AlZnMgCu1.5铝合金疲劳性能与断裂机理研究

　　AlZnMgCu1.5圆棒铝合金详解

　　1. 基本介绍

　　AlZnMgCu1.5圆棒铝合金是一种高强度变形铝合金，属于7000系列铝合金中的一种。这种合金因其优异的机械性能和良好的加工性能，在航空航天、交通运输等领域有广泛的应用。

　　AlZnMgCu1.5实测化学成分：

　　硅 Si :0.7~1.3 ;

　　铁 Fe:0.5 ;

　　铜 Cu:0.10;

　　锰 Mn: 0.4~1.0;

　　镁 Mg: 0.6~1.2;

　　铬 Cr:0.25;

　　锌 Zn:0.20;

　　钛 Ti:0.10;

　　铝 AL:余量。

　　注:单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　未指定的其他元素：单个：≤0.05;合计：≤0.15

　　注：①在生产者或供者与买方都同意下，挤压件和锻件(Zr+Ti)限量大可定为0.25%

　　AlZnMgCu1.5铝合金力学性能：

　　抗拉强度 σb(MPa)：≥310

　　条件屈服强度σ0.2 (MPa)：≥270

　　伸长率 δ5(%)：≥6

　　弹性模量：E 69.3～70.7Gpa

　　退火温度为：345℃。

　　热膨胀系数(200-100℃)

　　熔点范围(℃)

　　电导率20℃(68°F)(%ACS)

　　电阻率20℃(68°F)m㎡/m

　　密度(20℃)g/cm3

　　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)≤25

　　状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　3. 主要特性

　　3.1 机械性能

　　高强度：热处理后抗拉强度可达500-580MPa

　　良好的韧性：断裂韧性优于其他高强度铝合金

　　优良的疲劳性能：适合承受循环载荷的应用

　　3.2 物理性能

　　密度：约2.8g/cm³

　　熔点范围：约475-630°C

　　热膨胀系数：23.6×10⁻⁶/°C(20-100°C)

　　导热系数：约155W/(m·K)

　　3.3 加工性能

　　良好的热加工性：适宜在350-450°C进行热轧、热挤压

　　可焊性中等：需采用特殊焊接工艺(如摩擦焊)

　　切削加工性优良：热处理后易于切削

　　4. 热处理工艺

　　4.1 固溶处理

　　通常在470-490°C进行，保温时间根据截面厚度而定(约1小时/25mm)，随后快速冷却(水淬)。

　　4.2 时效处理

　　T6状态：120°C时效24小时

　　T73状态：分两阶段时效(105°C+165°C)，提高抗应力腐蚀性能

　　T76状态：介于T6和T73之间

　　5. 主要应用领域

　　5.1 航空航天

　　飞机机身结构件

　　机翼蒙皮和桁条

　　起落架部件

　　航天器结构件

　　5.2 交通运输

　　高速列车车体结构

　　汽车防撞梁

　　卡车底盘部件

　　摩托车车架

　　5.3 装备

　　装甲车辆部件

　　导弹壳体

　　军用无人机结构

　　5.4 工业应用

　　大型模具

　　机械手臂部件

　　高压容器

　　体育器材(如自行车架)

　　6. 与其他铝合金的比较

　　特性AlZnMgCu1.52024(AlCu4Mg1)6061(AlMg1SiCu)7075(AlZn5.5MgCu)

　　抗拉强度(MPa)500-580400-450300-350500-570

　　屈服强度(MPa)450-520300-350250-300450-510

　　延伸率(%)10-1510-2012-1710-12

　　耐蚀性中(需保护)低高中(需保护)

　　焊接性差差好差

　　切削性优良良好良好优良

　　成本较高中等较低高