Алюминиевый сплав - Aluminium alloy

Сварной алюминиевый сплав велосипедная рама, производства 1990-х гг.

Алюминиевые сплавы (или же алюминиевые сплавы; видеть орфографические различия ) находятся сплавы в котором алюминий (Al) - преобладающий металл. Типичные легирующие элементы: медь, магний, марганец, кремний, банка и цинк. Есть две основные классификации, а именно: Кастинг сплавы и деформируемые сплавы, оба из которых далее подразделяются на категории термически обрабатываемый и без термической обработки. Около 85% алюминия используется для изготовления кованых изделий, например, листового проката, фольги и экструзии. Литые алюминиевые сплавы дают рентабельные продукты из-за низкой температуры плавления, хотя обычно они имеют более низкую температуру плавления. прочность на разрыв чем деформируемые сплавы. Самая важная система из литого алюминиевого сплава - это Al – Si, где высокие уровни кремния (4,0–13%) способствуют получению хороших литейных характеристик. Алюминиевые сплавы широко используются в инженерных конструкциях и компонентах, где требуется легкий вес или устойчивость к коррозии.[1]

Сплавы, состоящие в основном из алюминия, сыграли очень важную роль в аэрокосмическое производство с момента появления самолетов с металлической обшивкой. Алюминиево-магниевые сплавы легче других алюминиевых сплавов и намного менее горючие, чем другие сплавы, содержащие очень высокий процент магния.[2]

Поверхность из алюминиевого сплава образует белый защитный слой оксид алюминия если оставить без защиты анодирование и / или правильные процедуры окраски. Во влажной среде гальваническая коррозия может произойти, когда алюминиевый сплав находится в электрическом контакте с другими металлами с более положительным потенциалом коррозии, чем алюминий, и присутствует электролит, допускающий 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.[нужна цитата ]

Составы алюминиевых сплавов зарегистрированы с Алюминиевая ассоциация. Многие организации публикуют более конкретные стандарты производства алюминиевых сплавов, в том числе Общество Автомобильных Инженеров организация по стандартизации, в частности ее подгруппы по аэрокосмическим стандартам,[3] и ASTM International.

Техническое использование и свойства алюминиевых сплавов

Велосипедное колесо из алюминиевого сплава. 1960-е Цикл складывания ботинок

Алюминиевые сплавы с широким спектром свойств используются в инженерных сооружениях. Системы сплавов классифицируются по числовой системе (ANSI ) или названиями с указанием их основных легирующих компонентов (DIN и ISO ). Выбор правильного сплава для конкретного применения требует рассмотрения его предел прочности, плотность, пластичность, формуемость, удобоукладываемость, свариваемость, и коррозия сопротивление, чтобы назвать несколько. Краткий исторический обзор сплавов и технологий производства дан в работе.[4] Алюминиевые сплавы широко используются в самолетах из-за их высокой соотношение прочности и веса. С другой стороны, чистый металлический алюминий слишком мягкий для такого использования, и он не обладает высокой прочностью на разрыв, необходимой для самолетов и вертолеты.

Алюминиевые сплавы в сравнении с видами стали

Алюминиевые сплавы обычно имеют модуль упругости около 70 ГПа, что составляет около одной трети модуля упругости большинства видов стали и стальные сплавы. Следовательно, при данной нагрузке компонент или узел из алюминиевого сплава будет испытывать большую деформацию в упругом режиме, чем стальная деталь того же размера и формы. Хотя существуют алюминиевые сплавы с несколько более высоким пределом прочности на разрыв, чем у обычно используемых видов стали, простая замена стальной детали алюминиевым сплавом может привести к проблемам.

В случае с совершенно новыми металлическими изделиями выбор дизайна часто зависит от технологии 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 трубки: второй момент площади обратно пропорциональна напряжению в стенке трубы, т. е. напряжения меньше при больших значениях. 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 в автомобилях из алюминиевых сплавов используются космические рамки изготовлены из экструдированных профилей для обеспечения жесткости. Это радикально отличается от общепринятого подхода к современной конструкции стальных автомобилей, в котором жесткость корпуса зависит от корпуса, известного как цельный дизайн.

Алюминиевые сплавы широко используются в автомобильных двигателях, особенно в блоки цилиндров и картеры за счет возможной экономии веса. Поскольку алюминиевые сплавы склонны к короблению при повышенных температурах, система охлаждения таких двигателей имеет решающее значение. Технологии производства и достижения в металлургии также сыграли важную роль в успешном применении в автомобильных двигателях. В 1960-х годах алюминий головки цилиндров из Corvair заработал репутацию неудачника и разобранного потоки, чего нет в современных алюминиевых головках цилиндров.

Важным конструктивным ограничением алюминиевых сплавов является их более низкая усталость прочность по сравнению со сталью. В контролируемых лабораторных условиях стали демонстрируют предел усталости, которая представляет собой амплитуду напряжения, ниже которой не происходит разрушения - металл не продолжает ослабевать при продолжительных циклах напряжения. Алюминиевые сплавы не имеют этого нижнего предела выносливости и будут продолжать ослабевать при продолжающихся циклах напряжения. Поэтому алюминиевые сплавы редко используются в деталях, требующих высокой усталостной прочности в многоцикловом режиме (более 107 циклы напряжений).

Соображения тепловой чувствительности

Часто необходимо также учитывать чувствительность металла к нагреванию. Даже относительно обычная процедура в мастерской, включающая нагрев, осложняется 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, теперь вся прочность теряется из-за нагрева горелки. Цепь опасна, и ее необходимо выбросить.

Алюминий подвержен внутренним напряжениям и деформациям. Иногда спустя годы наблюдается тенденция к тому, что неправильно сваренные алюминиевые рамы велосипеда постепенно деформируются из-за нагрузок в процессе сварки. Таким образом, в аэрокосмической промышленности полностью избегают нагрева за счет соединения деталей с помощью заклепок из того же металлического состава, других крепежных элементов или клеев.

Напряжения в перегретом алюминии можно снять, если термически обработать детали в печи и постепенно охладить их - по сути, отжиг стрессы. Тем не менее, эти части все еще могут деформироваться, так что термообработка сварных рам велосипеда, например, может привести к смещению значительной их части. Если несоосность не слишком велика, охлаждаемые детали могут погнуться для совмещения. Конечно, если рама правильно спроектирована для обеспечения жесткости (см. Выше), этот изгиб потребует огромных усилий.

Непереносимость алюминия к высоким температурам не помешала его использованию в ракетной технике; даже для использования при строительстве камер сгорания, где газы могут достигать 3500 К. Agena В двигателе верхней ступени использовалась алюминиевая конструкция с рекуперативным охлаждением для некоторых частей сопла, включая критическую с точки зрения температуры горловину; Фактически, чрезвычайно высокая теплопроводность алюминия не позволяла горловине достигать точки плавления даже при сильном тепловом потоке, что привело к созданию надежного и легкого компонента.

Бытовая электропроводка

Основная статья: Алюминиевая проволока

Из-за его 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:

  • Чем больше коэффициент температурного расширения из алюминия заставляет проволоку расширяться и сжиматься относительно разнородного металла винт соединение, в конечном итоге ослабив соединение.
  • Чистый алюминий имеет тенденцию к слизняк при постоянном постоянном давлении (в большей степени при повышении температуры), снова ослабляя соединение.
  • Гальваническая коррозия из разнородных металлов увеличивает электрическое сопротивление соединения.

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 более новые приспособления с соединениями, предназначенными для предотвращения ослабления и перегрева. Сначала они были помечены как «Al / Cu», но теперь они имеют кодировку «CO / ALR».

Еще один способ предотвратить проблему с отоплением - это обжимать короткая "косичка "медной проволоки. Правильно выполненный обжим под высоким давлением с помощью подходящего инструмента достаточно плотный, чтобы уменьшить любое тепловое расширение алюминия. Сегодня новые сплавы, конструкции и методы используются для алюминиевой проводки в сочетании с алюминиевыми выводами.

