1我有個問題
鋁合金常用于機(jī)械設(shè)計。
比如，6061-T6和7075-T651使用最多的兩種鋁合金。
因為它們有很好的重量強(qiáng)度比，也就是說重量輕，強(qiáng)度好，所以很受歡迎，尤其是對重量敏感的地方，比如高速運(yùn)動平臺、飛機(jī)結(jié)構(gòu)、自行車架等。
然后問題來了，6061-T6和7075－T651，具體有什么區(qū)別？6xxx和7xxx的含義是什么？T6和T651又是什么意思？
說到這里，我不得不談?wù)勪X合金分類及其命名方法。
2.鋁合金分類
(1)鍛造和鑄造鋁合金
眾所周知，鋁合金是一種具有金屬特性的合金，以鋁為基礎(chǔ)元素，添加一種或兩種主要合金元素。
鋁含量為90%-96%，包括銅、鋅、錳、鎂、硅等。
鋁合金可分為鍛造鋁合金和鑄造鋁合金。
鍛造鋁合金，是以錠或方坯形式生產(chǎn)，隨后通過多種工藝，例如軋制，擠壓，變形，拉拔等工藝生產(chǎn)出的，終端用戶可以加工成零件的合金。
鑄鋁合金是鑄錠合金。
鍛造鋁合金和鑄造鋁合金鑄造鋁合金的合金成分大于10%，而鍛造鋁合金的合金成分不超過4%。
由于合金元素含量越高，延展性越低，不利于后期加工。
因此，在實際工程中，鍛造鋁合金常用于6061、7075、5083、1100甚至AL-Li8090-T8771等等，就是鍛造鋁合金。
(2)鋁合金可熱處理和鋁合金不可熱處理
鋁合金可分為可熱處理鋁合金和不可熱處理鋁合金。
熱處理鋁合金是在固溶熱處理和及時性過程中，其主要合金元素（及部分次要合金元素）可提供顯著的固溶和沉淀硬化效果，從而提高合金的強(qiáng)度和硬度。
這里涉及固溶熱處理、及時性等幾個概念。
關(guān)于合金的強(qiáng)化，后續(xù)還會牽扯一些概念，比如冷加工，應(yīng)變硬化等，我就在這里一起把這幾個概念說了吧，省得到處找。
冷加工（Cold Working）：塑性變形發(fā)生在一定的溫度和速率下，實現(xiàn)應(yīng)變硬化。
例如，通過滾壓、拉拔等塑性變形來提高其強(qiáng)度。
其原理是原理是在微觀結(jié)構(gòu)中形成位錯和空位，抑制原子之間的相對運(yùn)動，從而提高合金的強(qiáng)度。
應(yīng)變硬化（Strain Hardening）：金屬結(jié)構(gòu)通過冷加工進(jìn)行改性，從而增加強(qiáng)度和硬度，降低延展性。請參考本文中的圖4，了解應(yīng)變硬化。
固溶熱處理（Solution Treatment）：一種熱處理方法，包括將產(chǎn)品加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?，并在溫度下保持足夠長的時間，使溶質(zhì)進(jìn)入固體溶液，然后迅速冷卻，以保持溶質(zhì)在固體溶液中。
對于鋁合金，固溶熱處理是將合金加熱到高溫440℃-530℃(具體溫度與合金元素有關(guān))，目的是將合金元素溶解在鋁中，使材料變軟。然后通常在水中快速冷卻(淬火)，以保持合金中溶質(zhì)元素的分布。
固溶熱處理、淬火及時處理時效（Ageing）：固溶熱處理后，溶質(zhì)原子在室溫下結(jié)合(沉淀)，稱為自然時效。如果溶質(zhì)原子在低溫熔爐中結(jié)合得更快，則稱為人工及時性。因此，及時性實際上提供了更精細(xì)的原子沉淀，因此可以提高強(qiáng)度。
對于鋁合金，及時性是指從過飽固體溶液中沉淀部分合金元素或化合物，以產(chǎn)生所需的機(jī)械性能。
固溶熱處理和淬火后，材料較軟，此時非常適合拉伸加固材料。
如果淬火后放置在空氣中，材料會變得越來越硬，但變化非常緩慢，有些合金甚至在幾年后變得最硬。
淬火后立即進(jìn)行人工時效，即將材料加熱至100-200°C，保溫一段時間后，由于硬化化合物的沉淀，材料會變硬，強(qiáng)度會大大提高。
