2.典型擠壓鋁型材的特性與用途

A.1035鋁型材

它是含0.7%以下雜質(zhì)的工業(yè)純鋁，其主要雜質(zhì)是鐵和硅。

1035鋁型材的半成品是在退火或熱擠壓狀態(tài)下供應(yīng)。但是，不管什么樣的供應(yīng)狀態(tài)，擠壓型材最后加工工序是拉伸矯直，或在輥式矯直機上矯直。矯直時，強度性能略有提高，但塑性顯著降低。此外，在冷變形時型材的電阻率租有提高。因此在型材性能要求嚴格時，則需要考慮矯直時性能的變化。提高變形溫度時，1035鋁型材的強度性能下降，而塑性則急劇升高。而當(dāng)溫度低于零度時，合金的強度和塑性性能都顯著提高。

B 3A21鋁型材

它是AL-Mn二元系中的變形合金，具有高抗蝕性，實際上與1035鋁型材的抗蝕性沒有差別。3A21鋁型材的半成品能夠很好地進行氣焊、氬弧焊和接觸焊。焊縫的抗蝕性與基體金屬相同。在狀狀態(tài)和熱狀態(tài)下合金的變形性能均良好，熱變形的溫度范圍很寬（320-470攝氏度）。該型材屬于熱處理不可強化型，型材在退火或熱擠壓狀態(tài)下供應(yīng)。變形溫度和變形速度對3A21鋁型材變形抗力的影響要比工業(yè)純鋁小得多。

C 6063鋁型材

它是AL-Mg-Si系鋁合金中的典型代表，具有優(yōu)良的可擠壓性和可焊接性，是建筑門窗型材的首選材料。它的特點是在塑性加工的溫度-速度條件下，塑性性能和抗蝕性高；沒有應(yīng)力腐蝕傾向。在焊接時，其抗蝕性實際上不降低。6063鋁型材可顯著熱處理強化。合金聽主要強化相是MgSi和ALSiFe。如果6063鋁擠壓型材在退火狀態(tài)下的抗拉強度為80-100MPa,那么淬火和人工時效后可提高到80-300MPa,此時相對伸長率下降較?。ㄓ?3%-25%下降到10%-15%）。淬火與人工時效之間的間隔時間對6063鋁型材的強化程度有顯著的影響，隨著間隔時間由15min增加到4h，抗拉強度和屈服強度降低30-40MPa。人工時效的保溫時間對6063鋁型材的力學(xué)性能沒有顯著影響。

D 普通的6A02鋁型材（不限制銅含量）

它屬于AL-Mg-Si-Cu系合金，在塑性加工的溫度-速度條件下，以及在室溫下具有很高的塑性。雖然6A02型材的錳含量比較少，但其擠壓制品在熱處理后卻能保持著未再結(jié)晶的組織，因而可以顯著提高強度性能。和6063鋁型材一樣，6A02型材在熱處理時急劇強化，其主要強化相為MgSi和W(ALxMg5Si4Cu)。淬火后進行自然時效可以提高抗拉強度，與退火狀態(tài)下的相比可提高一倍，而淬火后人工時效的大約可提高兩倍。但是，在人工時效后塑性指標(biāo)明顯下降（相對伸長率大約降低1/2，而相對壓縮率降低2/3以上）。6A02型材在人工時效狀態(tài)下的抗蝕性明顯下降，并出現(xiàn)晶間腐蝕傾向。合金中的銅含量越高，則抗蝕性下降越多。因此，通常把合金中的銅含量控制在0.1%以下。

6A02型材可以點焊、滾焊和氬弧焊。焊接接頭的強度為基體金屬強度的60-70%。焊接后淬火和時效可使焊接接頭的強度達到基體金屬強度的90%-95%。

E 5A06鋁型材

它屬于AL-Mg-Mn系合金，無論在室溫下，還是在高溫下，它都具有很高的塑性。在各種介質(zhì)中，包括在海水中都具有很高的抗蝕性。該合金的良好抗蝕性和可焊性使它在造船工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。該型材的焊縫具有高的強度和塑性性能。在室溫下，焊接接頭的強度可達到基體金屬強度的90%-95%。