Обозначения сплава

Кованые и литые алюминиевые сплавы используют разные системы идентификации. Кованый алюминий обозначается четырехзначным числом, обозначающим легирующие элементы.

В литейных алюминиевых сплавах используются числа от четырех до пяти 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-Т6. Определения темпераментов:[5][6]

-F : Как изготовлено
-ЧАС : Деформационная закалка (холодная обработка) с термической обработкой или без нее.

-H1 : Деформационное упрочнение без термической обработки.
-H2 : Деформационная закалка и частичный отжиг
-H3 : Упрочнение и стабилизация при низкотемпературном нагреве.
Вторая цифра : Вторая цифра обозначает степень твердости
-HX2 = 1/4 жесткости
-HX4 = 1/2 жесткий
-HX6 = 3/4 жесткости
-HX8 = полный жесткий
-HX9 = очень жесткий

-O : Полностью мягкий (отожженный)
-T : Термообработка для создания стабильного настроения.

-T1 : Охлажден после горячей обработки и выдержан естественным путем (при комнатной температуре).
-T2 : Охлаждение после горячей обработки, холодной обработки и естественного старения.
-T3 : Раствор термообработанный и холодно обработанный.
-T4 : Раствор термообработанный и выдержанный естественным путем.
-T5 : Охлаждение после горячей обработки и искусственное старение (при повышенной температуре).
-T51 : Снимает стресс при растяжении.
-T510 : После растяжки не требуется дальнейшего выпрямления.
-T511 : Незначительное выпрямление после растяжки.
-T52 : Снимает стресс с помощью термической обработки.
-T6 : Раствор термообработанный и искусственно состаренный.
-T7 : Раствор термообработанный и стабилизированный.
-T8 : Раствор термообработанный, холодный и искусственно состаренный.
-T9 : Раствор термообработан, искусственно состарен и подвергнут холодной обработке.
-T10 : Охлаждение после горячей обработки, холодной обработки и искусственного старения.

-W : Только раствор, термообработанный

Примечание. -W - это относительно мягкое промежуточное обозначение, которое применяется после термической обработки и до завершения старения. Состояние -W может быть продлено при очень низких температурах, но не до бесконечности, и в зависимости от материала обычно длится не более 15 минут при температуре окружающей среды.

Кованые сплавы

Международная система обозначения сплавов является наиболее широко принятой схемой наименования для деформируемые сплавы. Каждому сплаву присваивается четырехзначный номер, где первая цифра указывает на основные легирующие элементы, вторая - если отличается от 0 - указывает на разновидность сплава, а третья и четвертая цифры указывают на конкретный сплав в серии. Например, в сплаве 3105 цифра 3 указывает, что сплав относится к марганцевой серии, 1 указывает на первую модификацию сплава 3005 и, наконец, 05 указывает на его в серии 3000.[7]

  • Серия 1000 представляет собой по существу чистый алюминий с минимальным содержанием алюминия 99% по весу и может быть закаленный в работе.
  • Серия 2000 легирована медью, может быть осадок затвердевший с прочностью, сопоставимой со сталью. Ранее назывался дюралюминий, когда-то они были наиболее распространенными аэрокосмическими сплавами, но были подвержены коррозионное растрескивание под напряжением и все чаще заменяются сериями 7000 в новых конструкциях.
  • 3000 серии легированы марганцем и могут быть закаленный в работе.
  • Серия 4000 легирована кремнием. Варианты алюминиево-кремниевых сплавов, предназначенные для литья (и поэтому не входящие в серию 4000), также известны как силумин.
  • Серия 5000 легирована магнием и обеспечивает превосходную коррозионную стойкость, что делает их пригодными для использования в морских условиях. Также, 5083 сплав имеет самую высокую прочность из нетермообработанных сплавов. Большинство сплавов серии 5000 включают марганец также.
  • 6000 серии легированы магнием и кремнием. Их легко обрабатывать, они свариваемый, и могут быть отверждены осадками, но не до такой высокой прочности, как 2000 и 7000. 6061 сплав является одним из наиболее часто используемых алюминиевых сплавов общего назначения.
  • Серия 7000 легирована цинком и может быть осадок затвердевший до максимальной прочности любого алюминиевого сплава (предел прочности до 700 МПа для 7068 сплав ). Большинство сплавов серии 7000 также содержат магний и медь.
  • Серия 8000 легирована другими элементами, не входящими в другие серии. Алюминиево-литиевые сплавы являются примером.[8]

1000 серии

Номинальный состав алюминиевого сплава серии 1000 (% веса) и области применения
СплавAl содержаниеЛегирующие элементыИспользование и ссылки
105099.5-Трубка вытяжная, химическое оборудование
106099.6-Универсальный
107099.7-Толстостенная тянутая труба
110099.0Cu 0.1Универсальный, полый
114599.45-Лист, тарелка, фольга
119999.99-Фольга[9]
120099,0 макс.(Si + Fe ) 1,0 макс; Cu 0,05 макс; Mn 0,05 макс; Zn 0,10 макс; Ti 0,05 макс; другие 0,05 (каждый) 0,015 (всего)[10]
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; Ли 0.9–1.4; CD 0.1–0.25Ту-144 самолет[11]
135099.5-Электрические проводники
137099.7-Электрические проводники
1420#92.9Mg 5.0; Ли 2.0; Zr 0.1Аэрокосмическая промышленность
1421#92.9Mg 5.0; Ли 2.0; Mn 0.2; Sc 0.2; Zr 0.1Аэрокосмическая промышленность[12]
1424#Si 0.08; Fe 0.1; Mn 0.1–0.25; Mg 4.7–5.2; Zn 0.4–0.7; Ли 1.5–1.8; Zr 0.07–0.1; Быть 0.02–0.2; Sc 0.05–0.08; Na 0.0015[11]
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; Ли 1.5–1.9; Zr 0.08–0.14; Быть 0.02–0.1; Sc 0.01–0.1; Na 0.003; Ce 0.2–0.4; Y 0.05–0.1[11]
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; Ли 2.1–2.6; Zr 0.10–0.2; Быть 0.05–0.2; Na 0.003[11]
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; Ли 1.8–2.1; Zr 0.04–0.16; Быть 0.02–0.20Бе-103 и Бе-200 гидросамолеты[11]
1441 тыс.#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; Ли 1.8–2.1; Zr 0.04–0.16; Быть 0.002–0.01[11]
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; Ли 1.6–1.9; Zr 0.04–0.16; Быть 0.002–0.01; Sc 0.005–0.001; Ag 0.05–0.15; Ca 0.005–0.04; Na 0.0015[11]
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; Ли 1.8–2.3; Zr 0.08–0.14; Быть 0.008–0.1; Na 0.002; Ce 0.005–0.05Ан-124 и Ан-225 самолет[11]
1460#Si 0.1; Fe 0.03–0.15; Cu 2.6–3.3; Mg 0.05; Ti 0.01–0.05; Ли 2.0–2.4; Zr 0.08–0.13; Na 0.002; Sc 0.05–0.14; B 0.0002–0.0003Ту-156 самолет[11]
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; Ли 1.5–1.95; Zr 0.05–0.12; Быть 0.0001–0.02; Sc 0.05–0.10; Ca 0.001–0.05; Na 0.0015[11]
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; Ли 1.55–1.70; Zr 0.08–0.10; Sc 0.08–0.10; Быть 0.0003–0.02; Na 0.0005[11]
V-1469#Si 0.1; Fe 0.12; Cu 3.2–4.5; Mn 0.003–0.5; Mg 0.1–0.5; Ли 1.0–1.5; Zr 0.04–0.20; Sc 0.04–0.15; Ag 0.15–0.6[11]

