WELDURAL铝合金的强化机制与断裂行为

　　WELDURAL铝合金 用途及特性

　　一、材料概述

　　WELDURAL是法国Pechiney公司开发的Al-Zn-Mg系可焊高强度铝合金，国际牌号为7020（欧标EN AW-7020）。作为一种时效硬化型合金，它通过优化的Zn/Mg比例实现了高强度与良好焊接性能的平衡，特别适用于需要焊接结构的高强度应用场景。

　　WELDURAL化学成分：

　　铝 Al ：余量 ;

　　硅 Si ：0.25;

　　铜 Cu ：0.10;

　　镁 g：2.2～2.8;

　　锌 Zn：0.10;

　　锰 n：0.10;

　　铬 Cr：0.15～0.35 ;

　　铁 Fe： 0.4 0 。

　　WELDURAL力学性能

　　抗拉强度(σb ) ：170～305Pa

　　条件屈服强度 σ0.2 (Pa)≥65

　　弹性模量(E)： 69.3～70.7Gpa

　　退火温度为：345℃。

　　质量特征

　　密度：2.80g/c3。

　　弹性模量：平均拉伸和压缩力：72.4GPa(10.5×106psi);压缩比拉伸的模量大。

　　刚性模量：27.5GPa(4×106psi)

　　WELDURAL热处理规范：

　　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30～120in;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2～10in或10～30in;空冷。

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

　　二、核心特性

　　1. 机械性能

　　典型强度：

　　抗拉强度：350-400MPa（T6状态）

　　屈服强度：≥290MPa

　　延伸率：≥10%（50mm标距）

　　硬度：HB 120-140

　　2. 物理特性

　　密度：2.78g/cm³

　　热导率：134W/(m·K)

　　电导率：34%IACS

　　热膨胀系数：23.6×10⁻⁶/℃（20-100℃）

　　3. 特殊性能

　　优异焊接性：无裂纹倾向，焊后强度保持率≥85%

　　耐蚀性能：优于常规7xxx系合金

　　加工性能：热加工性能良好，冷加工需中间退火

　　三、典型应用领域

　　1. 交通运输

　　轨道车辆焊接结构件（地铁/高铁车体）

　　重型卡车底盘框架

　　特种车辆防滚架

　　2. 装备

　　轻型装甲车辆焊接组件

　　导弹发射架结构件

　　军用桥梁模块化部件

　　3. 工程机械

　　起重机臂架焊接结构

　　矿山机械承载框架

　　港口机械连接部件

　　4. 特种设备

　　高压电力设备支架

　　风力发电机组结构件

　　海洋平台模块化组件

　　四、技术参数对比

　　性能指标WELDURAL 70206082-T67005-T66061-T6

　　抗拉强度(MPa)380310350310

　　焊接系数(%)85708060

　　密度(g/cm³)2.782.702.782.70

　　耐蚀性等级BACA

　　注：耐蚀性等级A>B>C

　　五、加工与处理

　　1. 焊接工艺

　　推荐方法：

　　MIG焊：ER5356焊丝，保护气体Ar+25%He

　　TIG焊：交流TIG用于薄板

　　参数控制：

　　热输入限制：≤2.5kJ/mm

　　层间温度：≤100℃

　　2. 热处理

　　固溶处理：470-490℃×1h，水淬

　　人工时效：

　　T6状态：120℃×24h

　　T73状态：107℃×7h + 163℃×7h（提高耐蚀性）

　　3. 表面处理

　　化学转化处理（铬酸盐/无铬）

　　阳极氧化（硬质氧化可达HV400）

　　喷涂防腐体系

　　六、供应规格

　　板材：厚度0.5-150mm

　　型材：挤压复杂截面

　　锻件：自由锻/模锻件

　　焊丝：直径0.8-2.4mm

　　七、使用注意事项

　　焊接接头设计应避免高应力集中

　　焊后建议进行T73过时效处理以提高耐蚀性

　　避免在pH

　　冷变形量>10%时应进行中间退火

　　不建议用于温度>100℃的长期服役环境

　　WELDURAL铝合金通过jingque控制Zn/Mg比（约3:1）和添加微量Mn、Cr等元素，在保持7xxx系合金高强度特性的同时，显著改善了焊接性能。其焊接接头效率比传统7xxx合金提高15-20%，且焊后无需复杂的热处理即可获得良好性能。在轨道车辆应用中，相比钢制结构可减重35%以上，同时满足EN 15085焊接认证要求。该材料特别适合需要兼顾结构强度与焊接性能的中大型承载结构制造。