AlMn1Mg0.5铝合金成分优化与性能预测

　　AlMn1Mg0.5铝合金全面技术解析

　　一、材料分类与标准

　　AlMn1Mg0.5铝合金属于3xxx系列不可热处理强化铝合金，牌号为EN AW-3103或AA 3103，德国标准为AlMn1。该合金以锰为主要合金元素，镁为次要合金元素，具有良好的成形性和中等强度。

　　AlMn1Mg0.5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

　　AlMn1Mg0.5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

　　AlMn1Mg0.5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。

　　AlMn1Mg0.5热处理工艺：

　　状态、退火和新淬火状态下成形性能都比较好，热处理强化效果显著，但热处理工艺要求严格。抗蚀性较差，但用纯铝包覆可以得到有效保护;焊接时易产生裂

　　纹，但采用特殊工艺可以焊接，也可以铆接。

　　质量特征

　　剪切强度：合金(裸)和包铝合金，O状态：152MPa(22ksi);合金(裸)T6，T7451状态：331MPa(48ksi);包铝合金T6，T7451状态：317MPa(46ksi)。

　　硬度：O状态：60HB;T6,T7451状态：150HB;数据取自直径10球及在500kg载荷下30s的测试结果。

　　泊松比:0.33。

　　弹性模量：拉伸：71.0GPa(10.3×106psi)，剪切：26.9GPa(3.9×106psi)，压缩72.4GPa(10.5×106psi)

　　疲劳强度：T6，T7451，T73状态：光滑无缺口试件在R·R·Moore型测试中循环5×108次，为159MPa(23ksi)。

　　三、核心材料特性

　　1. 机械性能(H14状态)

　　抗拉强度：140-180MPa

　　屈服强度：115-150MPa

　　延伸率：10-16%

　　弹性模量：69GPa

　　硬度：HB 40-55

　　2. 物理性能

　　密度：2.73g/cm³

　　熔点范围：640-655℃

　　热导率：160W/(m·K)

　　电导率：40%IACS

　　线膨胀系数：23.2×10⁻⁶/K(20-100℃)

　　3. 特殊性能

　　成形性：，特别适合深冲加工

　　焊接性能：优良，适合各种焊接方法

　　耐蚀性：良好，优于纯铝

　　表面质量：阳极氧化效果良好

　　四、热处理状态

　　AlMn1Mg0.5为不可热处理强化合金，主要通过冷加工获得不同状态：

　　O状态：退火态，延伸率可达20-25%

　　H12：1/4硬状态

　　H14：1/2硬状态

　　H16：3/4硬状态

　　H18：全硬状态

　　五、主要应用领域

　　1. 包装行业

　　饮料罐体

　　食品容器

　　药品包装

　　化妆品管材

　　2. 建筑装饰

　　天花板材料

　　墙面装饰板

　　建筑用百叶窗

　　室内装饰线条

　　3. 交通运输

　　汽车油箱

　　车厢内饰板

　　船舶隔板

　　飞机非承力部件

　　4. 电子电器

　　电器外壳

　　散热器组件

　　电子元件屏蔽罩

　　电容器外壳

　　六、加工制造技术

　　1. 成形工艺

　　深冲：极限拉深比2.2-2.5

　　弯曲：小弯曲半径0.5t(90°弯曲)

　　旋压：适合复杂曲面成形

　　超塑成形：在450-520℃可实现

　　2. 焊接工艺

　　焊接方法参数建议注意事项

　　MIG电流160-200A，电压20-24V使用4043或5356焊丝

　　TIG电流140-170A，氩气流量8-12L/min焊前清理氧化膜

　　电阻焊电极压力2.5-3.5kN，时间0.15-0.3s控制表面状态

　　激光焊功率2.5-3.5kW，速度2-4m/min保护气体使用