AlMn1Mg0.5铝合金的显微组织与力学性能相关性研究

　　AlMn1Mg0.5铝合金（EN AW-3103）全面技术解析

　　一、材料基本概况

　　AlMn1Mg0.5是欧洲标准EN 573-3中的铝合号，对应美国AA标准的3103铝合金，属于Al-Mn系的不可热处理强化铝合金。该合金以其优异的成形性和良好的耐蚀性著称，是3xxx系铝合金中的典型代表。

　　AlMn1Mg0.5化学成分：

　　硅 Si ：≤0.40

　　铜 Cu ：≤0.10

　　镁 Mg：4.0～4.9

　　锌 Zn：≤0.25

　　锰 Mn：0.40～1.0

　　钛 Ti ：≤0.15

　　铬 Cr：0.05～0.25

　　铁 Fe： 0.000～ 0.400

　　铝 Al ：余量

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　AlMn1Mg0.5力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥310

　　条件屈服强度 σ0.2 (M其他：

　　单个：0.05 合计：0.15 Pa)：≥260

　　伸长率 δ10 (%)：≥10

　　注 ：型材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：所有厚度

　　AlMn1Mg0.5热处理规范：

　　均匀化退火:加热475～490℃;保温12～14h;炉冷。

　　完全退火:加热350～400℃;随材料有效厚度不同,保温时间30～120min;以30～50℃/h速度随炉冷至300℃下,再空冷。

　　快速退火:加热350～460℃;保温时间30～120min;空冷。

　　淬火和时效:淬火495～505℃,水冷;自然时效室温96h。

　　三、典型力学性能

　　1. 不同状态性能对比

　　状态 抗拉强度(MPa) 屈服强度(MPa) 延伸率(%) 硬度(HB)

　　O(退火) 100-150 40-70 25-35 30-40

　　H12 130-180 70-110 15-25 40-50

　　H14 150-200 90-130 10-20 50-60

　　H16 170-220 110-150 8-15 60-70

　　2. 特殊性能指标

　　疲劳强度：60-80MPa(10⁷循环)

　　弹性模量：69GPa

　　热导率：193W/(m·K)

　　电导率：41% IACS

　　低温性能：-196℃仍保持良好塑性

　　四、核心材料特性

　　突出优势：

　　成形性：适合深冲、拉伸等复杂成型

　　耐蚀性：尤其耐大气腐蚀

　　良好焊接性：可采用多种焊接方法

　　高导热导电：优于多数铝合金

　　价格经济：原材料成本较低

　　性能限制：

　　强度较低（不可热处理强化）

　　长期使用温度不超过150℃

　　表面处理性能一般

　　五、主要应用领域

　　1. 包装容器（约45%）

　　食品包装：饮料罐、易拉罐

　　药品包装：药片泡罩

　　日化包装：化妆品管

　　2. 建筑装饰（约30%）

　　幕墙材料：屋顶、墙面

　　室内装饰：天花板、隔断

　　建筑五金：把手、铰链

　　3. 交通运输（约15%）

　　汽车部件：油箱、散热器

　　轨道车辆：内饰板

　　船舶部件：非承力结构

　　4. 电子电器（约8%）

　　电子外壳：机箱、屏蔽罩

　　散热部件：散热片

　　电器元件：电容器壳

　　5. 其他工业（约2%）

　　厨具制造：锅具、餐具

　　标牌印刷：铭牌、指示牌

　　化工容器：耐腐蚀内衬

　　六、加工工艺要点

　　1. 成形加工

　　深冲加工：极限拉深系数可达0.5

　　弯曲性能：小弯曲半径1T(90°弯曲)

　　旋压成形：适合轴对称零件

　　2. 机加工技术

　　切削性：相对加工性80%(以2017为)

　　推荐刀具：高速钢或硬质合金

　　加工参数：vc=200-300m/min，f=0.2-0.4mm/rev

　　七、热处理与硬化

　　1. 退火工艺

　　完全退火：415℃×2-3h，炉冷

　　去应力退火：260℃×1h，空冷

　　2. 加工硬化

　　H12状态：加工率约10%

　　H14状态：加工率约20%

　　H16状态：加工率约30%

　　八、焊接技术规范

　　1. 推荐焊接方法

　　MIG焊接：ER4043或ER5356焊丝

　　TIG焊接：交流或直流正接

　　电阻焊：适合薄板连接

　　2. 典型焊接参数

　　方法 板厚(mm) 电流(A) 电压(V) 气体流量(L/min)

　　MIG 3 130-170 18-22 15-18

　　TIG 2 100-140 10-14 6-10