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2系铝锻件

 2A14 铝锻件
 
2A14 为Al-Cu-Mg-Si系高强度锻铝型合金,可热强化处理。从化学成分和性能来看,可属于硬铝合金,又可属于锻铝合金。它与2A50锻铝合金不同之处,在于该合金的铜含量比2A50合金增加了一倍多,在固溶处理加人工时效后的强度高于2A50,但是耐腐蚀性一般,且比2A50差,在人工时效状态下有晶间腐蚀和应力腐蚀倾向。合金的塑性中等,在热状态下的塑性不入2A50好,有挤压效应,指示纵向与横向性能有所差别。其焊接性尚好,适于电阻点焊和缝焊。其切削加工性较好。
 
2A14铝合金用于制造承受高载荷的自由锻件与模锻件,还用于大型框架、桥梁、大型外壳、货车构件等。但由于热压加工较困难,限制了该合金的使用范围。
 
2A14模锻件、自由锻件的力学性能
  试样状态 方向 抗拉强度Rm/MPa 规定塑性延伸强度 Rp0.2/MPa 伸长率A
(%)
自由锻件 T4 纵向 380 245 10
T6 纵向 410 8
模锻件 T4 纵向 380 245 11
T6 纵向 430 315 10
 
2A14模锻件、自由锻件的室温拉伸性能
  试样状态 规格尺寸/mm 抗拉强度Rm/MPa 规定塑性延伸强度 Rp0.2/MPa 伸长率A
(%)
模锻件 T6 ≤50 450 385 6
>50--76 450 380 6
>76--100 435 380 6
自由锻件  
T6
L 50--76 440 385 8
L-T 440 380 3
S-T 425 380 2
室温硬度:2A14合金O状态的布氏硬度为45HBW, T6状态的布什硬度为135HBW
 
2A14铝合金锻件稳定化处理的室温拉伸性能
状态 稳定化处理 抗拉强度Rm/MPa 规定塑性延伸强度 Rp0.2/MPa 伸长率A
(%)
温度/℃ 保温时间/h
T6 130 10 510 431 7
100 520 422 8
1000 520 431 8
T6 150 10 500 451 8
100 495 456 7
1000 490 441 8
 
品种 合金 投影面积(m2)或重量(kg) 状态 执行标准
自由锻件 5系 ≤3000kg O、F GBn223
    ASTMB247
2、6、7系 ≤3000kg T6、T4、O、F
模锻件 5系 ≤2.5m2 O、F
2、6、7系 ≤2.5m2 T6、T4、O、F
 
 
 2A16 2219 铝锻件
  
2A16合金是一种可热处理的Al-Cu-Mn系耐热性铝合金,而且是一种深冷合金,可在很冷的温度下应用。在250~350℃有高的持久强度,可在此温度范围内长期使用,其室温强度比2A12合金低,合金的可焊性能良好,可进行电焊、滚焊与氩弧焊,摩擦搅拌焊性能优良。合金固溶处理后的自然失效速度慢,孕育期长,在人工时效下应用,是航天器用的最多的变形铝合金之一。
 
2A16合金的化学成分与美国的2219合金很像,2219合金在火箭与航天器的应用主要用于制造燃料箱、助燃剂箱。由于自动焊接技术,特别是摩擦搅拌焊接的开发与成熟,改用2219合金。从应力腐蚀开裂性能来看,2219合金比2014合金优越,后者短横向的应力腐蚀开裂应力为53.9N/mm2. 2219合金是制造火箭燃料箱的良好材料,它不但是一种耐热合金,而且它的低温性能也随着温度的降低而升高。
 
2A16合金具有高的耐热性以及良好的焊接性能。可用作制造在250-350℃工作的零件,如圆盘、发动机叶片等。
 
2A16合金有较高的热塑性可顺利地轧制板材,挤压型材、锻造形状复杂的自由锻件以及模锻件。
 
 
2A16 铝合金化学成分
合金 Si Fe Cu Mn Mg Cr Ni Zn Ti Zr 其他 Al
单个 合计
2A16 0.30 0.30 6.0~7.0 0.4~0.8 0.05 0.10 0.10~0.20 0.20 0.05 0.15 余量
2219 0.20 0.30 5.8~6.8 0.20~0.40 0.02 0.10 0.02~0.10 0.10~0.25 0.05 0.15 余量
 
 
牌号 合金系列 主要特点
2A16 Al-Cu-Mn  
 
 
合金 品种 状态 纵向 横向 HBS 技术标准
σb/MPa σp 0.2/MPa δ/% σb/MPa σp 0.2/MPa δ/%
2A16 模锻件 T6 375 255 8 375 255 8 100 GJB 2351
锻件 355 235 8 355 235 8 100
模锻件 T6 375 255 8 375 255 8 100 HB 5204
锻件 355 235 8 355 235 8 100
 