5A06鋁型材和其他馬格納里型鋁合金型材（5A02、5A03、5A05）一樣，都屬于熱處理不可強化的鋁合金，其半成品通常是在退火狀態(tài)下供應(yīng)。通常在較低的溫度下（310-335℃）退火，并在空氣中冷卻。當(dāng)退火溫度較高或者在熱擠壓狀態(tài)下供應(yīng)半成品時，如果使用溫度高于60℃，則過飽和固溶體將發(fā)生分解，沿晶粒邊界析出β相（AL?Mg?)質(zhì)點，因而急劇地提高了合金的應(yīng)力腐蝕和晶間腐蝕傾向性。

F  2A70鋁型材

它屬于復(fù)雜的AL-Cu-Mg-Ni-Fe系合金，是一種熱強鋁合金，近來在高溫工作結(jié)構(gòu)中獲得了十分廣泛的應(yīng)用。合金在熱狀態(tài)下能夠很好地變形，變形的溫度范圍為350-470℃。

2A70鋁型材通過熱處理可以劇烈強化，主要強化相是S相（AL?CuMg).熱擠壓型材經(jīng)過淬火和人工時效后，合金的抗拉強度可達到420-450MPa，屈服強度可達到300-380MPa。因此，該合金的力學(xué)性能接近于高強度鋁合金的性能。

2A70鋁擠壓型材在淬火和人工時效狀態(tài)下沒有腐蝕開裂傾向。但合金的一般抗蝕性不高。因此，該合金型材最好進行陽極化處理或涂漆處理。該合金可以滿意地進行點焊、滾焊和切削加工。

G  2A12鋁型材

它是應(yīng)用最廣泛的一種硬合金，屬于AL-Cu-Mg-Mn系四元合金。

2A12型材可熱處理顯著強化，主要強化相是S相（AL?CuMg)和CuAL?。合金在熱狀態(tài)和冷狀態(tài)（無論退火狀態(tài)還是淬火狀態(tài)）下均能很好地變形。熱變形可以在很溫度范圍（350-450℃）內(nèi)進行。淬火和自然時效后，半成品的力學(xué)性能在很大程度上取決于預(yù)加工的條件。例如，用鑄坯擠壓的壁板和型材，保留未再結(jié)晶組織（擠壓效應(yīng)），熱處理后的強度性能具有最大值，σb達到450-490MPa。用預(yù)變形坯料擠壓的型材，經(jīng)熱處理后，其強度性能明顯下降，σb=390-420MPa，大致和軋制厚板的強度性能相同。

如果用銅含量和錳含量為上限（4.5%-4.85%Cu、0.65%-0.85%Mn）的鋁型材擠壓生產(chǎn)半成品，并將擠壓溫度提高到430-460℃，則在塑性指標(biāo)沒有明顯降低的情況下，其強度性能大約可提高10%。2A12鋁型材的抗拉強度和屈服強度也和自然時效的時間有關(guān)。強度的提高主要是在第一晝夜內(nèi)，當(dāng)繼續(xù)時效時，強度性能的增長就不明顯了。因此，試樣淬火后經(jīng)過1-2晝夜即可進行力學(xué)性能試驗。對淬火和時效的半成品進行冷變形，可使其強度性能（特別是屈服強度）得到顯著提高 。

2A12鋁型材擠壓半成品在淬火和自然時效狀態(tài)下抗蝕性低，甚至在短時間加熱到150℃以上時，抗晶間腐蝕性能急劇下降。將淬火半成品進行人工時效（加熱到190℃，保溫6-8h）時，可以提高抗蝕性和強度性能（特別是屈服強度），但塑性指標(biāo)卻大大降低，例如，相對伸長率可降低1/2-2/3。因此，當(dāng)必須采用人工時效時，所有工藝操作（彎曲、矯直）都應(yīng)當(dāng)在自然時效以后進行，只對最終產(chǎn)品進行人工時效。

