3.4365铝合金的动态力学性能研究

　　3.4365铝合金（AlZn5.5MgCu）的用途及特性

　　1. 概述

　　3.4365铝合金（DIN标准）又称AlZn5.5MgCu，属于高强度可热处理铝合金，具有优异的强度、耐腐蚀性和焊接性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑结构等领域。

　　3.4365化学成分：

　　铝(Al) 余量

　　铬(Cr)≤0.04

　　锆(Zr)0.08～0.15

　　锌(Zn)5.7～6.7

　　硅(Si)≤0.12

　　铁(Fe)0.000～0.150

　　锰(Mn)≤0.10

　　镁(Mg)1.9～2.6

　　钛(Ti)≤0.06

　　铜(Cu)2.0～2.6

　　机械性能

　　密度：20℃(68℉)时为 2.83g/cm3(0.102lb/in3)。

　　退火温度 415℃(775℉)

　　固溶温度 475℃(890℉)

　　时效温度 120-175℃(250-350℉)

　　泊松比:0.33。

　　弹性模量：拉伸：71.0GPa(10.3×106psi)，

　　剪切：26.9GPa(3.9×106psi)，

　　压缩72.4GPa(10.5×106psi)

　　疲劳强度：T6，T7451，T73状态：

　　光滑无缺口试件在R·R·Moore型测试中循环5×108次，为159MPa(23ksi)。

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥180

　　屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥110

　　伸长率 δ5 (%)：≥14

　　注 ：棒材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：直径≤150

　　布氏硬度 HB ：95-100

　　质量特征

　　密度：2.90g/cm3。

　　剪切强度：合金(裸)和包铝合金，O状态：152MPa(22ksi);合金(裸)T6，T7451状态：331MPa(48ksi);包铝合金T6，T7451状态：317MPa(46ksi)。

　　硬度：O状态：60HB;T6,T7451状态：150HB;数据取自直径10球及在500kg载荷下30s的测试结果。

　　4. 机械性能（T6热处理状态）

　　性能数值

　　抗拉强度 (Rm)510-540 MPa

　　屈服强度 (Rp0.2)470-500 MPa

　　延伸率 (A50)6-10%

　　硬度 (HBW)~150

　　疲劳极限~150 MPa

　　5. 关键特性

　　高强度：通过Zn-Mg-Cu强化相（如η-MgZn₂、T-Al₂Mg₃Zn₃等），使其具有接近7000系铝合金的强度。

　　良好的耐腐蚀性：在适当热处理后，耐应力腐蚀开裂能力优于7075等高强度铝合金。

　　可焊接性：可采用TIG、MIG焊接，但需注意焊后热处理以恢复强度。

　　可加工性：切削性能良好，但需使用锋利刀具以减少加工硬化。

　　热处理强化：可通过固溶处理（480°C） + 时效（120-160°C）进一步提升强度。

　　6. 主要用途

　　航空航天

　　飞机结构件（如机翼蒙皮、机身框架）

　　航天器承力部件

　　汽车工业

　　高性能汽车底盘、悬挂部件

　　赛车轻量化结构

　　与防务

　　装甲车辆部件

　　导弹壳体

　　运动器材

　　自行车车架、登山装备

　　海洋工程

　　船舶部件（需配合防腐蚀涂层）

　　7. 对比其他铝合金

　　合金典型强度 (MPa)耐蚀性典型应用

　　3.4365 (AlZn5.5MgCu)510-540优航空结构件

　　7075 (AlZn5.5MgCu)500-570中飞机机身

　　2024 (AlCu4Mg1)400-450良飞机蒙皮

　　6061 (AlMg1SiCu)300-350优通用结构

　　8. 注意事项

　　应力腐蚀敏感性：高Zn含量可能导致应力腐蚀，需优化热处理工艺（如T73过时效）。

　　焊接后性能下降：建议焊后重新固溶+时效处理。

　　表面处理：阳极氧化或喷涂可进一步提升耐蚀性。