# Название не является международной системой обозначения сплавов.

2000 серии

Номинальный состав алюминиевого сплава серии 2000 (% веса) и области применения
СплавAl содержаниеЛегирующие элементыИспользование и ссылки
200493.6Cu 6.0; Zr 0.4Аэрокосмическая промышленность
201193.7Cu 5.5; Би 0.4; Pb 0.4Универсальный
201493.5Cu 4.4; Si 0.8; Mn 0.8; Mg 0.5Универсальный
201794.2Cu 4.0; Si 0.5; Mn 0.7; Mg 0.6Аэрокосмическая промышленность
202093.4Cu 4.5; Ли 1.3; Mn 0.55; CD 0.25Аэрокосмическая промышленность
202493.5Cu 4.4; Mn 0.6; Mg 1.5Универсальный, аэрокосмический[13]
202994.6Cu 3.6; Mn 0.3; Mg 1.0; Ag 0.4; Zr 0.1Лист Alclad, аэрокосмическая промышленность[14]
203696.7Cu 2.6; Mn 0.25; Mg 0.45Простынь
204894.8Cu 3.3; Mn 0.4; Mg 1.5Лист, плита
205593.5Cu 3.7; Zn 0.5; Ли 1.1; Ag 0.4;Mn 0.2; Mg 0.3; Zr 0.1Аэрокосмические экструзии,[15]
208094.0Mg 3.7; Zn 1.85; Cr 0.2; Ли 0.2Аэрокосмическая промышленность
209095.0Cu 2.7; Ли 2.2; Zr 0.12Аэрокосмическая промышленность
209194.3Cu 2.1; Ли 2.0; Mg 1.5; Zr 0.1Аэрокосмическая промышленность, криогеника
2094Si 0.12; Fe 0.15; Cu 4.4–5.2; Mn 0.25; Mg 0.25–0.8; Zn 0.25; Ti 0.10; Ag 0.25–0.6; Ли 0.7–1.4; Zr 0.04–0.18[11]
209593.6Cu 4.2; Ли 1.3; Mg 0.4; Ag 0.4; Zr 0.1Аэрокосмическая промышленность
2097Si 0.12; Fe 0.15; Cu 2.5–3.1; Mn 0.10–0.6; Mg 0.35; Zn 0.35; Ti 0.15; Ли 1.2–1.8; Zr 0.08–0.15[11]
2098Si 0.12; Fe 0.15; Cu 2.3–3.8; Mn 0.35; Mg 0.25–0.8; Zn 0.35; Ti 0.10; Ag 0.25–0.6; Ли 2.4–2.8; Zr 0.04–0.18[11]
209994.3Cu 2.53; Mn 0.3; Mg 0.25; Ли 1.75; Zn 0.75; Zr 0.09Аэрокосмическая промышленность[16]
212493.5Cu 4.4; Mn 0.6; Mg 1.5Пластина
219593.5Cu 4.0; Mn 0.5; Mg 0.45; Ли 1.0; Ag 0.4; Zr 0.12аэрокосмическая промышленность[17][18] Внешний бак Space Shuttle Super Lightweight,[19] и SpaceX Сокол 9[20] и Сокол 1e ракеты-носители второй ступени.[21]
2196Si 0.12; Fe 0.15; Cu 2.5–3.3; Mn 0.35; Mg 0.25–0.8; Zn 0.35; Ti 0.10; Ag 0.25–0.6; Ли 1.4–2.1; Zr 0.08–0.16[11]Экструзия
2197Si 0.10; Fe 0.10; Cu 2.5–3.1; Mn 0.10–0.50; Mg 0.25; Zn 0.05; Ti 0.12; Ли 1.3–1.7; Zr 0.08–0.15[11]
2198Простынь
221892.2Cu 4.0; Mg 1.5; Fe 1.0; Si 0.9; Zn 0.25; Mn 0.2Поковки цилиндров авиационных двигателей[22]
221993.0Cu 6.3; Mn 0.3;Ti 0.06; V 0.1; Zr 0.18Универсальный, Внешний бак стандартного веса Space Shuttle
2297Si 0.10; Fe 0.10; Cu 2.5–3.1; Mn 0.10–0.50; Mg 0.25; Zn 0.05; Ti 0.12; Ли 1.1–1.7; Zr 0.08–0.15[11]
2397Si 0.10; Fe 0.10; Cu 2.5–3.1; Mn 0.10–0.50; Mg 0.25; Zn 0.05–0.15; Ti 0.12; Ли 1.1–1.7; Zr 0.08–0.15[11]
2224&232493.8Cu 4.1; Mn 0.6; Mg 1.5Пластина[13]
231993.0Cu 6.3; Mn 0.3; Ti 0.15; V 0.1; Zr 0.18Пруток и проволока
251993.0Cu 5.8; Mg 0.2; Ti 0.15; V 0.1; Zr 0.2Бронеплита для аэрокосмической техники
252493.8Cu 4.2; Mn 0.6; Mg 1.4Тарелка, лист[23]
261893.7Cu 2.3; Si 0.18; Mg 1.6; Ti 0.07; Fe 1.1; Ni 1.0Поковки

3000 серии

Номинальный состав алюминиевого сплава серии 3000 (% веса) и области применения
СплавAl содержаниеЛегирующие элементыИспользование и ссылки
300398.6Mn 1.5; Cu 0.12Универсальная, листовая, тара из жесткой фольги, вывески, декоративные
300497.8Mn 1.2; Mg 1Универсальные, банки для напитков[24]
300598.5Mn 1.0; Mg 0.5Закаленный
310299.8Mn 0.2Закаленный[25]
3103&330398.8Mn 1.2Закаленный
310597.8Mn 0.55; Mg 0.5Простынь
320398.8Mn 1.2Лист, высокопрочная фольга

4000 серии

Номинальный состав алюминиевого сплава серии 4000 (% веса) и области применения
СплавAl содержаниеЛегирующие элементыИспользование и ссылки
400698.3Si 1.0; Fe 0.65Закаленные или состаренные
400796.3Si 1.4; Mn 1.2; Fe 0.7; Ni 0.3; Cr 0.1Закаленный
401596.8Si 2.0; Mn 1.0; Mg 0.2Закаленный
403285Si 12.2; Cu 0.9; Mg 1; Ni 0.9;Поковки
404394.8Si 5.2стержень
404785.5Si 12.0; Fe 0.8; Cu 0.3; Zn 0.2; Mn 0.15; Mg 0.1Лист, облицовка, наполнители[26]
454393.7Si 6.0; Mg 0.3архитектурные профили

5000 серии

Номинальный состав алюминиевого сплава серии 5000 (% веса) и области применения
СплавAl содержаниеЛегирующие элементыИспользование и ссылки
5005 & 565799.2Mg 0.8Лист, плита, стержень
501099.3Mg 0.5; Mn 0.2;
501994.7Mg 5.0; Mn 0.25;
502494.5Mg 4.6; Mn 0.6; Zr 0.1; Sc 0.2Экструзии для авиакосмической промышленности[27]
502693.9Mg 4.5; Mn 1; Si 0.9; Fe 0.4; Cu 0.3
505098.6Mg 1.4Универсальный
5052 & 565297.2Mg 2.5; Cr 0.25Универсальный, аэрокосмический, морской
505694.8Mg 5.0; Mn 0.12; Cr 0.12Фольга, стержень, заклепки
505993.5Mg 5.0; Mn 0.8; Zn 0.6; Zr 0.12ракетные криогенные резервуары
508394.8Mg 4.4; Mn 0.7; Cr 0.15Универсальный, сварочный, морской
508695.4Mg 4.0; Mn 0.4; Cr 0.15Универсальный, сварочный, морской
5154 & 525496.2Mg 3.5; Cr 0.25;Универсальный, заклепки[28]
518295.2Mg 4.5; Mn 0.35;Простынь
525297.5Mg 2.5;Простынь
535694.6Mg 5.0; Mn 0.12; Cr 0.12; Ti 0.13Пруток, проволока MIG
545496.4Mg 2.7; Mn 0.8; Cr 0.12Универсальный
545694Mg 5.1; Mn 0.8; Cr 0.12Универсальный
545798.7Mg 1.0; Mn 0.2; Cu 0.1Лист, обшивка автомобиля[29]
555799.1Mg 0.6; Mn 0.2; Cu 0.1Лист, обшивка автомобиля[30]
575495.8Mg 3.1; Mn 0.5; Cr 0.3Лист, стержень

