AlZnMgCu1.5铝合金的析出强化行为与微观组织演变

　　AlZnMgCu1.5铝合金技术报告

　　材料基本概况

　　AlZnMgCu1.5是7xxx系超高强度铝合金的典型代表，属于Al-Zn-Mg-Cu系可热处理强化铝合金，具有优异的强度/重量比和良好的加工性能，广泛应用于航空航天和高端装备制造领域。

　　AlZnMgCu1.5化学成分：

　　硅 Si ：0.40 ;

　　铜 Cu ：0.10;

　　镁 Mg：2.6～3.6 ;

　　锌 Zn：0.2 ;

　　锰 Mn：0.50 ;

　　铬Cr ：0.30 ;

　　铁 Fe： 0.40;

　　Ti：0.05;

　　铝 Al ：余量 。

　　AlZnMgCu1.5力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：165～265。

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)≥90

　　弹性模量(E)： 69.3～70.7Gpa

　　密度：20℃(68℉)时为 2.83g/cm3(0.102lb/in3)。

　　退火温度 415℃(775℉)

　　固溶温度 475℃(890℉)

　　时效温度 120-175℃(250-350℉)

　　注 ：无缝管的力学性能

　　试样尺寸：直径>12.5

　　AlZnMgCu1.5热处理工艺：

　　均匀化退火:加热440℃;保温12～14h;空冷。

　　快速退火:加热350～410℃;保温时间30～120min;空或水冷。

　　高温退火:加热350～420℃;成品厚度≥6或<6时,保温时间为2～10min或10～30min;空冷。

　　低温退火:加热250～300℃或150～180℃;保温时间为1～2h,空冷.

　　物理性能

　　性能指标典型值测试标准

　　密度2.80g/cm³ISO 1183

　　热导率(20℃)140W/(m·K)ASTM E1461

　　电导率30%IACSASTM B193

　　热膨胀系数23.8×10⁻⁶/℃DIN 51007

　　机械性能（T6状态）

　　室温性能

　　抗拉强度：570-600MPa

　　屈服强度：530-560MPa

　　延伸率：10-12%

　　硬度：160-180HB

　　断裂韧性K1c：32-36MPa√m

　　高温性能（150℃）

　　抗拉强度保持率：≥80%

　　蠕变抗力：100MPa/1000h变形<0.1%

　　热疲劳寿命：≥30,000次（ΔT=150℃）

　　热处理工艺

　　固溶处理：

　　温度：470±5℃

　　时间：1-2h（根据厚度）

　　冷却方式：水淬（50-80℃水温）

　　时效处理：

　　级：100℃/8h

　　第二级：160℃/12h

　　单级时效：120℃/24h

　　双级时效（推荐）：

　　加工特性

　　1. 成形加工

　　热加工温度：350-450℃

　　冷加工率：≤15%（中间退火推荐）

　　超塑性：200-500%（480℃/ε=1×10⁻³s⁻¹）

　　2. 切削加工

　　车削参数：vc=150-180m/min，f=0.1-0.2mm/rev

　　铣削参数：vc=120-150m/min，fz=0.05-0.12mm/tooth

　　表面质量：可达Ra0.4μm（金刚石刀具）

　　耐蚀性能

　　应力腐蚀：

　　阈值应力强度因子KISCC：12MPa√m

　　双级时效后耐SCC性能提高3-5倍

　　电化学性能：

　　自腐蚀电位：-0.75V（vs SCE）

　　点蚀电位：-0.65V

　　推荐防护：阳极氧化（膜厚15-25μm）

　　典型应用领域

　　航空航天：

　　飞机蒙皮、桁条

　　航天器结构件

　　导弹壳体

　　交通运输：

　　高铁车体结构

　　汽车防撞梁

　　船舶上层建筑

　　工业装备：

　　机器人手臂

　　精密机床部件

　　液压机模板

　　焊接性能

　　熔焊：

　　推荐方法：MIG焊（ER5356焊丝）

　　预热温度：80-120℃

　　焊后热处理：必要（恢复性能）

　　固相焊：

　　摩擦搅拌焊：佳转速800-1200rpm

　　扩散焊：温度480-500℃，压力10-15MPa

　　材料发展

　　新改进方向：

　　增材制造专用牌号开发

　　纳米结构优化（强度提升15-20%）

　　复合微合金化（Sc+Er+Zr协同）

　　AlZnMgCu1.5铝合金通过jingque的成分控制和先进的热处理工艺，实现了高强度与良好综合性能的平衡，是现代高端装备制造的关键结构材料，特别适用于对重量敏感的高载荷应用场景。