QC-10铝合金的化学成分与关键力学性能指标详解

　　QC-10圆棒铝合金综合技术报告

　　材料基础信息

　　QC-10是美国铝业公司(Alcoa)研发的一种高强耐蚀铝合金，属于Al-Zn-Mg-Cu系可热处理强化合金，具有优异的综合性能和良好的可加工性。

　　QC-10实测化学成分：

　　铝 Al(小值)：余量

　　硅 Si：0.30~0.6

　　铁 Fe：0.10~0.30

　　铜 Cu：≤0.10

　　锰 Mn：≤0.10

　　镁 Mg：0.35~0.6

　　铬 Cr：≤0.05

　　锌 Zn：≤0.15

　　钛 Ti：≤0.10

　　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%

　　QC-10力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥245

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥140

　　伸长率 δ10 (%)：≥10

　　注 ：型材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：所有厚度

　　状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　质量特征

　　密度：2.75g/cm3。

　　弹性模量：拉伸：70.3GPa(10.2×106psi)，剪切26.4GPa(3.83×106psi)，压缩71.7GPa(10.4×106psi)

　　疲劳强度：H321和H116状态：循环5106次时160MPa(23ksi);R.R.Moore型试验。

　　性能：具有良好的延展性、抗蚀性;

　　应用：电子、电气用弹簧、开关、接插件、引线框架、连接器、端子、振动片等。QC-10用于弹性材料;弹性要求特别高时，选用QC-10;

　　功能：适用于制作弹性元件、零件、耐蚀零件和抗磁零件等材料。

　　规格：厚度：0.08-4.0 ; 宽度：8.0-600

　　关键性能指标

　　机械性能

　　抗拉强度：550-600MPa (T6状态)

　　屈服强度：490-530MPa

　　延伸率：10-12%

　　硬度：HB 160-175

　　弹性模量：71GPa

　　物理特性

　　密度：2.80g/cm³

　　热导率：150W/(m·K)

　　电导率：33%IACS

　　热膨胀系数：23.5×10⁻⁶/K

　　熔点范围：480-630℃

　　化学成分分析

　　合金元素配比(wt%)：

　　Zn：5.5-6.5% (主强化元素)

　　Mg：2.0-2.5% (协同强化)

　　Cu：1.0-1.5% (改善耐蚀性)

　　Zr：0.08-0.15% (晶粒细化)

　　Fe：≤0.15% (杂质控制)

　　Si：≤0.12% (杂质控制)

　　通过优化Zn/Mg比(约2.6:1)和添加适量Cu，实现了强度与耐蚀性的佳平衡。

　　典型应用领域

　　航空航天

　　飞机机身框架

　　机翼辅助结构件

　　直升机传动系统部件

　　交通运输

　　高速列车车体结构

　　商用车底盘部件

　　船舶上层建筑

　　工业设备

　　注塑成型机模板

　　精密测量仪器框架

　　机器人手臂结构

　　热处理工艺规范

　　标准热处理路线：

　　固溶处理：

　　温度：470±5℃

　　保温时间：1h/25mm厚度

　　淬火介质：水淬(20-40℃)

　　时效处理：

　　T6状态：120℃/24h

　　T7状态：165℃/10h(改善耐蚀性)

　　T73状态：双级时效

　　特殊工艺：

　　形变热处理(T8)：冷加工+时效

　　回归再时效(RRA)处理

　　加工制造指南

　　1. 热加工

　　锻造温度：380-430℃

　　热挤压温度：400-450℃

　　终锻温度>350℃

　　2. 冷加工

　　大冷变形量：20%

　　中间退火：345℃/2h

　　3. 机械加工

　　推荐刀具：

　　粗加工：TiCN涂层硬质合金

　　精加工：PCD刀具

　　切削参数：

　　切削速度：150-220m/min

　　进给量：0.08-0.2mm/rev

　　连接技术方案

　　焊接工艺

　　推荐方法：搅拌摩擦焊(FSW)

　　可选方法：

　　MIG焊接(使用ER4043焊丝)

　　激光焊接(薄板)

　　机械连接

　　紧固件选择：7075-T73或钛合金

　　连接工艺：

　　干涉配合连接

　　密封铆接

　　防腐保护措施

　　1. 表面处理

　　硫酸阳极氧化(膜厚15-25μm)

　　铬酸盐转化处理

　　微弧氧化(膜厚30-50μm)

　　2. 涂层系统

　　底漆：环氧底漆

　　面漆：聚氨酯面漆

　　总厚度：120-150μm

　　体系

　　1. 认证标准

　　符合AMS 4050标准

　　满足ASTM B247要求

　　通过NADCAP认证

　　2. 检测项目

　　超声波探伤

　　电导率测试

　　硬度测试

　　金相分析

　　材料优势总结

　　QC-10铝合金通过优化的成分设计和热处理工艺，实现了以下突出优势：

　　较常规7075铝合金强度提高10-15%

　　显著改善的耐应力腐蚀性能

　　良好的焊接性能和机加工性

　　优异的性价比和可用性

　　这些特性使其成为航空航天和交通运输等领域结构件的优选材料。