0,002 | 0,005 | 0,002 | 99,99 мин. | |||||
| 2014 г. | 0,50–1,2 | 0,7 | 3,9–5,0 | 0,40–1,2 | 0,20–0,8 | 0,10 | 0,25 | 0,15 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||
| 2024 г. | 0,50 | 0,50 | 3,8–4,9 | 0,30–0,9 | 1,2–1,8 | 0,10 | 0,25 | 0,15 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||
| 2219 | 0,2 | 0,30 | 5,8–6,8 | 0,20–0,40 | 0,02 | 0,10 | 0,05–0,15 | 0,02–0,10 | 0,10–0,25 | 0,05 | 0,15 | остаток | ||||
| 3003 | 0,6 | 0,7 | 0,05–0,20 | 1,0–1,5 | 0,10 | 0,05 | 0,15 | остаток | ||||||||
| 3004 | 0,30 | 0,7 | 0,25 | 1,0–1,5 | 0,8–1,3 | 0,25 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||||
| 3102 | 0,40 | 0,7 | 0,10 | 0,05–0,40 | 0,30 | 0,10 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||||
| 4041 | 4,5–6,0 | 0,80 | 0,30 | 0,05 | 0,05 | 0,10 | 0,20 | 0,05 | 0,15 | остаток | ||||||
| 5005 | 0,3 | 0,7 | 0,2 | 0,2 | 0,5-1,1 | 0,1 | 0,25 | 0,05 | 0,15 | остаток | ||||||
| 5052 | 0,25 | 0,40 | 0,10 | 0,10 | 2,2–2,8 | 0,15–0,35 | 0,10 | 0,05 | 0,15 | остаток | ||||||
| 5083 | 0,40 | 0,40 | 0,10 | 0,40–1,0 | 4,0–4,9 | 0,05–0,25 | 0,25 | 0,15 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||
| 5086 | 0,40 | 0,50 | 0,10 | 0,20–0,7 | 3,5–4,5 | 0,05–0,25 | 0,25 | 0,15 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||
| 5154 | 0,25 | 0,40 | 0,10 | 0,10 | 3,10–3,90 | 0,15–0,35 | 0,20 | 0,20 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||
| 5356 | 0,25 | 0,40 | 0,10 | 0,10 | 4,50–5,50 | 0,05–0,20 | 0,10 | 0,06–0,20 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||
| 5454 | 0,25 | 0,40 | 0,10 | 0,50–1,0 | 2,4–3,0 | 0,05–0,20 | 0,25 | 0,20 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||
| 5456 | 0,25 | 0,40 | 0,10 | 0,50–1,0 | 4,7–5,5 | 0,05–0,20 | 0,25 | 0,20 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||
| 5754 | 0,40 | 0,40 | 0,10 | 0,50 | 2,6–3,6 | 0,30 | 0,20 | 0,15 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||
| 6005 | 0,6–0,9 | 0,35 | 0,10 | 0,10 | 0,40–0,6 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||
| 6005A † | 0,50–0,9 | 0,35 | 0,30 | 0,50 | 0,40–0,7 | 0,30 | 0,20 | 0,10 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||
| 6060 | 0,30–0,6 | 0,10–0,30 | 0,10 | 0,10 | 0,35–0,6 | 0,05 | 0,15 | 0,10 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||
| 6061 | 0,40–0,8 | 0,7 | 0,15–0,40 | 0,15 | 0,8–1,2 | 0,04–0,35 | 0,25 | 0,15 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||
| 6063 | 0,20–0,6 | 0,35 | 0,10 | 0,10 | 0,45–0,9 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||
| 6066 | 0,9–1,8 | 0,50 | 0,7–1,2 | 0,6–1,1 | 0,8–1,4 | 0,40 | 0,25 | 0,20 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||
| 6070 | 1,0–1,7 | 0,50 | 0,15–0,40 | 0,40–1,0 | 0,50–1,2 | 0,10 | 0,25 | 0,15 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||
| 6082 | 0,7–1,3 | 0,50 | 0,10 | 0,40–1,0 | 0,60–1,2 | 0,25 | 0,20 | 0,10 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||
| 6105 | 0,6–1,0 | 0,35 | 0,10 | 0,10 | 0,45–0,8 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||
| 6162 | 0,40–0,8 | 0,50 | 0,20 | 0,10 | 0,7–1,1 | 0,10 | 0,25 | 0,10 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||
| 6262 | 0,40–0,8 | 0,7 | 0,15–0,40 | 0,15 | 0,8–1,2 | 0,04–0,14 | 0,25 | 0,15 | 0,40–0,7 | 0,40–0,7 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||
| 6351 | 0,7–1,3 | 0,50 | 0,10 | 0,40–0,8 | 0,40–0,8 | 0,20 | 0,20 | 0,05 | 0,15 | остаток | ||||||
| 6463 | 0,20–0,6 | 0,15 | 0,20 | 0,05 | 0,45–0,9 | 0,05 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||||
| 7005 | 0,35 | 0,40 | 0,10 | 0,20–0,70 | 1,0–1,8 | 0,06–0,20 | 4,0–5,0 | 0,01–0,06 | 0,08–0,20 | 0,05 | 0,15 | остаток | ||||
| 7022 | 0,50 | 0,50 | 0,50–1,00 | 0,10–0,40 | 2,60–3,70 | 0,10–0,30 | 4,30–5,20 | 0,20 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||
| 7068 | 0,12 | 0,15 | 1,60–2,40 | 0,10 | 2.20–3.00 | 0,05 | 7.30–8.30 | 0,01 | 0,05–0,15 | 0,05 | 0,15 | остаток | ||||
| 7072 | 0,7 Si + Fe | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,8–1,3 | 0,05 | 0,15 | остаток | ||||||||
| 7075 | 0,40 | 0,50 | 1,2–2,0 | 0,30 | 2,1–2,9 | 0,18–0,28 | 5.1–6.1 | 0,20 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||
| 7079 | 0,3 | 0,40 | 0,40–0,80 | 0,10–0,30 | 2,9–3,7 | 0,10–0,25 | 3,8–4,8 | 0,10 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||