合金牌号 状态 应用机型 应用部位以及典型零部件
2A16 板材: O、T4、T6、T62
厚板:  O、T4、T6、T62
棒材、型材: T6、T62
锻件: T6
MIG, B737-300,A320,Y8,ARJ21,JH7,J10 火箭燃料箱,发动机叶片,气密座舱,机头罩,机翼整体邮箱,机身内部结构件等。
 
品种 合金 投影面积(m2)或重量(kg) 状态 执行标准
自由锻件 5系 ≤3000kg O、F GBn223
    ASTMB247
2、6、7系 ≤3000kg T6、T4、O、F
模锻件 5系 ≤2.5m2 O、F
2、6、7系 ≤2.5m2 T6、T4、O、F
 
 2A50铝锻件

2A50为Al-Cu-Mg-Si系高强度锻铝型合金,可热处理强化。在热态时具有高的塑性,易锻件、冲压。经固溶处理加人工时效后具有较高的强度,工艺塑性良好,但有挤压效应,估纵向和横向性能有所差别。合金的耐腐蚀性能较好,但是有晶间腐蚀倾向。其电阻点焊和缝焊的焊接性良好,而电弧焊与气焊性能不佳。其切削加工性能较好。
 
2A50铝合金由于铸造性能好,适于生产大截面铸锭,作为热锻大型零件的毛坯,如飞机的隔框、支架和摇臂等;通常也用于制造形状复杂、中等强度的中小锻件和模锻件。
 
2A50模锻件、自由锻件技术标准规定的力学性能
  试样状态 方向 抗拉强度Rm/MPa 规定塑性延伸强度 Rp0.2/MPa 伸长率A
(%)
自由锻件 T6 纵向 365 9.0
T6 长横向 345 6.0
模锻件 T6 纵向 380 275 11.0
T6 长横向 365 245 7.0
 
 
2A50铝合金锻件稳定化处理的室温拉伸性能
状态 稳定化处理 抗拉强度Rm/MPa 伸长率A
(%)
温度/℃ 保温时间/h
T6 20 392 12
200 0.5 275 15
100 221 18
T6 250 0.5 177 16
100 98 35
   300 0.5 103 23
100 64 45
 
 
2A50铝合金固溶淬火和时效强化的时间间隔应小于6h; 过烧温度为545℃;锻造温度为470--370℃.
 
品种 合金 投影面积(m2)或重量(kg) 状态 执行标准
自由锻件 5系 ≤3000kg O、F GBn223
    ASTMB247
2、6、7系 ≤3000kg T6、T4、O、F
模锻件 5系 ≤2.5m2 O、F
2、6、7系 ≤2.5m2 T6、T4、O、F
 
 
2A70铝锻件

2A70为Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热短铝型合金,可热处理强化。该合金具有高的耐热性、使用温度为200-250℃。热态时的塑性高,而且无积压效应。合金的耐蚀性尚可,但有盈利腐蚀倾向。其焊接性中等,适于电阻点焊和缝焊,而电弧焊与气焊性能较差。其切削加工性尚好。
 
2A70铝合金用于制造内燃机活塞,以及在200--250℃温度下工作的复杂锻件,如压气机叶轮、鼓风机叶轮等;板材可用于上述温度的结构件,其用途比另一种耐热锻铝2A80更为广泛。
 
2A70铝合金锻件技术标准规定的力学性能
  试样状态 方向 抗拉强度Rm/MPa 规定塑性延伸强度 Rp0.2/MPa 伸长率A
(%)
自由锻件 T6 纵向 375 5.0
T6 长横向 375 5.0
模锻件 T6 纵向 380 275 5.0
T6 长横向 380 275 5.0
 
2A70铝合金锻件稳定化处理的室温拉伸性能
状态 稳定化处理 抗拉强度Rm/MPa 延伸强度RP0.2/MPa 伸长率A
(%)
温度/℃ 保温时间/h
模锻件和自由锻件 125 100 431 333 10
  1000 431 333 8
10000 431 333 8
150 100 431 333 9
  1000 431 333 9
10000 431 333 9
175 100 421 353 8
  1000       402 353 8
10000 397 353 7
 
2A70铝合金容易产生过烧,过烧温度为545℃,因此锻造加热和固溶热处理时,要严格控制其加热温度。该合金在T6状态下,其布氏硬度值为130--139HBW, 小型锻件为139HBW,中性锻件为130HBW.
 
2A70铝合金的锻造性能好,可以采用锤锻成形,也可以采用水压机锻造成形。该合金的锻造温度范围为450--350℃.
 
