ALCA5铝合金热处理工艺对硬度的影响

　　ALCA5铝合金全面解析

　　ALCA5是一种Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金（国际牌号7075，国内旧牌号LC9），是航空航天领域常用的高强度铝合金之一，以其zhuoyue的强度重量比著称。

　　ALCA5铝合金化学成分：

　　铝 Al：余量

　　硅 Si：≤0.10

　　铁 Fe：≤0.12

　　铜 Cu：1.2~1.9

　　锰 Mn：≤0.06

　　镁 Mg：1.9~2.6

　　铬 Cr：0.18~0.25

　　锌 Zn：5.2~6.2

　　钛 Ti：≤0.06

　　未指定的其他元素：每种：≤0.05;合计：≤0.15

　　ALCA5力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≤305

　　伸长率 δ10 (%)：≥5

　　密度：2.730g/cm。

　　泊松比：20℃(68F)

　　时为0.33。

　　弹性模量：拉伸：69.3GPa(10.1?106psi)，

　　剪切26GPa(3.75?106psi)，

　　压缩70.7GPa(10.3?106psi)

　　注 ：管材室温力学性能 试样尺寸：壁厚/mm (所有) 状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　试样尺寸：所有

　　核心特性

　　超高强度：

　　T6状态抗拉强度可达500-570MPa

　　比强度（强度/密度）优于多数结构钢

　　屈服强度：430-500MPa

　　良好的热处理响应：

　　显著的时效强化效果

　　可通过回归再时效(RRA)获得更高性能

　　机械加工性能：

　　切削性能良好（切削性评级：B+）

　　但塑性变形能力较差

　　物理特性：

　　密度：2.81g/cm³

　　弹性模量：71GPa

　　热膨胀系数：23.6×10⁻⁶/℃

　　化学成分(典型值)

　　元素ZnMgCuCrSiAl

　　含量%5.1-6.12.1-2.91.2-2.00.18-0.28≤0.4余量

　　主要应用领域

　　航空航天关键部件：

　　飞机大梁、翼肋

　　航天器结构框架

　　直升机主旋翼毂

　　高端体育器材：

　　竞技自行车车架

　　棒球棒

　　登山器材

　　精密机械领域：

　　机床导轨

　　精密测量仪器支架

　　高负荷机械臂

　　特殊工业用途：

　　模具模板

　　高压液压缸

　　装备部件

　　材料状态及机械性能

　　状态抗拉强度(MPa)屈服强度(MPa)延伸率(%)断裂韧性(MPa·m¹/²)

　　O230-260105-14012-1630-35

　　T6500-570430-5007-1124-28

　　T73450-500380-4408-1228-32

　　T76480-530410-4607-1026-30

　　热处理工艺规范

　　固溶处理：

　　温度：465-480℃

　　保温时间：1-2小时（根据厚度）

　　淬火介质：水（20-40℃）或聚二醇溶液

　　时效处理：

　　120℃×24h + 200℃×30min + 120℃×24h

　　双级时效：107℃×7h + 163℃×7h

　　单级时效：120℃×24h

　　T6处理：

　　T73处理：

　　RRA处理（回归再时效）：

　　加工技术指南

　　成形加工：

　　热成形温度：350-430℃

　　冷成形需中间退火

　　极限拉伸比：2.0-2.3

　　切削加工：

　　车削：v=150-250m/min，f=0.1-0.3mm/rev

　　铣削：v=200-400m/min，fz=0.05-0.15mm/tooth

　　推荐刀具：硬质合金或PCD刀具

　　典型参数：

　　焊接工艺：

　　搅拌摩擦焊(FSW)

　　电子束焊(EBW)

　　焊接性较差（焊接性评级：D）

　　推荐方法：

　　焊后必须重新热处理

　　表面处理方案

　　阳极氧化：

　　推荐硬质阳极氧化

　　膜厚可达50-100μm

　　硬度HV800-1000

　　防腐处理：

　　阿洛丁处理（铬酸盐转化）

　　电泳涂装

　　无机锌涂层

　　其他处理：

　　喷丸强化（提高疲劳强度）

　　激光表面处理

　　常见问题及解决方案

　　应力腐蚀开裂(SCC)：

　　采用T73/T76时效状态

　　设计避免应力集中

　　表面施加压应力

　　加工变形控制：

　　采用对称加工策略

　　分阶段去除材料

　　使用残余应力释放工序

　　疲劳性能改善：

　　喷丸处理引入表面压应力

　　采用干涉配合连接

　　避免尖锐过渡

　　与其他铝合金对比

　　特性ALCA5(7075)202460615083

　　强度等级超高高中中低

　　焊接性差较差优良

　　耐蚀性较差较差良好

　　价格指数1.51.21.00.9

　　典型用途航空结构航空蒙皮通用结构船舶化工

　　ALCA5铝合金虽然加工难度较大且耐蚀性一般，但其zhuoyue的强度性能使其在航空航天、国防等高端领域具有的地位。通过合理的热处理工艺和表面防护措施，可以充分发挥其性能优势。