6000 серии

Номинальный состав алюминиевого сплава серии 6000 (% веса) и области применения
СплавAl содержаниеЛегирующие элементыИспользование и ссылки
600598.7Si 0.8; Mg 0.5Профили, уголки
600997.7Si 0.8; Mg 0.6; Mn 0.5; Cu 0.35Простынь
601097.3Si 1.0; Mg 0.7; Mn 0.5; Cu 0.35Простынь
601397.05Si 0.8; Mg 1.0; Mn 0.35; Cu 0.8Пластина, аэрокосмическая промышленность, чехлы для смартфонов[31][32]
602297.9Si 1.1; Mg 0.6; Mn 0.05; Cu 0.05; Fe 0.3Лист автомобильный[33]
606098.9Si 0.4; Mg 0.5; Fe 0.2Термообработанный
606197.9Si 0.6; Mg 1.0; Cu 0.25; Cr 0.2Универсальный, конструкционный, аэрокосмический
6063 И 646 г98.9Si 0.4; Mg 0.7Универсальный, морской, декоративный
6063A98.7Si 0.4; Mg 0.7; Fe 0.2Термообработанный
606597.1Si 0.6; Mg 1.0; Cu 0.25; Би 1.0Термообработанный
606695.7Si 1.4; Mg 1.1; Mn 0.8; Cu 1.0Универсальный
607096.8Si 1.4; Mg 0.8; Mn 0.7; Cu 0.28Экструзии
608198.1Si 0.9; Mg 0.8; Mn 0.2Термообработанный
608297.5Si 1.0; Mg 0.85; Mn 0.65Термообработанный
610198.9Si 0.5; Mg 0.6Экструзии
610598.6Si 0.8; Mg 0.65Термообработанный
611396.8Si 0.8; Mg 1.0; Mn 0.35; Cu 0.8; О 0.2Аэрокосмическая промышленность
615198.2Si 0.9; Mg 0.6; Cr 0.25Поковки
616298.6Si 0.55; Mg 0.9Термообработанный
620198.5Si 0.7; Mg 0.8стержень
620598.4Si 0.8; Mg 0.5;Mn 0.1; Cr 0.1; Zr 0.1Экструзии
626296.8Si 0.6; Mg 1.0; Cu 0.25; Cr 0.1; Би 0.6; Pb 0.6Универсальный
635197.8Si 1.0; Mg 0.6;Mn 0.6Экструзии
646398.9Si 0.4; Mg 0.7Экструзии
695197.2Si 0.5; Fe 0.8; Cu 0.3; Mg 0.7; Mn 0.1; Zn 0.2Термообработанный

7000 серии

Номинальный состав алюминиевого сплава серии 7000 (% веса) и области применения
СплавAl содержаниеЛегирующие элементыИспользование и ссылки
700593.3Zn 4.5; Mg 1.4; Mn 0.45; Cr 0.13; Zr 0.14; Ti 0.04Экструзии
701093.3Zn 6.2; Mg 2.35; Cu 1.7; Zr 0.1;Аэрокосмическая промышленность
702291.1Zn 4.7; Mg 3.1; Mn 0.2; Cu 0.7; Cr 0.2;плита, формы[34][35]
703485.7Zn 11.0; Mg 2.3; Cu 1.0Предел прочности при растяжении 750 МПа[36]
703992.3Zn 4.0; Mg 3.3; Mn 0.2; Cr 0.2Бронеплита для аэрокосмической техники
704988.1Zn 7.7; Mg 2.45; Cu 1.6; Cr 0.15Универсальный, аэрокосмический
705089.0Zn 6.2; Mg 2.3; Cu 2.3; Zr 0.1Универсальный, аэрокосмический
705587.2Zn 8.0; Mg 2.3; Cu 2.3; Zr 0.1Плита, экструзия, аэрокосмическая промышленность[37]
706588.5Zn 7.7; Mg 1.6; Cu 2.1; Zr 0.1Пластина, аэрокосмическая промышленность[38]
706887.6Zn 7.8; Mg 2.5; Cu 2.0; Zr 0.12Аэрокосмическая промышленность, Предел прочности на разрыв 710 МПа
707299.0Zn 1.0Лист, фольга
7075 & 717590.0Zn 5.6; Mg 2.5; Cu 1.6; Cr 0.23Универсальные, авиакосмические, поковки
707991.4Zn 4.3; Mg 3.3; Cu 0.6; Mn 0.2; Cr 0.15-
708589.4Zn 7.5; Mg 1.5; Cu 1.6Толстая пластина, аэрокосмическая промышленность[39]
709386.7Zn 9.0; Mg 2.5; Cu 1.5; О 0.2; Zr 0.1Аэрокосмическая промышленность
711693.7Zn 4.5; Mg 1; Cu 0.8Термообработанный
712993.2Zn 4.5; Mg 1.6; Cu 0.7-
715089.05Zn 6.4; Mg 2.35; Cu 2.2; О 0.2; Zr 0.1Аэрокосмическая промышленность
717888.1Zn 6.8; Mg 2.7; Cu 2.0; Cr 0.26Универсальный, аэрокосмический
725587.5Zn 8.0; Mg 2.1; Cu 2.3; Zr 0.1Пластина, аэрокосмическая промышленность[40]
747590.3Zn 5.7; Mg 2.3; Si 1.5; Cr 0.22Универсальный, аэрокосмический

8000 серии

Номинальный состав алюминиевого сплава серии 8000 (% веса) и области применения
СплавAl содержаниеЛегирующие элементыИспользование и ссылки
800698.0Fe 1.5; Mn 0.5;Универсальный, свариваемый
800988.3Fe 8.6; Si 1.8; V 1.3Высокотемпературная авиация[41]
801198.7Fe 0.7; Si 0.6Закаленный
801498.2Fe 1.4; Mn 0.4;универсальный[42]
801987.5Fe 8.3; Ge 4.0; О 0.2Аэрокосмическая промышленность
8025Si 0.05; Fe 0.06–0.25; Cu 0.20; Mg 0.05; Cr 0.18; Zn 0.50; Ti 0.005–0.02; Ли 3.4–4.2; Zr 0.08–0.25[11]
803099.3Fe 0.5; Cu 0.2провод[43]
8090Si 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; Ли 2.2–2.7; Zr 0.04–0.16[11]
8091Si 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; Ли 2.4–2.8; Zr 0.08–0.16[11]
8093Si 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; Ли 1.9–2.6; Zr 0.04–0.14[11]
817699.3Fe 0.6; Si 0.1электропровод[44]

