AlZn5.5MgCu铝合金模具制造优选材料

　　AlZn5.5MgCu铝合金板材特性及用途分析

　　材料概述

　　AlZn5.5MgCu是一种高强度的铝合金，属于Al-Zn-Mg-Cu系合金（也称为7xxx系列铝合金）。这种合金以其出色的强度重量比而闻名，是航空航天、交通运输和军事工业中的重要材料。

　　AlZn5.5MgCu化学成分：

　　铝 Al ：余量 ;

　　硅 Si ：0.25;

　　铜 Cu ：0.10;

　　镁 g：2.2～2.8;

　　锌 Zn：0.10;

　　锰 n：0.10;

　　铬 Cr：0.15～0.35 ;

　　铁 Fe： 0.4 0 。

　　AlZn5.5MgCu力学性能

　　抗拉强度(σb ) ：170～305Pa

　　条件屈服强度 σ0.2 (Pa)≥65

　　弹性模量(E)： 69.3～70.7Gpa

　　退火温度为：345℃。

　　质量特征

　　密度：2.80g/c3。

　　弹性模量：平均拉伸和压缩力：72.4GPa(10.5×106psi);压缩比拉伸的模量大。

　　刚性模量：27.5GPa(4×106psi)

　　AlZn5.5MgCu热处理规范：

　　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30～120in;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2～10in或10～30in;空冷。

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

　　主要特性

　　机械性能

　　高强度：屈服强度可达450-500MPa，抗拉强度可达500-550MPa

　　良好的断裂韧性：特别适合承受动态载荷的应用

　　中等延展性：延伸率通常在6-12%之间

　　优良的疲劳性能：适合循环载荷应用

　　物理特性

　　密度：约2.8g/cm³（比钢轻约30%）

　　熔点：约475-635℃

　　热膨胀系数：23.6×10⁻⁶/K

　　热导率：约130-150W/(m·K)

　　工艺性能

　　可加工性：良，但比低碳钢更难加工

　　焊接性：较差，通常需要特殊焊接技术

　　热处理响应性：可通过固溶处理和时效处理显著提高强度

　　主要应用领域

　　1. 航空航天工业

　　飞机机身结构件

　　机翼蒙皮和翼梁

　　航天器结构部件

　　起落架组件

　　示例：波音787飞机约20%的结构使用7xxx系列铝合金，包括AlZn5.5MgCu合金。

　　2. 交通运输

　　高速列车车体结构

　　重型卡车框架

　　特种车辆装甲板

　　地铁车辆部件

　　3. 军事装备

　　装甲车辆防护板

　　军舰上层建筑

　　导弹和火箭结构件

　　军用飞机部件

　　4. 工业设备

　　重型机械结构件

　　压力容器

　　模具基座

　　高负荷运动器材

　　热处理工艺

　　AlZn5.5MgCu铝合金通常采用T6或T7状态：

　　T6处理：固溶处理+人工时效，获得高强度

　　T7处理：过时效处理，牺牲部分强度但提高耐应力腐蚀性能

　　典型热处理工艺：

　　固溶处理：465-475℃保温后快速冷却

　　人工时效：120-150℃保温8-24小时

　　表面处理

　　为提高耐腐蚀性，常采用：

　　阳极氧化处理

　　化学转化涂层

　　喷涂防护漆

　　包铝处理（对板材）

　　优缺点分析

　　优点

　　极高的强度重量比

　　良好的损伤容限性能

　　优异的抗疲劳性能

　　在高温下仍保持较好性能

　　缺点

　　耐腐蚀性相对较低（需表面处理）

　　焊接性能较差

　　应力腐蚀敏感性较高

　　加工成本相对较高

　　使用注意事项

　　应力腐蚀防护：需避免长期承受拉应力，特别是在腐蚀环境中

　　加工硬化：切削加工时会产生明显加工硬化

　　热处理变形：热处理过程可能导致尺寸变化，需预留加工余量

　　存储条件：应存放在干燥环境中以防止腐蚀

　　同类材料对比

　　特性AlZn5.5MgCu2024铝合金6061铝合金钢AISI 4340

　　密度(g/cm³)2.82.782.77.85

　　抗拉强度(MPa)500-550430-470310745

　　比强度179-196155-16911595

　　耐腐蚀性中等中等好差

　　焊接性差差好好