铝合金的基础知识

铝合金的基础知识变形铝合金的状态代号资料来源中国模具教育网．范围本标准规定了变形铝合金的状态代号。本标准适用于铝及铝加工产品。2．基本原则2．1基础状态代号用一个英文大写字母表示。2．2细分状态代号采用基础状态代号后跟一位或多位阿拉伯数字表示。2．3基本状态代号基本状态分为5种，如表达式所示代号名称说明与应用F自由加工状态适用于在成型过程中，对于加工硬化和热处理条件特殊要求的产品，该状态产品的力学性能不作规定O退火状态适用于经完全退火获得最低强度的加工产品H加工硬化状态适用于通过加工硬化提高强度的产品，产品在加工硬化后可经过（也可不经过）使强度有所降低的附加热处理。H代号后面跟有两位或三位阿拉伯数字。W固熔热处理状态一种不稳定状态，仅适用于经固溶热处理后，室温下自然时效的合金，该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段T热处理状态(不同于F、O、H状态)适用于热处理后，经过（或不经过）加工硬化达到稳定的产品。T代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字。3．细分状态代号．1H的细分状态在字母H后面添加两位阿拉伯数字（称作HXX状态），或三位阿拉伯数字（称作HXXX状态）表示H的细分状态。．1．1HXX状态．1．1．1H后面的第1位数字表示获得该状态的基本处理程序，如下所示：H1—单纯加工硬化处理状态。适用于未经附加热处理，只经加工硬化即获得所需强度的状态。H2—加工硬化及不完全退火的状态。适用于加工硬化程度超过成品规定要求后，经不完全退火，使强度降低到规定指标的产品。对于室温下自然时效软化的合金，H2与对应的H3具有相同的最小极限抗拉强度值；对于其它合金，H2与对应的H1具有相同的最小极限抗拉强度值，但延伸率比H1稍高。H3—加工硬化及稳定化处理的状态。适用于加工硬化后经热处理或由于加工过程中受热作用致使其力学性能达到稳定的产品。H3状态仅适用于在室温下逐渐时效软化（除非经稳定化处理）的合金。H4—加工硬化及涂漆处理的状态。适用于加工硬化后，经涂漆处理导致了不完全退火的产品。3．1．1．2H后面的第2位数字表示产品的加工硬化程度。数字8表示硬状态。通常采用O状态的最小抗拉强度与表2规定的强度差值之和，来规定HX8的最小抗拉强度值。对于O（退火）和HX8状态之间的状态，应在HX代号后分别添加从1到7的数字来表示，在HX后添加数字9表示比HX8加工硬化程度更大的超硬状态，各种HXX细分状态代号及对应的加工硬化程度如表3所示：表2HX8状态与O状态的最小抗拉强度差值O状态的最小抗拉强度/MpaHX8状态与O状态的最小抗拉强度差值/Mpa≤4045～6065～8085～100105～120125～160165～200205～240245～280285～320≥325556575859095100105110115120表3HXY细分状态代号与加工硬化程度细分状态代号加工硬化程度HX1抗拉强度极限为O与HX2状态的中间值HX2抗拉强度极限为O与HX4状态的中间值HX3抗拉强度极限为HX2与HX4状态的中间值HX4抗拉强度极限为O与HX8状态的中间值HX5抗拉强度极限为HX4与HX6状态的中间值HX6抗拉强度极限为HX4与HX8状态的中间值HX7抗拉强度极限为HX6与HX8状态的中间值HX8硬状态HX9超硬状态最小抗拉强度极限值超HX8状态至少10Mpa注：当按上表确定的HX1~HX9状态的抗拉强度值，不是以0或5结尾的。应修约至以0或5结尾的相邻较大值。3．1．2HXXX状态HXXX状态代号如下所示：a）H111适用于最终退火后又进行了适量的加工硬化，但加工硬化程度又不及H11状态的产品。b）H112适用于热加工成型的产品。该状态产品的力学性能有规定要求。c）H116适用于镁含量≥4.0%的5XXX系合金制成的产品。这些产品具有规定的力学性能和抗剥落腐蚀性能要求。