В данном справочнике сравниваются пять распространенных кованых алюминиевых сплавов: 1050, 2024, 5052, 6063 и 7075. В таблицах приведены данные о содержании магния, кремния, марганца, меди, хрома, цинка и железа; диапазоне температур плавления, плотности, тепловом расширении, теплопроводности, удельной теплоемкости и удельном электрическом сопротивлении; а также об удлинении, твёрдости, коэффициенте Пуассона, прочности на сдвиг, модуле упругости, пределе прочности при растяжении и пределе текучести. В примечаниях объясняются назначение, термообрабатываемость, коррозионная стойкость, пластичность и значение для аэрокосмической отрасли серий 1000, 2000, 5000, 6000 и 7000. В статье сохранены указанные в источнике условия технологического процесса, единицы измерения, марки материалов и технические соотношения для практического использования.
Алюминиевые сплавы широко используются в космических механизмах благодаря своей низкой плотности и высокой удельной прочности. К их недостаткам относятся низкая жесткость и твердость, высокий коэффициент теплового расширения, а также подверженность адгезионному износу и царапинному износу, поэтому для улучшения трибологических характеристик требуется обработка поверхности. Когда пара деталей из алюминиевого сплава скользит друг по другу в вакууме, она демонстрирует высокий и изменчивый коэффициент трения (μ > 0,5). В приведённых ниже таблицах приведены состав, а также физические и механические свойства распространённых алюминиевых сплавов. Эти сплавы содержат различное количество упрочняющих элементов, таких как Mg, Cu, Si и Zn.
| Алюминиевый сплав | 1050 | 2024 | 5052 | 6063 | 7075 |
|---|---|---|---|---|---|
| Химический состав (% по массе; остаток — Al) | |||||
| Mg | 0.05 | 1.2-1.8 | 2.2-2.8 | 0.45-0.9 | 2.1-2.9 |
| Si | 0.25 | 0.5 | 0.2-0.6 | ||
| Mn | 0.05 | 0.3-0.9 | |||
| Cu | 0.05 | 3.8-4.9 | 0.1 | 1.2-1.6 | |
| Cr | 0.1 | 0.15-0.35 | 0.1 | 0.18-0.28 | |
| Zn | 0.07 | 0.25 | 0.1 | 5.1-6.1 | |
| Fe | 0.4 | 0.5 | 0.35 | ||
| Физические свойства | |||||
| Температура плавления (°C) | 650-660 | 500-640 | 593-649 | 600-652 | 477-638 |
| Плотность (г/см3) | 2.71 | 2.77 | 2.7 | 2.71 | 2.8 |
| Коэффициент теплового расширения (×10)−6/K) | 24 | 24 | 23.5 | 23.4 | 23.6 |
| Теплопроводность [Вт/(м·К)] | 237 | 113 | 135-160 | 180-218 | 121 |
| Удельная теплоемкость [Дж/(кг·К)] | 920 | 920 | 921 | 880 | 962 |
| Электрическое удельное сопротивление (мкОм·см) | 2.67E-08 | 4.6E-08 | 5.1E-08 | 3.3E-08 | 5.7E-08 |
| Механические свойства | |||||
| Удлинение (%) | 40/4 | 22A/18T | 25A/7T | 15A/12T | 17A/11T |
| Твёрдость (HB) | 18-44 | 47A/125T | 45A/100T | 115A/73T | 60 А/150 т |
| Твёрдость (HV) | 8-22 | 30-50 | |||
| Испытание на удар по Шарпи (фут·фунт/дюйм) | |||||
| Коэффициент Пуассона | −0,35 | −0,35 | −0,35 | −0,35 | −0,35 |
| Прочность на сдвиг (МПа) | 30-80 | 124A/537T | 125A/175T | 69A/151T | 151A/331T |
| Модуль упругости (модуль Юнга) (ГПа) | 70.6 | 73 | 65-75 | 67 | 72 |
| Прочность на разрыв (МПа) | 70/175 | 186A/495T | 193A/290T | 90A/290T | 227A/572T |
| Предельная прочность на изгиб (МПа) | |||||
| Предел текучести σ0.2 (МПа) | 28-150 | 76A/395T | 89A/255T | 48A/270T | 103A/503T |
Примечание: «A» обозначает отжиг, а «T» — старение.
Все сплавы, приведенные в таблице, относятся к группе кованых алюминиевых сплавов. Серия 1000 представляет собой коммерчески чистый алюминий, характеризующийся низкой прочностью и хорошей пластичностью. Серия 2000 содержит медь и магний, обладает высокой прочностью и поддается термической обработке, хотя содержание меди снижает коррозионную стойкость. Магний является основным легирующим элементом в серии 5000, которая обладает хорошей коррозионной стойкостью и лучшими механическими свойствами, чем серии 1000, 3000 и 4000. Серия 6000, поддающаяся термообработке, обладает более низкой коррозионной стойкостью, чем серия 5000, но соответствует общим техническим требованиям. Серия 7000 используется в основном для специализированных применений в аэрокосмической отрасли и поддается термообработке; медь снижает коррозионную стойкость и свариваемость, но обеспечивает значительное повышение прочности.
Поделитесь своим чертежом, материалом, заданным допуском или вопросом по применению. Наша команда инженеров поможет рассмотреть маршрут обработки и предложит практичный следующий шаг.
Справочник по материалам
В данной табличной справочной информации представлены данные о химическом составе и механических свойствах кованых алюминиевых сплавов, широко применяемых в аэрокосмической отрасли. Сведения о составе охватывают сплавы серий 1100, ...
Читать статьюСправочник по материалам
Толстые сварные конструкции из высокопрочного алюминия требуют большого притока тепла, однако при этом легко деформируются из-за быстрой теплопроводности и теплового расширения. В данном руководстве объясняется...
Читать статьюСправочник по материалам
Микроструктура алюминиевых сплавов зависит от состава, условий литья или последующей обработки, а также от термической обработки. В данном справочнике описаны характерные фазы в литых сплавах Al-Si, Al-Cu, Al-Mg,...
Читать статьюСправочник по материалам
Аддитивное производство из алюминия позволяет создавать легкие и сложные детали, которые трудно изготовить с помощью только традиционного литья, ковки или механической обработки. В данном руководстве сравниваются...
Читать статью