Смешанный список

Пределы состава деформируемого алюминиевого сплава (% веса)
СплавSiFeCuMnMgCrZnVTiБиGaPbZrПределы††Al
КаждыйОбщий
1050[45]0.250.400.050.050.050.050.0399,5 мин.
10600.250.350.050.0280.030.030.050.050.0280.030.030.030.030.02899,6 мин.
11000,95 Si + Fe0.05–0.200.050.100.050.1599,0 мин.
1199[45]0.0060.0060.0060.0020.0060.0060.0050.0020.0050.00299,99 мин.
20140.50–1.20.73.9–5.00.40–1.20.20–0.80.100.250.150.050.15остаток
20240.500.503.8–4.90.30–0.91.2–1.80.100.250.150.050.15остаток
22190.20.305.8–6.80.20–0.400.020.100.05–0.150.02–0.100.10–0.250.050.15остаток
30030.60.70.05–0.201.0–1.50.100.050.15остаток
30040.300.70.251.0–1.50.8–1.30.250.050.15остаток
31020.400.70.100.05–0.400.300.100.050.15остаток
40414.5–6.00.800.300.050.050.100.200.050.15остаток
50050.30.70.20.20.5-1.10.10.250.050.15остаток
50520.250.400.100.102.2–2.80.15–0.350.100.050.15остаток
50830.400.400.100.40–1.04.0–4.90.05–0.250.250.150.050.15остаток
50860.400.500.100.20–0.73.5–4.50.05–0.250.250.150.050.15остаток
51540.250.400.100.103.10–3.900.15–0.350.200.200.050.15остаток
53560.250.400.100.104.50–5.500.05–0.200.100.06–0.200.050.15остаток
54540.250.400.100.50–1.02.4–3.00.05–0.200.250.200.050.15остаток
54560.250.400.100.50–1.04.7–5.50.05–0.200.250.200.050.15остаток
57540.400.400.100.502.6–3.60.300.200.150.050.15остаток
60050.6–0.90.350.100.100.40–0.60.100.100.100.050.15остаток
6005A†0.50–0.90.350.300.500.40–0.70.300.200.100.050.15остаток
60600.30–0.60.10–0.300.100.100.35–0.60.050.150.100.050.15остаток
60610.40–0.80.70.15–0.400.150.8–1.20.04–0.350.250.150.050.15остаток
60630.20–0.60.350.100.100.45–0.90.100.100.100.050.15остаток
60660.9–1.80.500.7–1.20.6–1.10.8–1.40.400.250.200.050.15остаток
60701.0–1.70.500.15–0.400.40–1.00.50–1.20.100.250.150.050.15остаток
60820.7–1.30.500.100.40–1.00.60–1.20.250.200.100.050.15остаток
61050.6–1.00.350.100.100.45–0.80.100.100.100.050.15остаток
61620.40–0.80.500.200.100.7–1.10.100.250.100.050.15остаток
62620.40–0.80.70.15–0.400.150.8–1.20.04–0.140.250.150.40–0.70.40–0.70.050.15остаток
63510.7–1.30.500.100.40–0.80.40–0.80.200.200.050.15остаток
64630.20–0.60.150.200.050.45–0.90.050.050.15остаток
70050.350.400.100.20–0.701.0–1.80.06–0.204.0–5.00.01–0.060.08–0.200.050.15остаток
70220.500.500.50–1.000.10–0.402.60–3.700.10–0.304.30–5.200.200.050.15остаток
70680.120.151.60–2.400.102.20–3.000.057.30–8.300.010.05–0.150.050.15остаток
70720,7 Si + Fe0.100.100.100.8–1.30.050.15остаток
70750.400.501.2–2.00.302.1–2.90.18–0.285.1–6.10.200.050.15остаток
70790.30.400.40–0.800.10–0.302.9–3.70.10–0.253.8–4.80.100.050.15остаток
71160.150.300.50–1.10.050.8–1.44.2–5.20.050.050.030.050.15остаток
71290.150.300.50–0.90.101.3–2.00.104.2–5.20.050.050.030.050.15остаток
71780.400.501.6–2.40.302.4–3.10.18–0.286.3–7.30.200.050.15остаток
8176[44]0.03–0.150.40–1.00.100.030.050.15остаток
СплавSiFeCuMnMgCrZnVTiБиGaPbZrПределы††Al
КаждыйОбщий
†Марганец плюс хром должен составлять 0,12–0,50%.
††Это ограничение применяется ко всем элементам, для которых не указано другое 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 минимальный процент алюминия, например 150.x соответствует минимум 99,50% алюминия. Цифра после десятичной точки принимает значение 0 или 1, обозначающее отливку и слиток соответственно.[1] Основные легирующие элементы в системе AA следующие:[46]

  • Серия 1xx.x минимум 99% алюминия
  • Медь серии 2xx.x
  • Кремний серии 3xx.x с добавлением меди и / или магния
  • Кремний серии 4xx.x
  • Магний серии 5xx.x
  • 6xx.x неиспользованная серия
  • Цинк серии 7xx.x
  • Жесть серии 8xx.x
  • 9xx.x другие элементы
Минимальные требования к растяжению для литых алюминиевых сплавов[47]
Тип сплаваХарактерПредел прочности на разрыв (мин) в ksi (МПа)Предел текучести (мин.) В тыс. Фунтов на квадратный дюйм (МПа)Относительное удлинение в 2%
ANSIUNS
201.0A02010T760.0 (414)50.0 (345)3.0
204.0A02040Т445.0 (310)28.0 (193)6.0
242.0A02420О23.0 (159)Нет данныхНет данных
T6132.0 (221)20.0 (138)Нет данных
A242.0A12420T7529.0 (200)Нет данных1.0
295.0A02950Т429.0 (200)13.0 (90)6.0
T632.0 (221)20.0 (138)3.0
T6236.0 (248)28.0 (193)Нет данных
T729.0 (200)16.0 (110)3.0
319.0A03190F23.0 (159)13.0 (90)1.5
Т525.0 (172)Нет данныхНет данных
T631.0 (214)20.0 (138)1.5
328.0A03280F25.0 (172)14.0 (97)1.0
T634.0 (234)21.0 (145)1.0
355.0A03550T632.0 (221)20.0 (138)2.0
T5125.0 (172)18.0 (124)Нет данных
T7130.0 (207)22.0 (152)Нет данных
C355.0A33550T636.0 (248)25.0 (172)2.5
356.0A03560F19.0 (131)9.5 (66)2.0
T630.0 (207)20.0 (138)3.0
T731.0 (214)Нет данныхНет данных
T5123.0 (159)16.0 (110)Нет данных
T7125.0 (172)18.0 (124)3.0
A356.0A13560T634.0 (234)24.0 (165)3.5
T6135.0 (241)26.0 (179)1.0
443.0A04430F17.0 (117)7.0 (48)3.0
B443.0A24430F17.0 (117)6.0 (41)3.0
512.0A05120F17.0 (117)10.0 (69)Нет данных
514.0A05140F22.0 (152)9.0 (62)6.0
520.0A05200Т442.0 (290)22.0 (152)12.0
535.0A05350F35.0 (241)18.0 (124)9.0
705.0A07050Т530.0 (207)17.0 (117)†5.0
707.0A07070T737.0 (255)30.0 (207)†1.0
710.0A07100Т532.0 (221)20.0 (138)2.0
712.0A07120Т534.0 (234)25.0 (172)†4.0
713.0A07130Т532.0 (221)22.0 (152)3.0
771.0A07710Т542.0 (290)38.0 (262)1.5
T5132.0 (221)27.0 (186)3.0
T5236.0 (248)30.0 (207)1.5
T642.0 (290)35.0 (241)5.0
T7148.0 (331)45.0 (310)5.0
850.0A08500Т516.0 (110)Нет данных5.0
851.0A08510Т517.0 (117)Нет данных3.0
852.0A08520Т524.0 (165)18.0 (124)Нет данных
†Только по запросу клиента

Названные сплавы

  • A380 Обладает превосходным сочетанием литейных, механических и термических свойств, обладает отличной текучестью, герметичностью и устойчивостью к горячему растрескиванию. Используется в аэрокосмической промышленности
  • Альферий алюминиево-железный сплав, разработанный Шнайдер, используется для производства самолетов Société pour la Construction d'Avions Métallique "Aviméta"
  • Альклад алюминиевый лист, сформированный из поверхностных слоев алюминия высокой чистоты, соединенных с высокопрочным материалом сердечника из алюминиевого сплава[48]
  • Бирмабрайт (алюминий, магний) продукт The Birmetals Company, в основном эквивалент 5251
  • Дюралюминий (медь, алюминий)
  • Хиндалий (алюминий, магний, марганец, кремний) продукция Hindustan Aluminium Corporation Ltd, изготовленная в прокатных листах 16га для посуды.
  • Пандаллой Запатентованный сплав Pratt & Whitney, предположительно обладающий высокой прочностью и превосходными высокотемпературными характеристиками.
  • Магналиум
  • Магнокс (магний, алюминий)
  • Силумин (алюминий, кремний)
  • Титанал (алюминий, цинк, магний, медь, цирконий) продукт Austria Metall AG. Обычно используется в продуктах для высокопроизводительного спорта, особенно в сноубордах и лыжах.
  • Y сплав, Hiduminium, R.R. сплавы: довоенный никель-алюминиевые сплавы, используемые в поршнях авиакосмической техники и двигателей, за их способность сохранять прочность при повышенных температурах. В настоящее время они заменены более производительными железо-алюминиевыми сплавами, такими как 8009 способен работать с низкой ползучестью до 300С.