d）花纹板的状态代号花纹板的状态代号和其对应的、压花前的板材状态代号如表4所示：表4花纹板和其压花前的板材状态代号对照花纹板的状态代号压花前的板材状态代号H114OH124H224H324H11H21H31H134H234H334H12H22H32H144H244H344H13H23H33H154H254H354H14H24H34H164H264H364H15H25H35H174H274H374H16H26H36H184H284H384H17H27H37H194H294H394H18H28H38H195H295H395H19H29H393．2T的细分状态在字母T后面添加一位或多位阿拉伯数字表示T的细分状态。3．2．1TX状态在T后面添加0~10的阿拉伯数字，表示细分状态（称作TX状态）如表5所示。T后面的数字表示对产品的茶杯处理程序。表5TX细分状态代号说明与应用状态代号说明与应用TO固溶热处理后，经自然时效再通过冷加工的状态。适用于经冷加工提高强度的产品T1由高温成型过程冷却，然后自然时效至基本稳定的状态。适用于由高温成型过程冷却后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品。T2由高温成型过程冷却，经冷加工后自然时效至基本稳定的状态。适用于由高温成型过程冷却后，进行冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品T3固溶热处理后进行冷加工，再，经自然时效至基本稳定的状态。适用于在固溶热处理后，进行冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品T4固溶热处理后自然时效至基本稳定的状态。适用于固溶热处理后，不在进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品T5由高温成型过程冷却，然后进行人工时效的状态。适用于由高温成型过程冷却后，不经过冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限），予以人工时效的产品。T6由固溶热处理后进行人工时效的状态。适用于由固溶热处理后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品。T7由固溶热处理后进行人工时效的状态。适用于由固溶热处理后，为获取某些重要特性，在人工时效时，强度在时效曲线上越过了最高峰点的产品，T8固溶热处理后经冷加工，然后进行人工时效的状态。适用于经冷加工、或矫直、矫平以提高产品强度的产。T9固溶热处理后人工时效，然后进行冷加工的状态。适用于经冷加工提高产品强度的产品。T1O由高温成型过程冷却后，进行冷加工，然后进行人工时效的状态。适用于经冷加工、或矫直、矫平以提高产品强度的产品。注：某些6XXX的合金，无论是炉内固溶热处理，还是从高温成型过程急冷以保留可溶性组分在固溶体中，均能达到相同的固溶热处理效果，这些合金的T3、T4、T6、T7、T8和T9状态可采用上述两种处理方法的任一种。3．2．2T状态及TXXX状态（消除应力状态外）在TX状态代号后面再添加一位阿拉伯数字（称作TXX状态），或添加两位阿拉伯数字（称作TXXX状态），表示经过了明显改变产品特性（如力学性能、抗腐蚀性能等）的特定工艺处理的状态，如表6所示。表6TXX及TXXX细分状态代号说明与应用状态代号说明与应用T42适用于自O或F状态固溶热处理后，自然时效达到充分稳定状态的产品，也适用于需方对任何状态的加工产品热处理后，力学性能达到了T42状态的产品T62适用于自O或F状态固溶热处理后，进入人工时效的产品，也适用于需方对任何状态的加工产品热处理后，力学性能达到了T62状态的产品T73适用于固溶热处理后，经过时效以达到规定的力学性能和抗应力腐蚀性能指标的产品T74与T73状态定义相同。该状态的抗拉强度大于T73状态，但小于T76状态T76与T73状态定义相同。该状态的抗拉强度分别高于T73、T74状态，抗应力腐蚀断裂性能分别低于T73、T74状态，但其抗剥落腐蚀性能仍较好T7X2适用于自O或F状态固溶热处理后，进行人工时效处理，力学性能及抗腐蚀性能达到了T7X状态的产品T81适用于固溶热处理后，经1%左右的冷加工变形提高强度，然后进行人工时效的产品T87适用于固溶热处理后，经7%左右的冷加工变形提高强度，然后进行人工时效的产品3．2．