不同時間溫度對6160鋁合金強(qiáng)度和硬度的影響：從圖中可以看出，較高的溫度可以使合金更快地達(dá)到其最高強(qiáng)度。但溫度越高，最終的強(qiáng)度就越低。在及時性過程中，把握溫度和時間是非常重要的。高溫和過長的會形成較大的沉淀元素，大大降低沉淀硬化效果。
相反，過低的時效溫度會消耗過多的沉淀時間，產(chǎn)生良好的強(qiáng)化效果。時間長意味著效率低，成本高。
退火（Annealing）：加熱并緩慢冷卻，消除內(nèi)應(yīng)力，提高韌性。
回火（Temper）：淬火后再加熱，回火英語Temper，Temper有發(fā)脾氣的意思，平時不生氣，發(fā)脾氣的時候會生氣，可以理解為發(fā)脾氣的時候，火會回來，所以Temper回火(只是為了方便記憶)。
好了，解釋了一堆概念，在我們可以繼續(xù)說了。
鋁合金不能熱處理。在固溶熱處理和及時性過程中，其主要合金元素不能提供明顯的固溶和沉淀硬化，只能通過冷軋或拉絲等冷加工方法提高其強(qiáng)度。
比如1、3、5種鍛造鋁合金，不能熱處理鋁合金，2、6、7種可以熱處理。
鋁合金鍛造可熱處理和不可熱處理鑄造鋁合金，1、4、5類不能熱處理，2、3、7、8類可熱處理。
鋁合金不能熱處理，只能加工硬化（Work Hardening），如滾壓、拉拔等，以提高其強(qiáng)度。
由于冷加工在結(jié)構(gòu)中形成位錯和空位，抑制原子之間的相對運(yùn)動，因此提高了合金的強(qiáng)度。
鋁合金可熱處理，也可加工硬化，以提高其強(qiáng)度。
換句話說，能否熱處理，決定了鋁合金的強(qiáng)化方法。
不同類型鋁合金的強(qiáng)化方法和強(qiáng)度范圍3.鋁合金的表的方法
鋁合金由四位數(shù)字和一些符號表示，例如5083-H112，7075-T73等。
鍛造鋁合金和鑄造鋁合金在表達(dá)方法上也有明顯的區(qū)別。
鑄造鋁合金前四位數(shù)中有小數(shù)點，而鍛造鋁合金中沒有小數(shù)點。
例如，1xxx，3xxx，5xxx，7xxx等等表示鍛造鋁合金，1xx.x，3xx.x，5xx.x，7xx.x表示鑄造鋁合金。
因為鍛造鋁合金主要是在實際工程中，接下來我主要集中在鍛造鋁合金上。
鋁合金的類型由第一位數(shù)表示1-9不同的數(shù)字表示不同的合金成分。
第二個數(shù)字表示合金成分的改造，0表示原始成分，1表示第一次改造，2表示第二次改造，依次類比，表示不同合金元素含量的差異。例如，7075表示鋁鋅原合金， 7175和7475表示鋁鋅改造合金，7175和7475表示7075。
第三和第四位數(shù)字表示合金系列中的特定合金。這些數(shù)字的值沒有特殊意義。
如果用圖表示鍛造鋁合金，則為下圖。
鍛造鋁合金的表達(dá)方式(:羅羅日記，歡迎關(guān)注交流，一起學(xué)習(xí))1xxx系列
1鋁合金不是真正的鋁合金，因為它的鋁含量是99%，屬于商業(yè)純鋁。
在機(jī)械方面，這種合金具有良好的延展性，如1100常用于鈑金、常用藥品和食品鋁箔包裝，也使用1種合金。
另外，1類合金有很好的抗腐蝕性，加工性，并且可以通過加工硬化來提高其強(qiáng)度。
這種合金因其優(yōu)異的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性而廣泛應(yīng)用于電力輸送領(lǐng)域。
2xxx系列
2銅是類合金的主要合金元素，還含有少量鎂。
由于銅可以在高溫下溶解在鋁中，這種合金對固溶強(qiáng)化有反應(yīng)，稱為熱處理鋁合金。
經(jīng)過熱處理它具有良好的強(qiáng)度，可與低碳鋼媲美。
當(dāng)然，它更容易腐蝕，因為它含有銅。
2024典型的2類鋁合金，應(yīng)用最廣泛。
3xxx系列