Приложения

Аэрокосмические сплавы

Алюминий-Скандий

Детали МиГ-29 изготовлены из сплава Al – Sc.[49]

Добавление скандий в алюминий создает наноразмерный Al3Выделяется Sc, который ограничивает чрезмерный рост зерна, который происходит в зоне термического влияния сварных алюминиевых компонентов. Это имеет два положительных эффекта: осажденный Al3Sc образует кристаллы меньшего размера, чем в других алюминиевых сплавах.[49] и ширина зон без выделений, которые обычно существуют на границах зерен стареющих алюминиевых сплавов, уменьшается.[49] Скандий также является мощным измельчителем зерна в литых алюминиевых сплавах и атом за атомом, наиболее сильным упрочнителем алюминия, как в результате измельчения зерна, так и в результате дисперсионного упрочнения.

Дополнительным преимуществом добавления скандия к алюминию является то, что наноразмерный Al3Выделения Sc, придающие сплаву прочность, устойчивы к укрупнению при относительно высоких температурах (~ 350 ° C). В этом отличие от типичных коммерческих сплавов 2ххх и 6ххх, которые быстро теряют свою прочность при температурах выше 250 ° C из-за быстрого укрупнения их упрочняющих выделений.[50]

Эффект Al3Выделения Sc также увеличивают предел текучести сплава на 50–70 МПа (7,3–10,2 ksi).

В принципе, алюминиевые сплавы, усиленные добавками скандия, очень похожи на традиционные никелевые сплавы. суперсплавы, в том, что оба усилены когерентными, устойчивыми к укрупнению выделениями с упорядоченным L12 структура. Однако сплавы Al-Sc содержат гораздо меньшую объемную долю выделений, а расстояние между выделениями намного меньше, чем у их аналогов на основе никеля. Однако в обоих случаях устойчивые к укрупнению выделения позволяют сплавам сохранять свою прочность при высоких температурах.[51]

Повышенная рабочая температура сплавов Al-Sc имеет серьезные последствия для энергоэффективных приложений, особенно в автомобильной промышленности. Эти сплавы могут обеспечить замену более плотным материалам, таким как стали и титан которые используются при температуре 250–350 ° C, например, в двигателях или рядом с ними. Замена этих материалов более легкими алюминиевыми сплавами приводит к снижению веса, что, в свою очередь, ведет к повышению эффективности использования топлива.[52]

Дополнения эрбий и цирконий было показано, что они увеличивают сопротивление огрублению сплавов Al-Sc до ~ 400 ° C. Это достигается за счет формирования медленно диффундирующей богатой цирконием оболочки вокруг ядер скандия и богатых эрбием осадка, образуя упрочняющие выделения состава Al3(Sc, Zr, Er).[53] Дополнительные улучшения сопротивления укрупнению позволят использовать эти сплавы при все более высоких температурах.

Титановые сплавы, которые прочнее, но тяжелее сплавов Al-Sc, по-прежнему используются гораздо шире.[54]

Основное применение металлического скандия по весу - алюминиево-скандиевые сплавы для мелких компонентов аэрокосмической промышленности. Эти сплавы содержат от 0,1% до 0,5% (по весу) скандия. Они использовались в российской военной авиации. Миг 21 и Миг 29.[49]

Некоторые элементы спортивного инвентаря, изготовленные из высококачественных материалов, изготовлены из скандий-алюминиевых сплавов, в том числе бейсбольные биты,[55] лакросс палки, а также велосипед[56] каркасы и комплектующие, и палаточные столбы.

Американский оружейник Смит и Вессон производит револьверы с рамой из сплава скандия и цилиндрами из титана.[57]

Возможное использование в качестве космических материалов

Благодаря легкому весу и высокой прочности алюминиевые сплавы являются желаемыми материалами для использования в космических аппаратах, спутниках и других компонентах, предназначенных для использования в космосе. Однако это приложение ограничено облучение энергичными частицами выпущенный солнце. Воздействие и осаждение частиц солнечной энергии в микроструктуре обычных алюминиевых сплавов может вызвать растворение наиболее распространенных упрочняющих фаз, что приводит к размягчению. Недавно представленный кроссовер из алюминиевых сплавов [58][59] проходят испытания в качестве заменителя серий 6ххх и 7ххх в средах, где облучение энергичными частицами является серьезной проблемой. Такие перекрестные алюминиевые сплавы могут быть упрочнены за счет выделения сложной химической фазы, известной как Т-фаза, радиационная стойкость которой, как было доказано, выше, чем у других упрочняющих фаз обычных алюминиевых сплавов.[60][61]

Список аэрокосмических алюминиевых сплавов

Следующие алюминиевые сплавы обычно используются в самолетах и ​​других аэрокосмический структуры:[62][63]

Обратите внимание, что термин авиационный алюминий или же аэрокосмический алюминий обычно относится к 7075.[64][65]

Алюминий 4047 - это уникальный сплав, который используется как в аэрокосмической, так и в автомобильной промышленности в качестве плакирующего сплава или присадочного материала. В качестве наполнителя полосы из алюминиевого сплава 4047 можно комбинировать для сложных применений для соединения двух металлов.[66]

6951 - это термообрабатываемый сплав, обеспечивающий дополнительную прочность ребер при одновременном повышении сопротивления провисанию; это позволяет производителю уменьшить толщину листа и, следовательно, уменьшить вес формируемого ребра. Эти отличительные особенности делают алюминиевый сплав 6951 одним из предпочтительных сплавов для теплопередачи и теплообменников, производимых для аэрокосмической промышленности.[67]

6063 алюминий Сплавы поддаются термической обработке, обладают умеренно высокой прочностью, отличной коррозионной стойкостью и хорошей экструдируемостью. Они регулярно используются в качестве архитектурных и конструкционных элементов.[68]

В настоящее время производятся следующие алюминиевые сплавы:[нужна цитата ] но менее широко[нужна цитата ] использовал:

Морские сплавы

Эти сплавы используются для судостроения и судостроения, а также для других береговых приложений, чувствительных к морской и соленой воде.[69]

4043, 5183, 6005A, 6082 также используются в морских сооружениях и оффшорных приложениях.

Велосплавы

Эти сплавы используются для велосипедных рам и компонентов.[нужна цитата ]

Автомобильные сплавы

6111 алюминий и Алюминиевый сплав 2008 г. широко используются для внешних автомобильных панели кузова, с 5083 и 5754 используется для внутренних панелей кузова. Капоты изготовлены из 2036, 6016, и 6111 сплавов. Панели кузова грузовиков и прицепов б / у 5456 алюминий.

Автомобильные рамы часто используют 5182 алюминий или же 5754 алюминий формованные листы, 6061 или же 6063 экструзии.

Колеса были отлиты из A356.0 алюминий или сформированный лист 5ххх.[70]

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.