品种 合金 投影面积(m2)或重量(kg) 状态 执行标准
自由锻件 5系 ≤3000kg O、F GBn223
    ASTMB247
2、6、7系 ≤3000kg T6、T4、O、F
模锻件 5系 ≤2.5m2 O、F
2、6、7系 ≤2.5m2 T6、T4、O、F
 
 
 2B50铝锻件


2B50为Al-Cu-Mg-Si系高强度锻铝型合金,可热处理强化。该合金的化学成分除了铬和钛元素稍有不同外,其余元素含量与2A59铝合金相同,各项性能与2A50基本相当,可以互相通用,但是该合金在热态时的塑性比2A50好。
 
2B50用于制作形状复杂和中等强度的自由锻件与模锻件,如压气机叶轮、风扇叶轮等。
 
2B50模锻件、自由锻件技术标准规定的力学性能
  试样状态 方向 抗拉强度Rm/MPa 规定塑性延伸强度 Rp0.2/MPa 伸长率A
(%)
自由锻件 T6 纵向 365 9.0
T6 长横向 345 6.0
模锻件 T6 纵向 380 275 11.0
T6 长横向 365 245 7.0
 
2B50铝合金轮毂的室温拉伸性能
状态 稳定化处理 抗拉强度Rm/MPa 伸长率A
(%)
温度/℃ 保温时间/h
T6 纵向 380-470 280--390 17.1
长横向 380-465 275--380 15.3
短横向 385-450 280--370 13.7
 
2B50铝合金T6状态锻件的扭转性能和剪切性能
  试样状态 抗拉强度Rm/MPa 规定塑性延伸强度 Rp0.2/MPa 伸长率A
(%)
2B50锻件
 
T6 335 195 255
 
2B50铝合金易于过烧,形成过烧的温度是545℃.在固溶淬火时,操作过程必须严格控制工艺温度。此外,转移时间不能超过15s, 以免影响合金的力学性能和耐腐蚀性。该合金在热状态下的工艺塑性好,比2A50铝合金的热塑性高。其锻造加温温度范围为420--470℃.
 
品种 合金 投影面积(m2)或重量(kg) 状态 执行标准
自由锻件 5系 ≤3000kg O、F GBn223
    ASTMB247
2、6、7系 ≤3000kg T6、T4、O、F
模锻件 5系 ≤2.5m2 O、F
2、6、7系 ≤2.5m2 T6、T4、O、F
 
 
2014铝锻件

2014为Al-Cu-Mg-Si系高强度锻铝型合金,可热处理强化。该合金的化学成分与2A14铝合金相近,具有高强度和良好的热加工性能,易于锻造。各项性能与2A14基本相当。由于合金的铜含量较高,使得其耐腐蚀性较差,有晶间腐蚀和应力腐蚀倾向。其焊接性尚好,切削性能较好。
 
2014用于制造要求高强度、高硬度并承受高载荷的轮圈,如轮圈、货车框架与悬挂组合件、火箭助推器的燃料箱与结构件等;还可以生产2014包覆铝材,以提高其耐腐蚀性。
 
2014铝合金不同温度的高温拉伸性能
状态 温度/℃ 抗拉强度Rm/MPa 规定塑性延伸强度 Rp0.2/MPa 伸长率A
(%)
T6 100 439 393 15
150 276 241 20
204 110 90 38
T6 260 66 52 52
315 45 34 65
370 30 24 72
 
2014铝合金在热处理时,对于形体结构复杂的薄壁零件(壁厚≤30cm),冷却液的适宜温度为60--80℃,这种工艺参数可以避免零件在淬火时变形或者翘曲。
 
该合金在热状态下的塑性较好,可以制造复杂形状的短剑和模锻件。冷状态下的成形性较差,通常锻造温度范围为440--320℃.
 
品种 合金 投影面积(m2)或重量(kg) 状态 执行标准
自由锻件 5系 ≤3000kg O、F GBn223
    ASTMB247
2、6、7系 ≤3000kg T6、T4、O、F
模锻件 5系 ≤2.5m2 O、F
2、6、7系 ≤2.5m2 T6、T4、O、F
 
 
2214铝合金锻件

2214为Al-Cu-Mg-Si系高强度锻铝型优质合金,可热处理强化。该合金的化学成分除了铁含量外,与2014铝合金相同。由于铁杂质含量比2014低,塑性得到改善。合金具有高强度和良好的热加工性能,各项性能与2014基本相当。由于合金的铜含量较高,使得其耐腐蚀性较差,有晶间腐蚀和应力腐蚀倾向。其焊接性和切削加工性较好。
 
