AlCuMg2铝合金在航空航天结构件中的创新应用

　　AlCuMg2 铝合金（2XXX系列高强度变形合金）用途及特性详解

　　AlCuMg2化学成分：

　　硅 Si ：0.40 ;

　　铜 Cu ：0.10;

　　镁 Mg：2.6～3.6 ;

　　锌 Zn：0.2 ;

　　锰 Mn：0.50 ;

　　铬Cr ：0.30 ;

　　铁 Fe： 0.40;

　　Ti：0.05;

　　铝 Al ：余量 。

　　AlCuMg2力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：165～265。

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)≥90

　　弹性模量(E)： 69.3～70.7Gpa

　　密度：20℃(68℉)时为 2.83g/cm3(0.102lb/in3)。

　　退火温度 415℃(775℉)

　　固溶温度 475℃(890℉)

　　时效温度 120-175℃(250-350℉)

　　注 ：无缝管的力学性能

　　试样尺寸：直径>12.5

　　AlCuMg2热处理工艺：

　　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30～120min;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2～10min或10～30min;空冷。

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

　　2. 核心特性

　　(1) 机械性能

　　超高强度:

　　抗拉强度（Rm）: T351状态可达 470 MPa

　　屈服强度（Rp0.2）: T351状态约 325 MPa

　　比强度优于大多数钢材

　　良好塑性:

　　延伸率（A）: 10-20%（取决于热处理状态）

　　(2) 耐蚀性

　　应力腐蚀敏感性:

　　因高铜含量，裸材耐蚀性较差

　　必须采用表面防护（阳极化、包铝等）

　　剥落腐蚀倾向:

　　需避免长期暴露在海洋环境

　　(3) 热加工性能

　　热处理强化显著:

　　典型T6处理（固溶+人工时效）

　　峰值时效状态（T6）强度高

　　焊接性能差:

　　通常采用铆接或螺栓连接

　　特殊工艺下可摩擦搅拌焊（FSW）

　　3. 典型用途

　　(1) 航空航天领域

　　飞机结构件:

　　机翼蒙皮（包铝处理）

　　机身框架

　　起落架部件

　　航天器结构:

　　火箭燃料贮箱

　　卫星支架

　　(2) 交通运输

　　赛车部件:

　　悬挂系统零件

　　传动轴（经特殊热处理）

　　军用车辆:

　　装甲板（替代部分钢构件）

　　(3) 工业应用

　　高强度结构件:

　　机床导轨

　　机器人手臂

　　模具制造:

　　注塑模框架（经特殊热处理）

　　4. 产品形态与加工

　　(1) 常见产品形态

　　板材（0.5-150mm）

　　厚板（>150mm）

　　挤压型材

　　锻件

　　(2) 加工要点

　　机加工:

　　建议使用硬质合金刀具

　　切削速度宜中低速

　　热处理:

　　固溶处理: 490-505℃

　　人工时效: 185-195℃（T6状态）

　　5. 表面处理建议

　　阳极化处理:

　　推荐硬质阳极化（厚度50μm以上）

　　化学转化膜:

　　阿洛丁处理（Alodine）

　　喷涂防护:

　　底漆+聚氨酯面漆系统