Алюминиевые сплавы, содержащие церий разрабатываются и внедряются в высокотемпературных автомобильных приложениях, таких как головки цилиндров и турбокомпрессоры и в других приложениях для производства энергии.[71] Эти сплавы изначально были разработаны как способ увеличения использования церия, который чрезмерно производится при добыче редкоземельных элементов для получения более желанных элементов, таких как неодим и диспрозий,[72] но привлекла внимание своей прочностью при высоких температурах в течение длительного времени.[73] Он получает свою силу от присутствия Al11Ce3 интерметаллид фаза, которая устойчива до температуры 540 ° C и сохраняет свою прочность до 300 ° C, что делает ее весьма жизнеспособной при повышенных температурах. Алюминиево-цериевые сплавы обычно отливают из-за их отличных литейных свойств, хотя также была проведена работа, чтобы показать, что на основе лазера производство добавок методы также могут использоваться для создания деталей с более сложной геометрией и более высокими механическими свойствами.[74] Недавняя работа в основном была сосредоточена на добавлении легирующих элементов более высокого порядка в бинарную систему Al-Ce для улучшения ее механических характеристик при комнатной и повышенных температурах, таких как утюг, никель, магний, или же медь, и ведется работа по дальнейшему пониманию взаимодействия легирующих элементов.[75]