3錳是類鋁合金的主要合金元素。
這種合金強(qiáng)度中等，加工性能優(yōu)異。
例如，3003鋁合金由于其良好的加工性，常用于散熱裝置。
再比如3004鋁合金，延展性好，加工性好，常用于制造罐頭。
4xxx系列
4硅是鋁合金的主要合金元素。
添加硅可以降低熔點，但不影響延展性。因此，這種合金通常用作焊絲連接其他鋁。
此外，由于4系列合金的氧化層在美學(xué)上令人愉悅，因此通常用于建筑中。最具代表性的是4047，具有良好的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和耐腐蝕性。
這種合金通常不能熱處理，但有些可以根據(jù)硅的含量和其他合金元素的成分進(jìn)行一定程度的熱處理。
5xxx系列
5xxx鎂是系列合金的主要元素，在特定合金中含有少量錳。
該合金可應(yīng)變硬化，易焊接，耐腐蝕性好，可用于船體、舷梯等海洋設(shè)備等海洋環(huán)境。
例如，5052合金具有良好的耐海水腐蝕性和優(yōu)異的可加工性常用于海洋船舶，5083可用于坦克戰(zhàn)斗機(jī)，5005可用于建筑結(jié)構(gòu)。
6xxx系列
6鎂和硅是系列鋁合金的主要合金元素，在固溶熱處理中合成Mg2Si。
這種合金可以通過熱處理合金可以提高強(qiáng)度2xxx和7xxx該系列鋁合金具有較高的強(qiáng)度，但具有良好的強(qiáng)度、加工性、焊接性、成型性和耐腐蝕性。
6系列擠壓合金是機(jī)械和建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的首選。
例如，6061鋁合金是熱處理鋁合金中最靈活的。它還保留了大多數(shù)鋁的優(yōu)良特性，因此它也是我們在設(shè)計中使用最頻繁的鋁合金。該品牌具有廣泛的機(jī)械性能和耐腐蝕性，在退火條件下具有優(yōu)異的可加工性，可采用傳統(tǒng)方法加工，也可焊接。
7xxx類鋁合金
7鋁合金的主要合金元素是鋅，通常有一定量的銅和鎂。
這種合金是所有鍛造合金中最堅固的，其強(qiáng)度甚至可以超過一些鋼。
正因為如此，所以7類合金常用于飛機(jī)工業(yè)中。雖然鋅的添加也會降低其可加工性，但是其出色的強(qiáng)度彌補(bǔ)了這些缺點。
例如，7075鋁合金是高應(yīng)力部件的理想選擇，因為它具有優(yōu)異的重量強(qiáng)度比。成型加工、熱處理等操作可根據(jù)需要進(jìn)行。
8xxx系列鋁合金
8鋁合金使用不常用的元素作為其合金元素，如鋰、錫、鐵等。
這種合金一般用于有特定要求的場合，如高溫性能、低密度、高剛度等。
例如鋁鋰合金8090-T8771，用于高速轉(zhuǎn)動，低轉(zhuǎn)動慣性高剛性大轉(zhuǎn)盤。
8類合金也通常用于直升機(jī)部件和其他航空航天應(yīng)用。
4.鋁合金回火處理
鋁合金組，用四位數(shù)表示，不同數(shù)表示不同的合金成分。
例如，2類合金的主要合金元素是銅，6類鋁合金的主要合金元素是鎂和硅，7類鋁合金的主要元素是鋅。
鋁合金的熱處理用大寫字母和數(shù)字表示。
大寫字母，例如F，O，H， W，T等，表示不同類型的熱處理。
比如6061-T6：這意味著鋁合金屬于第六類鋁合金，即鋁-鎂-硅鋁合金，并進(jìn)行了固溶熱處理和人工時效：T6。
再比如，7075-T651，基本回火為T6，表示固溶熱處理、淬火、人工時效，5表示應(yīng)力釋放，1表示應(yīng)力釋放的拉伸量0.5-2%。
鋁合金回火及強(qiáng)化方法：羅羅日記不同字母的具體含義如下：
F＝As Fabricated，表示通過成型工藝制作的產(chǎn)品。
對應(yīng)變硬化和熱處理沒有特殊要求，只在成型過程中獲得一些回火，對機(jī)械性能沒有限制。
如軋制、擠壓、鍛造、拉拔或鑄造 法