| 7116 | 0,15 | 0,30 | 0,50–1,1 | 0,05 | 0,8–1,4 | 4,2–5,2 | 0,05 | 0,05 | 0,03 | 0,05 | 0,15 | остаток | ||||
| 7129 | 0,15 | 0,30 | 0,50–0,9 | 0,10 | 1,3–2,0 | 0,10 | 4,2–5,2 | 0,05 | 0,05 | 0,03 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||
| 7178 | 0,40 | 0,50 | 1,6–2,4 | 0,30 | 2,4–3,1 | 0,18–0,28 | 6.3–7.3 | 0,20 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||
| 8176 | 0,03–0,15 | 0,40–1,0 | 0,10 | 0,03 | 0,05 | 0,15 | остаток | |||||||||
| Сплав | Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Cr | Zn | V | Ti | Би | Ga | Pb | Zr | Пределы †† | Al | |
| Каждый | Общее | |||||||||||||||
| † Марганец плюс хром должен составлять 0,12–0,50%. † † Это ограничение применяется ко всем элементам, для которых не указано иное ограничение в данной строке, поскольку столбец не существует или столбец пуст. | ||||||||||||||||
Литые сплавы
Алюминиевая ассоциация (AA) приняла номенклатуру, аналогичную номенклатуре деформируемых сплавов. Британский стандарт и DIN имеют разные обозначения. В системе AA вторые две цифры показывают минимальное процентное содержание алюминия, например, 150.x соответствует минимум 99,50% алюминия. Цифра после десятичной точки принимает значение 0 или 1, обозначающее отливку и слиток соответственно. Основные легирующие элементы в системе AA следующие:
Названные сплавы
Приложения
Аэрокосмические сплавы
Алюминий-Скандий
Добавление скандия к алюминию создает наноразмерные выделения Al 3 Sc, которые ограничивают чрезмерный рост зерна, который происходит в зоне термического влияния сварных алюминиевых компонентов. Это имеет два положительных эффекта: осажденный Al 3 Sc образует более мелкие кристаллы, чем образуются в других алюминиевых сплавах, и ширина зон без выделений, которые обычно существуют на границах зерен в стойких к старению алюминиевых сплавах, уменьшаются. Скандий также является мощным измельчителем зерна в литых алюминиевых сплавах и атом за атомом, самым мощным усилителем алюминия, как в результате измельчения зерна, так и в результате дисперсионного упрочнения.
Дополнительным преимуществом добавок скандия к алюминию является то, что наноразмерные выделения Al 3 Sc, которые придают сплаву его прочность, устойчивы к укрупнению при относительно высоких температурах (
350 ° C). Это отличается от типичных коммерческих сплавов 2ххх и 6ххх, которые быстро теряют свою прочность при температурах выше 250 ° C из-за быстрого укрупнения их упрочняющих выделений.
Влияние выделений Al 3 Sc также увеличивает предел текучести сплава на 50–70 МПа (7,3–10,2 ksi).
400 ° C. Это достигается за счет формирования медленно диффундирующей богатой цирконием оболочки вокруг ядер скандия и богатых эрбием осадка, образуя упрочняющие выделения с составом Al 3 (Sc, Zr, Er). Дополнительные улучшения сопротивления укрупнению позволят использовать эти сплавы при все более высоких температурах.
Возможное использование в качестве космических материалов
Список аэрокосмических алюминиевых сплавов
Следующие алюминиевые сплавы обычно используются в самолетах и других аэрокосмических конструкциях:
Обратите внимание, что термин авиационный алюминий или аэрокосмический алюминий обычно относится к 7075.
Алюминиевые сплавы 6063 поддаются термообработке, обладают умеренно высокой прочностью, отличной коррозионной стойкостью и хорошей экструдируемостью. Они регулярно используются в качестве архитектурных и конструктивных элементов.
В настоящее время производятся, но менее широко используются следующие алюминиевые сплавы:
Морские сплавы
Эти сплавы используются для судостроения и судостроения, а также для других береговых приложений, чувствительных к морской и соленой воде.
4043, 5183, 6005A, 6082 также используются в морских сооружениях и оффшорных приложениях.
Велосплавы
Эти сплавы используются для велосипедных рам и компонентов.
Автомобильные сплавы
Колеса были отлиты из алюминия A356.0 или формованного листа 5ххх.
Блоки цилиндров и картеры часто отливают из алюминиевых сплавов. Самыми популярными алюминиевыми сплавами, используемыми для блоков цилиндров, являются A356, 319 и в меньшей степени 242.
Баллоны с воздухом и газом
6061 алюминий и 6351 алюминий широко используются в дыхании газовых баллонов для подводного плавания и SCBA сплавов.