2A12型材可以進行點焊和滾焊，但氬弧焊和氣焊的效果不好。盡管焊接接頭的強度系數(shù)具有中等數(shù)值（60%-70%），但該合金在焊接時，在焊縫處經(jīng)常出現(xiàn)結(jié)晶裂紋。因此 ，一般不采用2A12型材制造密封結(jié)構(gòu)。該合金的半成品（其中包括型材和壁板）通常用鉚接方法連接，很少采用點焊連接。

H  2A06鋁型材

它與2A12型材一樣，是AL-Cu-Mg-Mn系四元合金。該合金在熱處理時的主要強化相與2A12合金相同，也是S相（AL?CuMg）和CuAL?相。但是，2A12型材中所沒有的ALTi相，對2A06型材的強化作用具有一定影響。

2A06型材在熱狀態(tài)和冷狀態(tài)下均能很好地變形，最適宜的熱變形溫度范圍為400-470℃。該合金擠壓型材和壁板在室溫下的力學(xué)性能與2A12大致相等，在自然時效狀態(tài)下比2A12型材具有更高的抗蝕性。因此，2A06型材壁板在自然時效狀態(tài)下使用。

2A06型材在自然時效下的強化速度比2A12合金低，這可使2A06型材壁板比2A12型材壁板放置更長的時間再進行冷加工（例如矯直、彎曲）。

在可焊接方面，2A06鋁型材優(yōu)于2A12型材。但是，在焊接時，靠近焊縫區(qū)合金的抗蝕性明顯下降。因此 ，與2A12合金一樣，2A06型材不用于制造密封結(jié)構(gòu)，其半成品主要是用鉚接方法和點焊方法進行連接。

I  7A04鋁型材

它屬于AL-Zn-Mg-Cu四元系，是一種強度最高的鋁合金型材，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)壁板和型材。用熱處理方法可使合金劇烈強化，主要強化相是MgZn?和AL?MgZn相。

與2A12和2A06型材不同，7A04型材擠壓半成品只能在淬火和人工時效狀態(tài)下供應(yīng)，因為7A04型材在自然時效狀態(tài)下的抗蝕性能低。

7A04鋁型材的特點是淬火溫度范圍寬，可在460-480℃的范圍內(nèi)進行。在上述溫度范圍內(nèi)改變淬火加熱溫度，對合金的力學(xué)性能沒有影響。但是與其他合金相比，7A04型材對從爐內(nèi)向冷卻介質(zhì)的轉(zhuǎn)移時間具有更高的敏感性。當(dāng)轉(zhuǎn)移時間由3-5s增加到20s時，抗拉強度下降10-11MPa，屈服強度降低30-40MPa。在135-145℃溫度下，保溫16h進行人工時效處理，可得到強度性能最高的擠壓產(chǎn)品。淬火與人工時效之間的放置時間對7A04鋁型材擠壓產(chǎn)品的力學(xué)性能沒有顯明影響。擠壓比的大小對7A04型材的影響與2A12合金相似，可得到強度性能最高的擠壓產(chǎn)品。淬火與人工時效之間的放置時間對7A04型材擠壓產(chǎn)品的力學(xué)性能沒有明顯影響。擠壓比的大小對7A04鋁型材的影響與2A12型材相似。例如，在擠壓階段變斷面型材時，大頭部分和型材部分的抗拉強度的差別可達50MPa，在屈服強度之間也有大致相同的差別。

7A04鋁型材可進行點焊，但不能進行氬弧和氣焊。與2A12型材一樣，在熔焊時7A04鋁型材在焊縫區(qū)有暗生晶間裂紋的傾向。因此，對擠壓制品（厚板、型材和壁板）進行連接時，常用鉚接方法，而對于薄板可以采用點焊方法。

J  軍用及其他特殊用途鋁型材

近二十年來，人們致力于研發(fā)軍用及其他特殊用途的高強高韌鋁型材和各種用途的高性能民用鋁合金型材。

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