AlMg4.5Mn铝合金的屈服强度与加工硬化行为研究

　　AlMg4.5Mn实测化学成分：

　　Al :余量

　　硅 Si :≤0.25

　　铜 Cu :≤0.10

　　镁 Mg:2.2~2.8

　　锌 Zn:≤0.10

　　锰 Mn:≤0.10

　　铬 Cr:0.15~0.35

　　铁 Fe: 0.000~ 0.400

　　注:单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　未指定的其他元素：单个：≤0.05;合计：≤0.15

　　注：①在生产者或供者与买方都同意下，挤压件和锻件(Zr+Ti)限量大可定为0.25%

　　AlMg4.5Mn力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥205

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥170

　　伸长率 δ5 (%)：≥9

　　注 ：棒材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：棒材直径(方棒、六角棒内切圆直径)≤25

　　状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　质量特征

　　密度：2.75g/cm3。

　　弹性模量：拉伸：70.3GPa(10.2×106psi)，剪切26.4GPa(3.83×106psi)，压缩71.7GPa(10.4×106psi)

　　疲劳强度：H321和H116状态：循环5106次时160MPa(23ksi);R.R.Moore型试验。

　　性能：具有良好的延展性、抗蚀性;

　　应用：电子、电气用弹簧、开关、接插件、引线框架、连接器、端子、振动片等。AlMg4.5Mn用于弹性材料;弹性要求特别高时，选用AlMg4.5Mn;适用于制作弹性元件、零件、耐蚀零件和抗磁零件等材料。

　　规格：厚度：0.08-4.0 ; 宽度：8.0-600

　　2. 核心特性

　　(1) 机械性能

　　状态抗拉强度 (MPa)屈服强度 (MPa)伸长率 (%)硬度 (HB)

　　H111270-320125-160≥1470-90

　　H321300-360215-250≥1085-105

　　强化机制：Mg固溶强化为主，Mn辅助提升再结晶温度。

　　低温性能：-196°C下仍保持韧性（液氮储罐理想材料）。

　　(2) 耐蚀性

　　海洋环境：

　　耐海水腐蚀性优于不锈钢（316L），抗点蚀/缝隙腐蚀；

　　船用典型寿命＞25年（需定期维护）。

　　应力腐蚀敏感性：

　　Mg含量＞5%时需注意，可通过H321状态缓解。

　　(3) 加工特性

　　冷加工性：

　　可冷轧至H18状态（强度↑30%，伸长率↓至5%）。

　　焊接性：

　　推荐焊丝：5356/5183（Mg含量匹配）；

　　焊前无需预热，焊后强度保留率＞85%。

　　(4) 物理性能

　　密度：2.66 g/cm³（比钢轻65%）

　　导热系数：125 W/(m·K)（适合散热场景）

　　导电率：29% IACS（低于纯铝，但满足结构件需求）

　　3. 典型应用领域

　　(1) 船舶与海洋工程

　　船体结构：

　　快艇甲板（减重+抗盐雾）、LNG运输船液货舱（-162°C低温适用）。

　　海洋平台：

　　钻井模块支撑架（耐海水飞溅区腐蚀）。

　　(2) 交通运输

　　特种车辆：

　　装甲车防爆底板（高比强度+抗冲击）；

　　地铁车厢侧墙（H321状态减重15%）。

　　(3) 化工与能源

　　压力容器：

　　核电站乏燃料运输罐（抗辐射+密封性）；

　　液氢储罐（-253°C深冷环境）。

　　(4) 与航天

　　装甲材料：

　　轻型装甲车复合层（AlMg4.5Mn+陶瓷）。

　　航天燃料箱：

　　火箭助推器外壳（焊接气密性要求）。

　　4. 对比同类铝合金

　　特性AlMg4.5Mn (5083)5052 (AlMg2.5)6061 (AlMg1SiCu)

　　Mg含量4.5-5.6%2.2-2.8%0.8-1.2%

　　强度★★★★☆★★★☆☆★★★★☆

　　焊接性★★★★★★★★★☆★★★☆☆

　　成本中高中低

　　5. 使用注意事项

　　设计优化：

　　避免与铜合金（如黄铜）直接接触，需采用绝缘垫片。

　　表面处理：

　　喷砂+阳极氧化可提升耐磨性（膜厚20-30μm）。

　　极限环境：

　　长期工作温度≤80°C（高温下Mg扩散导致性能退化）。