AlCuMg2铝合金的时效析出行为及强化机制分析

　　AlCuMg2铝合金的全面技术分析

　　材料基础信息

　　AlCuMg2是德国材料编号体系中的一种Al-Cu-Mg系变形铝合金，对应国际牌号大致为2017A或2024合金。该合金属于可热处理强化的高强度铝合金，具有良好的综合力学性能和加工性能。

　　AlCuMg2化学成分：

　　硅 Si ：≤0.50

　　铜 Cu ：3.8～4.9

　　镁 Mg：1.2～1.8

　　锌 Zn：≤0.30

　　锰 Mn：0.30～0.9

　　钛 Ti ：≤0.15

　　镍 Ni：≤0.10

　　铁 Fe：0.000～ 0.500

　　铁+镍 Fe+Ni： 0.000～ 0.500

　　AlCuMg2力学性能：

　　电导率20℃(68℉)---30-40

　　(%IACS)

　　密度(20℃)(g/cm3)---2.78

　　抗拉强度(25°C MPa)---472

　　屈服强度(25°C MPa)---325

　　硬度(500kg力10球)---120

　　延伸率(1.6(1/16in)厚度) ---10

　　大剪应力(MPa)---285

　　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)≤22

　　AlCuMg2热处理规范：

　　均匀化退火：加热480～495℃;保温12～14h;炉冷。

　　退火:加热390～430℃;保温时间30～120min;炉冷至300℃，空冷。

　　快速退火：加热350～370℃;保温时间为30～120min;空冷。

　　淬火和时效:淬火495～505℃,水冷;人工时效185～195℃,6～12h,空冷;自然时效:室温96h。

　　高温性能表现

　　150℃抗拉强度：约300MPa

　　200℃抗拉强度：约220MPa

　　短期高使用温度：200℃

　　物理性能参数

　　基础物理特性

　　密度：2.79g/cm³

　　熔点范围：510-635℃

　　热膨胀系数：23.2×10⁻⁶/K(20-100℃)

　　热导率：134W/(m·K)

　　比热容：875J/(kg·K)

　　电学性能

　　电导率：30-35%IACS

　　电阻率：49-57nΩ·m

　　关键特性优势

　　高强度特性：时效强化效果显著

　　疲劳性能优异：特别适合循环载荷

　　机械加工性好：切削性能评级B+

　　热稳定性较好：短期高温性能保持

　　主要应用领域

　　航空航天领域

　　飞机蒙皮和壁板

　　机身框架结构

　　翼肋和翼梁

　　航天器结构件

　　交通运输领域

　　高速列车结构件

　　赛车底盘组件

　　特种车辆部件

　　船舶上层建筑

　　机械制造领域

　　高负荷齿轮箱

　　精密机床部件

　　液压系统元件

　　工装夹具结构

　　其他特殊应用

　　运动器材骨架

　　装备部件

　　模具制造材料

　　特殊压力容器

　　热处理工艺规范

　　标准热处理流程

　　固溶处理：

　　温度：495-505℃

　　时间：根据厚度(1h/25mm)

　　冷却方式：水淬(<30s转移)

　　自然时效(T4)：

　　室温时效：96小时以上

　　性能稳定期：7天后

　　人工时效(T6)：

　　一级时效：190℃±5℃×12h

　　二级时效：160℃±5℃×18h(可选)

　　特殊热处理工艺

　　回归再时效处理(RRA)

　　形变热处理(T8)

　　分级时效工艺

　　加工制造指南

　　成形加工建议

　　冷成形：可行但回弹较大

　　热成形：推荐温度350-450℃

　　弯曲半径：小3倍厚度

　　冲压成形：需退火状态

　　切削加工参数

　　加工方式切削速度(m/min)进给量(mm/r)注意事项

　　车削200-3000.1-0.3使用锋利刀具

　　铣削150-2500.05-0.2避免积屑瘤

　　钻削30-500.05-0.15充分冷却

　　攻丝5-15-使用专用丝锥