2011超硬鋁板

超硬鋁合金指的是具有超高強(qiáng)度的鋁-鋅-鎂-銅系合金，是現(xiàn)有鋁合金中強(qiáng)度的，故又有超高強(qiáng)鋁合金之稱。其典型合號(hào)有中國(guó)的7A04(LC4)合金，美國(guó)的7075合金和前蘇聯(lián)的B95合金。為了進(jìn)一步提高強(qiáng)度，在這些合金的基礎(chǔ)上，中國(guó)發(fā)展了LC6合金，美國(guó)發(fā)展了7178合金，前蘇聯(lián)發(fā)展了B96合金。這類合金可熱處理強(qiáng)化，在人工時(shí)效狀態(tài)下使用。

介紹

變形鋁合金的一類，主要是鋁鋅鎂銅系合金，代號(hào)LC。強(qiáng)度 極限可達(dá)500～700MPa，是目前室溫強(qiáng)度的一 類鋁合金。除了主要合金元素之外，還往往加入少 量鉻、錳、鈦等。鋅和鎂是主要強(qiáng)化元素，銅起補(bǔ) 充強(qiáng)化作用并提高抗應(yīng)力腐蝕性，錳和鉻可提高人 工時(shí)效強(qiáng)化效果。主要強(qiáng)化相是MgZn2和 Al2Mg3Zn3，其次是Al2CuMg。均在淬火、人工 時(shí)效狀態(tài)下使用。由于抗蝕性差，一般在表面包有 含1 %鋅的包鋁層。主要用作受力較大的結(jié)構(gòu)件。 如飛機(jī)大梁、桁條、加強(qiáng)框蒙、起落架等。主要牌 號(hào)有LC4 (含有1.4～2.0%銅，1.8～2.8%鎂， 0.2～0.6%錳，5～7%鋅，0.10～0.25%鉻) 、 LC6 (含有2.2～2.8%銅，2.5～3.2%鎂，0.2～ 0.5%錳，7.6～8.6%鋅，0.1～0.25%鉻) 和LC9 (含有1.2～2.0%銅，2～3%鎂，5.1～6.1%鋅， 0.16～0.30%鉻) 等。

主要添加元素

鋅、鎂和銅是合金的主要添加元素，它們的總含量有的合金可高達(dá)13.5%(LC6和B96合金)，鋅鎂比(Zn/Mg)在2.7左右。合金的主要相組成物是η(MgZn2)、T(Al2Mg3Zn3)和S(Al2CuMg)相(見鋁合金的相);少量添加的錳、鉻、鈦等過(guò)渡族元素在合金中生成的化合物，能改善塑性和抗蝕性，并能抑制再結(jié)晶過(guò)程。鐵和硅是有害雜質(zhì)，不僅能降低強(qiáng)度和耐蝕性，而且能顯著地降低斷裂韌性。

特點(diǎn)

這類合金的特點(diǎn)是固溶強(qiáng)化溫度范圍比較寬(460～475℃)，熱處理強(qiáng)化效果明顯，強(qiáng)度很高(達(dá)600MPa)。合金在熱狀態(tài)和退火狀態(tài)下，塑性加工性能良好。各國(guó)幾種典型超硬鋁合金的牌號(hào)和成分列于表1，相應(yīng)的力學(xué)性能列于表2。

表1 各國(guó)典型超硬鋁合號(hào)和化學(xué)成分

牌 號(hào)國(guó) 別主 要 成 分/%雜質(zhì)/%鋅鎂比ZnMgCuCrMnTiFeSiZn/Mg7A04(LC4)中國(guó)5.0～7.01.8～2.81.4～2.00.1～0.250.2～0.6

0.500.502.61LC6中國(guó)7.6～8.62.5～3.22.2～2.80.1～0.250.2～0.5

0.500.302.827075美國(guó)5.1～6.12.1～2.91.2～2.00.18～0.280.300.200.500.402.247178美國(guó)6.3～7.32.4～3.11.6～2.40.18～0.350.300.200.500.402.47B95前蘇聯(lián)5.0～7.01.8～2.81.4～2.00.1～0.250.2～0.6

0.500.502.61B96前蘇聯(lián)8.0～9.02.3～3.02.0～2.6≤0.050.10

0.400.303.21表2 各國(guó)典型超硬鋁合金的力學(xué)性能

合 金狀 態(tài)力 學(xué) 性 能制 品 類 型σb/MPaσ0.2/MPaδ/%7A04(LC4)T6(CS)6005508型材LC6T6(CS)6806407型材7075T657050011型材7178T66105309型材、棒材B95T16005607擠壓帶板B96Ц1T17407107棒材注：T6(CS)——中國(guó)的淬火、人工時(shí)效狀態(tài)(峰值);T6——美國(guó)的淬火、人工時(shí)效狀態(tài)(峰值);T1——前蘇聯(lián)的淬火、人工時(shí)效狀態(tài)(峰值)。

缺點(diǎn)

這類合金的缺點(diǎn)是抗應(yīng)力腐蝕性能和斷裂韌性較低，耐熱性不好，通常工作在120℃以下。為了改善耐蝕性，可對(duì)板材制品包覆LB1合金，不包鋁的型材和鍛件可進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理。為了提高抗應(yīng)力腐蝕和斷裂韌性，可以進(jìn)行分級(jí)時(shí)效處理，但要損失部分強(qiáng)度。[2]

應(yīng)用

超硬鋁合金廣泛用于飛機(jī)制造業(yè)，適用于制作飛機(jī)的大梁、框架桁條、接頭、蒙皮、起落架和高強(qiáng)度的受壓件。