AlCuMg2铝合金的化学成分与物理性能全解析






AlCuMg2铝合金(高强度航空铝合金)特性及用途详解
AlCuMg2铝合金化学成分:
铝 Al :余量
硅 Si :0.40
铜 Cu :0.10
镁 Mg:4.04.9
锌 Zn:0.25
锰 Mn:0.401.0
钛 Ti :0.15
铬 Cr:0.050.25
铁 Fe: 0.000 0.400
注:单个:0.05;合计:0.15
力学性能:
抗拉强度 σb (MPa)173~244
条件屈服强度 σ0.2 (MPa)≥70
密度 2.68克/立方厘米
试样尺寸:所有壁厚
注:管材室温纵向力学性能 不同状态不同的性能。
处理工艺 1)均匀化退火:加热440℃;保温12~14h;空冷。 2)快速退火:加热350~410℃;保温时间30~120min;空或水冷。 3)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。 4)低温退火:加热250~300℃或150~180℃;保温时间为1~2h,空冷.
二、核心特性
力学性能(T3状态):
抗拉强度(σ₆):≥430 MPa
屈服强度(σ₀.₂):≥290 MPa
延伸率(δ):≥10%
疲劳极限:≈140 MPa(10⁷次循环)
耐腐蚀性:
易发生晶间腐蚀(因Cu偏析),需采用包铝(Alclad)或阳极氧化防护。
不适合长期暴露在海洋或高湿环境中。
加工性能:
热加工性:适合锻压(350-450℃)、热轧(400-480℃)。
冷加工性:可冷轧、拉伸,但变形量过大易导致裂纹。
焊接性差(易热裂),推荐铆接或螺栓连接。
高温性能:
短时使用温度≤150℃(超过后强度快速下降)。
三、典型应用领域
行业应用实例选用原因
航空航天飞机蒙皮、翼梁、机身框架高强度+轻量化(比强度高)
装备装甲车结构件、导弹壳体抗冲击性能优异
汽车工业赛车底盘、高性能轮毂减重同时保证结构强度
机械制造高负荷齿轮箱、液压缸筒耐疲劳性好(适合动态载荷)
四、对比其他Al-Cu-Mg系合金
牌号优势局限性主要用途差异
2014更高的强度(T6达440MPa)耐蚀性更差航天器主承力结构
2024综合性能优(强度+韧性)需表面防护飞机主结构件(如机翼)
7075超高强度(T6达560MPa)应力腐蚀敏感航空关键部件(如起落架)
五、使用注意事项
热处理工艺:
固溶处理:495-505℃(严格控制温度防过烧)。
自然时效(T3):室温放置96小时以上。
人工时效(T6):190℃×12小时。
表面处理:
Alclad(包铝):外层覆盖纯铝层(≈5%厚度),提升耐蚀性。
阳极氧化:推荐硬质阳极氧化(膜厚30-50μm)。
设计建议:
避免应力集中(圆角R≥3t,t为板厚)。
动态载荷部位需进行疲劳寿命分析。
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