2214铝合金用于制造形状复杂的自由锻件与模锻件。由于有晶间腐蚀和应力腐蚀倾向,不宜制造薄截面的零件。
 
2214铝合金模锻件、自由锻件的铝合金技术标准规定的力学性能
试样状态 规格尺寸/mm 方向 抗拉强度Rm/MPa 规定塑性延伸强度 Rp0.2/MPa 伸长率A
(%)
T6 ≤100 纵向 460 390 8
长横向 460 390 5
短横向 420 390 4
 
 
2214铝合金模锻件、自由锻件的室温力学性能
品种 试样状态 规格尺寸/mm 方向 抗拉强度Rm/MPa 规定塑性延伸强度 Rp0.2/MPa 伸长率A
(%)
模锻件 T6 ≤50 纵向 450 385 6
>50--76 长横向 450 380 6
>76--100 短横向 435 380 6
自由锻件 T6 50--76 纵向 440 385 8
长横向 440 380 3
短横向 425 380 2
 
 
2214铝合金在热状态下的塑性较好,可以制造形体结构复杂的锻件和模锻件,但是工艺塑性不如2A50合金好。
 
在压力机上允许的变形率为≤80%,毛坯锻造允许的变形率为≤60%,铸锭压力加工允许变形率为≤50%。
 
品种 合金 投影面积(m2)或重量(kg) 状态 执行标准
自由锻件 5系 ≤3000kg O、F GBn223
    ASTMB247
2、6、7系 ≤3000kg T6、T4、O、F
模锻件 5系 ≤2.5m2 O、F
2、6、7系 ≤2.5m2 T6、T4、O、F
 
 
 2218 2618 2618A铝锻件


2218 适合锻造飞机发动机和柴油发动机活塞,飞机发动机气缸头,喷气发动机叶轮和压缩机环。
 
2618是一类可热处理强化的耐热变形铝合金,工作温度可达250℃,用于制造150℃以下长期工作的超声速飞机的受力结构件,如机身和机翼蒙皮构架、尾翼;工作温度不高于150℃区域的低声速飞机的零件和部件;用于温度不高于250℃的喷气发动机零件。
 
2618A为Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻铝型优质合金,可热处理强化。该合金的化学成分与2A70合金相似,各项性能也与2A70基本相当。具有较高的耐热性、冷热加工性能较好。合金的耐腐蚀性经过固溶处理加人工时效后有明显提高,但是有晶间腐蚀倾向。其焊接性中等,其切削加工性较好。
 
2618A铝合金用于制造内燃机活塞,以及在200-250℃温度下工作的形状复杂锻件,如压气机叶轮、鼓风机叶轮、轮胎模、飞机发动机的高温工作零件等。
 
2618A合金在T61状态下,模锻件的布氏硬度为115HBW。
 
                                                            2618A 铝合金化学成分
合金 Si Fe Cu Mn Mg Cr Ni Zn Ti Zr         其他 Al
单个 合计
2218 0.9 1.0 3.5~4.5 0.2 0.2~1.8 0.1 1.7~2.3 0.25 ~ ~ 0.05 0.15 余量
2618A 0.15~0.25            0.9~1.4 1.8~2.7 0.25 1.2~1.8 ~ 0.8~1.4 0.15 0.20 ~ 0.05 0.15 余量
2618 0.10~0.25 0.9~1.4 1.8~2.7 0.25 1.2~1.8 ~ 0.8~1.4 0.15 0.2 ~ 0.05 0.15 余量
 
 
 
 
2618A铝合金锻件T61状态不同制品的室温拉伸性能
品种 规格尺寸/mm 方向 抗拉强度Rm/MPa 规定塑性延伸强度 Rp0.2/MPa 伸长率A
(%)
模锻件 厚≤100   400 310 4
  380 290 4
平锻件 ≤50 纵向 400 325 7
长横向 380 290 5
短横向 360 290 4
51-76 纵向 400 315 7
长横向 380 290 5
短横向 360 290 4
77--100 纵向 385 310 7
长横向 365 275 5
短横向 350 270 4
轧制圆环 厚≤63 切向 380 285 6
轴向 380 285 5
 
2618A铝合金在进行固溶热处理时,要严格控制固溶加热温度,当温度达到上限时,易使铝合金晶粒长大,而且接近于铝合金发生过烧的危险温度。
 
冷却介质的温度对该合金的力学性能和硬度均有影响,淬火时水温不得高于40℃.
 
2618A铝合金再热状态下具有良好的工艺塑性,可采用锤锻和液压机制造各种自由锻件和模锻件。锻造温度为450--350℃.
 
 
 
品种 合金 投影面积(m2)或重量(kg) 状态 执行标准
自由锻件 5系 ≤3000kg O、F GBn223
    ASTMB247
2、6、7系 ≤3000kg T6、T4、O、F
模锻件 5系 ≤2.5m2 O、F
2、6、7系 ≤2.5m2 T6、T4、O、F

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