ALHIGHCE铝合金精密加工表面质量控制

　　ALHIGHCE圆棒铝合金（Al-Cu-Mg-Si系）的用途及特性

　　一、材料概述

　　ALHIGHCE是一种高强高韧铝合金，属于Al-Cu-Mg-Si系可热处理强化合金。该材料通过特殊的合金设计和热处理工艺，实现了超高强度与良好韧性的平衡，主要应用于航空航天关键承力部件。

　　ALHIGHCE化学成分：

　　铝 Al ：余量

　　硅 Si ：≤0.40

　　铜 Cu ：≤0.10

　　镁 g：4.0～4.9

　　锌 Zn：≤0.25

　　锰 n：0.40～1.0

　　钛 Ti ：≤0.15

　　铬 Cr：0.05～0.25

　　铁 Fe： 0.000～ 0.400

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　ALHIGHCE力学性能：

　　电导率20℃(68℉)---30-40(%IACS)

　　抗拉强度(25°C Pa)---472

　　屈服强度(25°C Pa)---325

　　硬度(500kg力10球)---120

　　延伸率(1.6(1/16in)厚度) ---10

　　剪应力(Pa)---285

　　注 ：管材室温力学性能

　　试样尺寸：壁厚/ (所有)

　　状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　质量特征

　　密度：2.90g/c3。

　　剪切强度：合金(裸)和包铝合金，O状态：152Pa(22ksi);合金(裸)T6，T7451状态：331Pa(48ksi);包铝合金T6，T7451状态：317Pa(46ksi)。

　　硬度：O状态：60HB;T6,T7451状态：150HB;数据取自直径10球及在500kg载荷下30s的测试结果。

　　泊松比:0.33。

　　弹性模量：拉伸：71.0GPa(10.3×106psi)，剪切：26.9GPa(3.9×106psi)，压缩72.4GPa(10.5×106psi)

　　疲劳强度：T6，T7451，T73状态：光滑无缺口试件在R·R·oore型测试中循环5×108次，为159Pa(23ksi)。

　　三、核心特性

　　1. 机械性能（T6状态）

　　抗拉强度（Rm）：540-580 MPa

　　屈服强度（Rp0.2）：480-520 MPa

　　延伸率（A50）：8-12%

　　断裂韧性（KIC）：35-40 MPa·m¹/²

　　硬度（HV）：170-190

　　2. 物理性能

　　密度：2.80 g/cm³

　　导热系数：130 W/(m·K)

　　电导率：32% IACS

　　线膨胀系数：23.0×10⁻⁶/°C

　　3. 特殊性能

　　✅ 超高强度与韧性平衡 ✅ 优异的抗疲劳性能 ✅ 良好的耐损伤容限 ✅ 可焊接性优于传统2XXX系合金

　　四、热处理工艺

　　固溶处理：495-505℃×1h→水淬

　　双级时效：

　　阶段：120℃×6h

　　第二阶段：160℃×12h

　　特殊回归再时效（RRA）：可进一步提高强度

　　五、主要应用领域

　　1. 航空航天关键部件

　　飞机机翼主梁

　　起落架结构件

　　航天器承力框架

　　2. 国防

　　装甲车辆防弹组件

　　导弹壳体结构

　　舰载设备支架

　　3. 高端装备制造

　　大型模锻件

　　机器人关节部件

　　赛车底盘结构

　　六、加工特性

　　1. 机加工

　　切削性：良好（推荐使用PVD涂层刀具）

　　切削参数：

　　线速度：200-300 m/min

　　进给量：0.1-0.2 mm/rev

　　2. 成形加工

　　热成形温度：400-450℃

　　超塑成形：在480℃可达300%延伸率

　　3. 焊接

　　激光焊接：需使用4047焊丝

　　搅拌摩擦焊：佳焊接速度50-100 mm/min

　　七、与同类铝合金对比

　　参数ALHIGHCE20247050

　　抗拉强度(MPa)540-580420-470520-550

　　断裂韧性优良中

　　焊接性能良差中

　　典型应用主承力件机身蒙皮厚板结构

　　八、使用注意事项

　　⚠ 严格控制在固溶处理后的转移时间（<15s）⚠ 机加工后建议进行去应力处理 ⚠ 长期使用温度不超过150℃ ⚠ 与碳纤维复合材料接触需绝缘处理

　　总结

　　ALHIGHCE圆棒铝合金通过创新的合金设计和热处理工艺，在保持超高强度的同时显著提高了韧性，特别适合航空航天关键承力部件的应用。