A2017铝合金4D打印形状记忆效应研究

　　A2017铝合金（AlCu4MgSi）的用途及特性

　　1. 概述

　　A2017铝合金（ISO标准，对应美国AA 2017、日本A2017）属于Al-Cu-Mg-Si系可热处理强化合金，具有中等强度、良好的切削性能和焊接性能，主要应用于机械结构件、航空航天部件及精密零件。

　　A2017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（T4热处理状态）

　　性能数值

　　抗拉强度 (Rm)380-420 MPa

　　屈服强度 (Rp0.2)240-280 MPa

　　延伸率 (A50)10-15%

　　硬度 (HBW)~100

　　疲劳极限~120 MPa

　　5. 关键特性

　　中等强度：通过CuAl₂（θ相）和Mg₂Si强化，强度介于2024和7075之间。

　　优异的切削性：含Cu和Mn元素，加工时切屑易断，适合精密车削、铣削。

　　可焊接性：可通过TIG/MIG焊接，但焊后需局部热处理以恢复性能。

　　耐热性：在150°C以下能保持稳定力学性能。

　　耐蚀性一般：需表面处理（如阳极氧化、涂装）提升抗腐蚀能力。

　　6. 主要用途

　　航空航天

　　飞机铆钉、支架、非承力结构件

　　直升机旋翼部件

　　机械制造

　　齿轮箱壳体、传动轴套

　　液压系统零部件

　　汽车工业

　　发动机支架、活塞（低载荷型号）

　　与船舶

　　舰船甲板配件

　　弹药壳体

　　日常工业

　　模具基座、光学仪器支架

　　7. 对比同类铝合金

　　合金典型强度 (MPa)切削性耐蚀性典型应用

　　A2017 (AlCu4MgSi)380-420★★★★★★★☆机械结构件

　　2024 (AlCu4Mg1)430-470★★★☆★★☆飞机蒙皮

　　6061 (AlMg1SiCu)300-350★★★☆★★★★通用结构

　　7075 (AlZn5.5MgCu)500-570★★☆★★☆航空承力件

　　8. 注意事项

　　热处理工艺：推荐T4（固溶+自然时效）或T6（固溶+人工时效）。

　　应力腐蚀：高Cu含量可能导致晶间腐蚀，避免长期暴露于潮湿环境。

　　焊接限制：焊缝区强度下降约30%，需补强设计。