3消除应力状态在上述TX或TXX或TXXX状态代号后面添加“51”、或“510”、或“511”或“52”或“54”表示经历了消除应力处理的产品状态代号，如表7所示。表7消除应力状态代号说明与应用状态代号说明与应用TX51TXX51TXXX51适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后，按规定量进行拉伸的厚板、轧制或冷精整的棒材以及模锻件、锻环或轧制环，这些产品拉伸后不再进行矫直。厚板的永久变形量为1.5%~3%；轧制或冷精整棒材的永久变形量为1%~3%；模锻件锻环或轧制环的永久变形量为1%~5%TX510TXX510TXXX510适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后，按规定量进行拉伸的挤制棒、型和管材，以及拉制管材，这些产品拉伸后不再进行矫直。挤制棒、型和管材的永久变形量为1%~3%；拉制管材的永久变形量为1.5%~3%TX511TXX511适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后，按规定量进行拉伸的挤制棒、型和管材，以及拉制管材，这些产品拉伸后可微略行矫直以符合标准公差。TXXX511挤制棒、型和管材的永久变形量为1%~3%；拉制管材的永久变形量为1.5%~3%TX52TXX52TXXX52适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后，通过压缩来消除应力，以产生1%~5%，永久变形量的产品TX54TXX54TXXX54适用于在终锻模内通过冷整形来消除应力的模锻件4.3W的消除应力状态正如T的消除应力状态代号表示方法，可在W状态代号后面添加相同的数字（51、52、54），以表示不稳定的固溶热处理及消除应力状态。附录A（提示的附录）原状态代号相应的新代号旧代号新代号旧代号新代号MRYY1Y2Y4TCZCSOH112或FHX8HX6HX4HX2HX9T4T6CYSCZYCSYMCSMCZCGS1CGS2CGS3RCSTX51、TX52等T0T9T62T42T73T76T74T5注：原以R状态交货的、提供CZ、CS试样性能的产品，其状态可分别对应新代号T62、T42。铝及铝合金腐蚀的基本类型1．点腐蚀点腐蚀又称为孔腐蚀，是在金属上产生针尖状、点状、孔状的一种为局部的腐蚀形态。点腐蚀是阳极反应的一种独特形式，是一种自催化过程，即点腐蚀孔内的腐蚀过程造成的条件既促进又足以维持腐蚀的继续进行。2．均匀腐蚀铝在磷酸与氢氧化钠等溶液中，其上的氧化膜会溶解，发生均匀腐蚀，溶解速度也是均匀的。溶液温度升高，溶质浓度加大，促进铝的腐蚀。3．缝隙腐蚀缝隙腐蚀是一种局部腐蚀。金属部件在电解质溶液中，由于金属与金属或金属与非金属之间形成缝隙，其宽度足以使介质浸入而又使介质处于一种停滞状态，使得缝隙内部腐蚀加剧的现象称为缝隙腐蚀。4．应力腐蚀开裂（SCC）铝合金的SCC是在20世纪30年代初发现的。金属在应力（拉应力或内应力）和腐蚀介质的联合作用下所发生的一种破坏，被称为SCC。SCC的特征是形成腐蚀—机械裂缝，既可以沿着晶界发展，也可以穿过晶粒扩展。由于裂缝扩展是在金属内部，会使金属结构强度大大下降，严重时会发生突然破坏。SCC在一定的条件下才会发生，它们是：——一定的拉应力或金属内部有残余应力；板带材工艺废品种类及产生原因1．贯穿气孔熔铸品质不好。2．表面气泡铸锭含氢量高组织疏松；铸锭表面凸凹不平的地方有脏东面，装炉前没有擦净；蚀洗后，铸块与包铝板表面有蚀洗残留痕迹；加热时间过长或温度过高，铸块表面氧化；第一道焊合轧制时，乳液咀没有闭严，乳液流到包铝板下面。3．铸块开裂热轧时压下量过大，从铸锭端头开裂；铸块加热温度过高或过低。4．力学性能不合格没有正确执行热处理制度或热处理设备不正常，空气循环不好；淬火时装料量大，盐浴槽温度不够时装炉，保温时间不足，没有达到规定温度即出炉；试验室采用的热处理制度或试验方法不正确；试样规格形状不正确，试样表面被破坏。5．铸锭夹渣熔铸品质不好，板片内夹有金属或非金属残渣。6．撕裂润滑油成分不合格或乳液太浓，板片与轧辊间产生滑动，金属变形不均匀；没有控制好轧制率，压下