WELDURAL铝合金的专利合金设计及强化机理解析

　　WELDURAL铝合金详细解析

　　一、基本概述

　　WELDURAL（牌号通常为7020或AlZn4.5Mg1）是一种高强度、可焊接的铝合金，属于Al-Zn-Mg系合金。它通过时效硬化获得高强度，同时保持优异的焊接性能和耐腐蚀性，广泛应用于交通运输、航空航天、船舶制造等领域。

　　WELDURAL实测化学成分：

　　Cu0.15-0.4-,

　　Si0.4-0.8,

　　Fe0.7-,

　　Mn0.15-,

　　Mg0.8-1.2-,

　　Zn0.25-,

　　Cr0.04-0.35-,

　　Ti0.15

　　力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa) ) 140-180

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa) )≥115

　　试样尺寸：所有壁厚

　　注：管材室温纵向力学性能

　　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5*106次时160MPa(23ksi);R.R.Moore型试验。

　　三、核心特性

　　高强度

　　抗拉强度 340~400 MPa（T6状态），接近某些低合金钢。

　　优异的焊接性

　　可惰性气体保护焊（MIG/TIG），焊后强度恢复率>90%。

　　良好的耐腐蚀性

　　尤其耐应力腐蚀开裂（SCC），适合海洋环境。

　　中等成形性

　　冷加工性能较好，但不如5xxx系铝合金。

　　四、典型用途

　　交通运输

　　卡车/拖车车架、铁路货车车厢、自行车架（如高端山地车）。

　　航空航天

　　飞机座椅结构、直升机部件（非主承力结构）。

　　船舶与海洋工程

　　船体焊接结构、甲板支撑件。

　　运动器材

　　登山装备、赛车零部件。

　　示例：

　　欧洲某轨道交通公司采用7020铝合金制造轻量化地铁车厢侧梁，减重30%且焊接效率提升20%。

　　五、对比其他铝合金

　　合号强度（MPa）焊接性耐蚀性典型应用

　　7020340~400★★★★☆★★★★☆焊接结构、高载荷部件

　　6061240~310★★★☆☆★★★★☆通用结构件、机械零件

　　5083270~320★★★★★★★★★★船舶、化工设备

　　六、热处理与加工建议

　　时效硬化（T6状态）

　　固溶处理（470°C水淬） + 人工时效（120°C×24h）。

　　焊接工艺

　　推荐使用ER5356或ER5183焊丝，预热至80~120°C（针对厚板）。

　　冷加工

　　退火状态（O态）下可进行折弯或冲压，时效后需避免过度变形。

　　七、注意事项

　　避免与高铜合金接触：防止电偶腐蚀。

　　表面处理：阳极氧化或喷涂可进一步提升耐蚀性。

　　替代选择：若需更高强度（牺牲焊接性），可考虑7075（Al-Zn-Mg-Cu系）。