Баллоны с воздухом и газом

6061 алюминий и 6351 алюминий [76] широко используются в баллонах с дыхательным газом для подводное плавание с аквалангом и Дыхательный аппарат сплавы.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б И. Дж. Полмир, Легкие сплавы, Арнольд, 1995
  2. ^ Hombergsmeier, Эльке (2007). «Магний для аэрокосмической техники» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 6 сентября 2015 г.. Получено 1 декабря 2012.
  3. ^ Список спецификаций алюминия SAE, по состоянию на 8 октября 2006 г. Аэрокосмический совет SAE В архиве 27 сентября 2006 г. Wayback Machine, по состоянию на 8 октября 2006 г.
  4. ^ R.E. Сандерс, Технологические инновации в алюминиевых изделиях, Журнал минералов, 53(2):21–25, 2001. Интернет-изд. В архиве 17 марта 2012 г. Wayback Machine
  5. ^ «Листовой металл». Архивировано из оригинал 15 июня 2009 г.. Получено 26 июля 2009.
  6. ^ Дегармо, Э. Пол; Black, J T .; Козер, Рональд А. (2003). Материалы и процессы в производстве (9-е изд.). Вайли. п. 133. ISBN  0-471-65653-4.
  7. ^ «Понимание системы обозначений алюминиевых сплавов». В архиве из оригинала 29 июля 2016 г.. Получено 17 июля 2016.
  8. ^ «Сплавы серии 8ххх». aluMATTER.org. Архивировано из оригинал 5 мая 2014 г.. Получено 6 мая 2014.
  9. ^ Дэвис, Дж. Р. (2001). «Алюминий и алюминиевые сплавы» (PDF). Легирование: понимание основ. С. 351–416. Дои:10.1361 / autb2001p351 (неактивно с 1 сентября 2020 г.). ISBN  0-87170-744-6. В архиве (PDF) из оригинала 10 февраля 2017 г.CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на сентябрь 2020 г. (связь)
  10. ^ https://www.aircraftmaterials.com/data/aluminium/1200.html
  11. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты v ш Грушко, Овсянников, Овчинноков, 2016 (Глава 1. Краткая история создания алюминиево-литиевых сплавов)
  12. ^ Торопова, Л.С .; Эскин, Д.Г .; Характерова, М.Л .; Добаткина Т.В. (1998). Усовершенствованные алюминиевые сплавы, содержащие структуру и свойства скандия. Амстердам: издательство Gordon and Breach Science. ISBN  90-5699-089-6. Таблица 49
  13. ^ а б СПЛАВ 2324-Т39 ПЛИТА
  14. ^ Алюминиевый сплав Alclad 2029-T8
  15. ^ «Экструзии алюминиевого сплава 2055-Т84» (PDF). Поковки и профили Arconic. В архиве (PDF) из оригинала 26 октября 2017 г.. Получено 25 октября 2017.
  16. ^ Влияние элементов Mg и Zn на механические свойства и осадки в сплаве 2099 г. В архиве 6 апреля 2017 года в Wayback Machine
  17. ^ Осаждение фазы T1 и θ0 в Al-4Cu-1Li-0.25Mn при старении: исследование микроструктуры и моделирование фазового поля В архиве 4 апреля 2017 г. Wayback Machine
  18. ^ 2195 Спецификация алюминиевого состава
  19. ^ Сверхлегкий внешний бак В архиве 23 ноября 2013 г. Wayback Machine, НАСА, получено 12 декабря 2013 года.
  20. ^ «Сокол 9». SpaceX. 2013. Архивировано с оригинал 10 февраля 2007 г.. Получено 6 декабря 2013.
  21. ^ Бьельде, Брайан; Макс Возофф; Гвинн Шотвелл (август 2007 г.). «Ракета-носитель Falcon 1: демонстрационные полеты, статус, манифест и путь обновления». 21-я ежегодная конференция AIAA / USU по малым спутникам (SSC07 - III - 6). В архиве из оригинала 15 декабря 2013 г.. Получено 6 декабря 2013.
  22. ^ 2218 алюминиевая кованая заготовка изделий для головки цилиндра двигателя самолета
  23. ^ Алюминиевый сплав 2524-Т3
  24. ^ Кауфман, Джон Гилберт (2000). «Приложения для алюминиевых сплавов и сплавов». Знакомство с алюминиевыми сплавами и сплавами. ASM International. С. 93–94. ISBN  978-0-87170-689-8.
  25. ^ 3102 (AlMn0.2, A93102) Алюминий В архиве 31 марта 2017 г. Wayback Machine
  26. ^ "Зачем работать с алюминием 4047?". Lynch Metals, Inc. 23 января 2019 г.. Получено 25 июн 2019.
  27. ^ Могучева А, Бабич Э, Овсянников Б, Кайбышев Р (январь 2013). «Развитие микроструктуры алюминиевого сплава 5024, обработанного методом РКУП с противодавлением и без него». Материаловедение и инженерия: A. 560: 178–192. Дои:10.1016 / j.msea.2012.09.054.
  28. ^ «Микро заклепки POP®». Специальное крепление STANLEY®.
  29. ^ Справочник по ASM, том 5: Surface Engineering C.M. Котелл, Дж. Спраг и Ф.А.Смидт-младший, редакторы, стр. 490 DOI: 10.1361 / asmhba0001281
  30. ^ Woldman's Engineering Alloys, 9-е изд. (# 06821G) ДАННЫЕ СПЛАВА / 17
  31. ^ СПЛАВ 6013 ЛИСТ ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ С ПОВЫШЕННОЙ ПРОФИЛЬНОСТЬЮ
  32. ^ Новый изящный смартфон Samsung с усиленным корпусом из алюминия Alcoa для аэрокосмической промышленности
  33. ^ ЛИСТ СПЛАВА 6022 Повышенная прочность и улучшенная формуемость
  34. ^ Плачанкис, Брайан Э. (сентябрь 2009 г.). Общие сравнения коррозионной стойкости средне- и высокопрочных алюминиевых сплавов для систем DOD с использованием лабораторных методов ускоренной коррозии (Отчет). Исследовательская лаборатория армии США. DTIC ADA516812; ARL-TR-4937. Получено 11 августа 2018 - через Интернет-архив.
  35. ^ Sahamit машины 7022
  36. ^ Таблица сплавов RSP
  37. ^ 7055 СПЛАВ-T7751 ПЛИТА И-T77511 ЭКСТРУЗИИ
  38. ^ Алюминиевый сплав 7065
  39. ^ Алюминиевый сплав 7085 Высокая прочность, высокая прочность, коррозионно-стойкая толстая пластина
  40. ^ Алюминиевый сплав 7255-T7751 Очень высокопрочный, усталостный лист
  41. ^ Ю. Барбо, Г. Понс, «Новые быстроотверждаемые алюминиевые сплавы для применения при повышенных температурах в аэрокосмических конструкциях», Journal de Physique IV Colloque, 1993, 03 (C7), стр. C7-191-C7-196
  42. ^ Р. Б. Росс, "Справочник по спецификациям металлических материалов", стр. 1B-11
  43. ^ Алюминиевый сплав 8030 (UNS A98030)
  44. ^ а б «Алюминиевый сплав 8176 (UNS A98176)». Материалы AZO. 20 мая 2013. Получено 22 июн 2018.
  45. ^ а б Справочник ASM Metals Vol. 2, Свойства и выбор цветных сплавов и материалов специального назначения, ASM International (стр. 222)
  46. ^ Гилберт Кауфман, J (2000). «2». Введение в алюминиевые сплавы и режимы. ASM International. п. 14. ISBN  9781615030668.
  47. ^ ASTM B 26 / B 26M - 05
  48. ^ Паркер, Дана Т. Победа в строительстве: производство самолетов в районе Лос-Анджелеса во время Второй мировой войны, п. 39, 118, Сайпресс, Калифорния, 2013. ISBN  978-0-9897906-0-4.
  49. ^ а б c d Ахмад, Заки (2003). «Свойства и применение алюминия, армированного скандием». JOM. 55 (2): 35. Bibcode:2003JOM .... 55b..35A. Дои:10.1007 / s11837-003-0224-6. S2CID  8956425.
  50. ^ Маркиз, Эммануэль (2002). «Осадительное упрочнение при температуре окружающей среды и повышенных температурах термообрабатываемых сплавов Al (Sc)». Acta Materialia. 50 (16): 4021. Дои:10.1016 / S1359-6454 (02) 00201-X.
  51. ^ Во, Нхон (2016). «Роль кремния в кинетике осаждения разбавленных сплавов Al-Sc-Er-Zr». Материаловедение и инженерия: A. 677 (20): 485. Дои:10.1016 / j.msea.2016.09.065.
  52. ^ «Жаропрочные суперсплавы». NanoAl. 2016. Архивировано с оригинал 12 ноября 2016 г.. Получено 11 ноября 2016.
  53. ^ Во, Нхон (2014). «Повышение сопротивления старению и ползучести в разбавленном сплаве Al-Sc путем микролегирования Si, Zr и Er». Acta Materialia. 63 (15): 73. Дои:10.1016 / j.actamat.2013.10.008.
  54. ^ Schwarz, James A .; Контеску, Кристиан I .; Путьера, Кароль (2004). Энциклопедия нанонауки и нанотехнологий Деккер. 3. CRC Press. п. 2274. ISBN  0-8247-5049-7. В архиве с оригинала 28 января 2017 г.
  55. ^ Бьеркли, Стив (2006). «Деловой бизнес: анодированные металлические биты произвели революцию в бейсболе. Но теряют ли финишеры золотую середину?». Металлическая отделка. 104 (4): 61. Дои:10.1016 / S0026-0576 (06) 80099-1.
  56. ^ "Easton Technology Report: Материалы / Скандий" (PDF). EastonBike.com. В архиве (PDF) из оригинала 23 ноября 2008 г.. Получено 3 апреля 2009.
  57. ^ «Малая рамка (J) - револьвер модели 340PD». Смит и Вессон. Архивировано из оригинал 30 октября 2007 г.. Получено 20 октября 2008.
  58. ^ «Реакция на старение сплавов AlMgZn с добавками Cu и Ag». Acta Materialia. 195: 541–554. 15 августа 2020. Дои:10.1016 / j.actamat.2020.05.066. ISSN  1359-6454.
  59. ^ Стемпер, Лукас; Мелодии, Матеус А .; Думитрашкевиц, Филипп; Мендес-Мартин, Франциска; Тосоне, Рамона; Маршан, Даниэль; Куртин, Уильям А .; Угговицер, Питер Дж .; Погатчер, Стефан (2020). «Гигантская реакция упрочнения в сплавах AlMgZn (Cu)». Электронный журнал ССРН. Дои:10.2139 / ssrn.3683513. ISSN  1556-5068.
  60. ^ Мелодии, Матеус А .; Стемпер, Лукас; Гривз, Грэм; Угговицер, Питер Дж .; Погатчер, Стефан (ноябрь 2020 г.). «Космические материалы из металлических сплавов: прототип легкого сплава для сред со звездным излучением (Adv. Sci. 22/2020)». Передовая наука. 7 (22): 2070126. Дои:10.1002 / advs.202070126. ISSN  2198-3844. ЧВК  7675044.
  61. ^ Мелодии, Матеус А .; Стемпер, Лукас; Гривз, Грэм; Угговицер, Питер Дж .; Погатчер, Стефан (2020). «Прототипная конструкция из легкого сплава для сред со звездным излучением». Передовая наука. 7 (22): 2002397. Дои:10.1002 / advs.202002397. ISSN  2198-3844. ЧВК  7675061. PMID  33240778 Проверять | pmid = ценить (помощь).
  62. ^ Основы полета, Шевелл, Ричард С., 1989, Энглвудские скалы, Прентис-Холл, ISBN  0-13-339060-8, Ch 18, pp 373–386.
  63. ^ Уинстон О. Собойджо, Т.С. Сриватсан, "Современные конструкционные материалы: свойства, оптимизация конструкции и применение", стр. 245 Таблица 9.4. - Номинальный состав алюминиевых аэрокосмических сплавов
  64. ^ «Алюминий в самолетах». В архиве из оригинала 21 апреля 2009 г.. Получено 21 апреля 2009.
  65. ^ Вагнер, PennyJo (зима 1995 г.). «Авиационный алюминий». В архиве из оригинала 5 апреля 2009 г.. Получено 21 апреля 2009.
  66. ^ «Алюминиевый сплав 4047». Lynch Metals, Inc. В архиве из оригинала 27 февраля 2017 г.. Получено 24 июля 2017.
  67. ^ «Алюминиевый сплав 6951». Lynch Metals, Inc. В архиве из оригинала 27 февраля 2017 г.. Получено 24 июля 2017.
  68. ^ Картикеян, Л .; Сентил Кумар, В. (2011). «Взаимосвязь технологических параметров и механических свойств обработанного трением с перемешиванием алюминиевого сплава АА6063-Т6». Материалы и дизайн. 32 (5): 3085–3091. Дои:10.1016 / j.matdes.2010.12.049.
  69. ^ Судостроение с алюминием, Стивен Ф. Поллард, 1993 г., International Marine, ISBN  0-07-050426-1
  70. ^ Кауфман, Джон (2000). Знакомство с алюминиевыми сплавами и сплавами (PDF). ASM International. С. 116–117. ISBN  0-87170-689-X. В архиве (PDF) из оригинала 15 декабря 2011 г.. Получено 9 ноября 2011.
  71. ^ https://www.energy.gov/eere/success-stories/articles/eere-success-story-taking-aluminium-alloys-new-heights
  72. ^ «Усиленный интерметаллидами алюминиевый литейный сплав на основе церия: разработка крупномасштабных побочных продуктов». Sims Z, Weiss D, McCall S. et al. JOM, (2016), 1940-1947, 68 (7).
  73. ^ «Высококачественные алюминиево-цериевые сплавы для высокотемпературных применений». Симс З., Риос О, Вайс Д. и др. Материалы Horizons, (2017), 1070-1078, 4 (6).
  74. ^ «Оценка сплава Al-Ce для лазерного аддитивного производства». Плотковски А., Риос О., Шридхаран Н. и др. Acta Materialia, (2017), 507-519, 126.
  75. ^ «Церий в алюминиевых сплавах». Франк Червински, J Mater Sci (2020) 55: 24-72
  76. ^ «Краткий обзор алюминиевых баллонов из сплава 6351». Профессиональные инспекторы подводного плавания. 1 июля 2011 г. В архиве из оригинала 10 декабря 2013 г.. Получено 18 июн 2014.

Библиография

внешняя ссылка