AlCuMg2铝合金在船舶制造中的耐海水腐蚀解决方案

　　AlCuMg2铝合金（AlCu4Mg2）详解

　　AlCuMg2化学成分：

　　铬(Cr)≤0.04

　　锆(Zr)0.08～0.15

　　锌(Zn)5.7～6.7

　　硅(Si)≤0.12

　　铁(Fe)0.000～0.150

　　锰(Mn)≤0.10

　　镁(Mg)1.9～2.6

　　钛(Ti)≤0.06

　　铜(Cu)2.0～2.6

　　铝(Al) 余量

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　AlCuMg2铝棒力学性能：

　　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 ：管材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：所有壁厚

　　2. 机械性能（T6状态）

　　参数数值

　　抗拉强度 (UTS)450-480 MPa

　　屈服强度 (YS)380-420 MPa

　　延伸率 (A₅₀)8-12%

　　硬度 (HB)120-140

　　3. 物理特性

　　密度：2.80 g/cm³

　　熔点：507-638°C（初熔-全熔）

　　热导率：155 W/(m·K)（约为纯铝的60%）

　　二、核心特性

　　1. 超高强度

　　时效强化效应显著：T6处理后强度接近低碳钢（如Q235），但重量轻约65%。

　　典型案例：欧洲空客A380部分机翼桁架采用AlCuMg2，减重达25%。

　　2. 优异耐热性

　　可在 150-250°C 长期工作（优于AA6061），短时耐受300°C。

　　应用场景：活塞发动机连杆、涡轮增压器壳体。

　　3. 切削与冷加工性能

　　切削性：优异的断屑性能，刀具寿命比AA7075高20%。

　　推荐参数：VC=180-250 m/min（硬质合金刀具），使用高压冷却液。

　　冷成型：退火状态（O态）可进行深冲压，但需避免过度变形引发时效裂纹。

　　4. 局限性

　　耐蚀性差：需通过**包铝处理（Alclad）**或阳极氧化防护。

　　焊接困难：TIG焊接，预热温度需≥150°C，焊后需重新热处理。

　　三、典型用途

　　1. 航空航天

　　主承力结构：机翼大梁、起落架支撑臂（如波音747-8部分部件）。

　　航天器：卫星支架、火箭级间段（高比强度需求）。

　　2. 装备

　　装甲车辆侧裙板（轻量化防护）。

　　导弹弹体结构（耐高温燃气冲刷）。

　　3. 高负荷机械

　　液压机柱塞（抗压强度要求）。

　　精密齿轮（表面硬化处理后使用）。

　　4. 汽车工业

　　高性能赛车悬挂摇臂（替代钛合金降低成本）。

　　柴油发动机活塞（耐热耐磨需求）。

　　四、对比同类铝合金

　　型号优势劣势

　　AlCuMg2强度高、耐热佳耐蚀性差

　　AA2024韧性更好强度低10%

　　AA7075综合性能均衡应力腐蚀敏感

　　五、加工与热处理指南

　　1. 热处理工艺

　　固溶处理：495-505°C水淬（严格控制±5°C以避免过烧）。

　　人工时效：160°C×10h（T6状态）或190°C×6h（T7过时效）。

　　2. 表面处理

　　硬质阳极氧化：膜厚50-80μm，表面硬度可达HV800。

　　化学镀镍：用于需导电+耐磨的部件（如航空航天接插件）。

　　3. 连接技术

　　优先方案：铆接（使用2117铝铆钉）或摩擦搅拌焊（FSW）。

　　禁忌：避免与不锈钢直接接触（需用绝缘垫片）。