了解铝合金命名系统

了解铝合金命名系统

您需要了解的铝合金命名系统相关内容

铝通常是由不同元素制成的合金,以改变和改善其化学或机械性能。因此,可用的合金元素组合非常多。这些都被分类成一个命名系统,以帮助焊工进行理解,并选择适当的组合。以下是您在理解铝合金命名系统时需要了解的内容,包括锻造和铸造合金命名以及合金和回火的命名。

锻造铝合金命名系统

锻造合金系统由四位数字组成。第一位数 (Xxxx) 表示添加到铝合金中的主要或常量合金元素,常用于描述铝合金系列,如 1000 系列、2000 系列、3000 系列、8000 系列(见表 1)。

表 1. 锻造铝合金命名系统

合金系列 主要合金元素
1xx 最低 99.000% 铝
2xx
3xx
4xx
5xx
6xx 镁和硅
7xx
8xx 其他元素

第二位数字 (xXxx) 如果不等于 0,表示对特定合金的修改,第三位和第四位数 (xxXX) 是表示该系列中某种特定合金的任意数字。

例如,在合金 5183 中,数字 5 表示它属于镁合金系列,1 表示它是原始合金 5083 的第一次修改,83 表示它属于 5xxx 系列。

这个合金编号系统的唯一例外是 1xxx 系列铝合金(纯铝)。在本例中,最后 2 位数字表示 99% 以上的最低铝百分比,即合金 1350(最低 99.50% 铝)。

铸造铝合金命名系统

铸造合金命名系统基于 3 位加十进制命名 xxx.x(即 356.0)。第一位数字 (Xxx.x) 表示添加到铝合金中的主要合金元素(见表 2)。

表 2. 铸造铝合金命名系统

合金系列 主要合金元素
1xx.x 最低 99.000% 铝
2xx.x
3xx.x 硅加铜和/或镁
4xx.x
5xx.x
6xx.x 未使用的系列
7xx.x
8xx.x
9xx.x 其他元素

第二个和第三个数字 (xXX.x) 是用于表示该系列中某种特定合金的任意数字。小数点后的数字表示该合金是铸件 (.0) 还是铸块(.1 或 .2)。大写字母前缀表示对特定合金的修改。

例如,合金 - A356.0,大写 A (Axxx.x) 表示对合金 356.0 的修改。数字 3 (A3xx.x) 表示它属于硅加铜和/或镁系列。56 (Ax56.0) 表示合金属于 3xx.x 系列,.0 (Axxx.0) 表示其最终形状为铸件,而不是铸块。

铝回火命名系统

每个系列的特点和随后应用有相当大的差异。例如,在上述系列中有两种截然不同的铝类型。分别为:可热处理铝合金(可通过增加热量获得强度)和不可热处理铝合金。

1xxx、3xxx 和 5xxx 系列锻造铝合金为不可热处理合金,只会发生应变硬化。2xxx、6xxx 和 7xxx 系列锻造铝合金为可热处理合金,4xxx 系列包括可热处理和不可热处理合金。2xx.x、3xx.x、4xx.x 和 7xx.x 系列铸造合金为可热处理合金。应变硬化一般不适用于铸件。

可热处理合金通过热处理(最常见的是固溶热处理和人工时效)过程获得最佳机械性能。固溶热处理过程是指,将合金加热到较高的温度(约 990 华氏度),使合金元素或化合物溶于溶液。随后,通常在水中淬火,在室温下产生过饱和溶液。

固溶热处理之后通常是时效。时效是从过饱和溶液中析出一部分元素或化合物,以获得理想的特性。

时效过程分为两种:常温时效,即“自然时效”,以及高温时效,即“人工时效”。人工时效温度通常约为 320 华氏度。许多可热处理铝合金在其固溶、热处理和人工时效条件下用于焊接制造。

不可热处理合金通过应变硬化获得最佳机械性能。应变硬化是一种方法,即通过冷加工的应用提高强度。

回火命名系统(见表 3)处理材料条件,称为回火。回火命名系统是合金编号系统的扩展,由一系列字母和数字组成,这些字母和数字跟在合金编号后面,中间用连字符连接。例如:6061-T6、6063-T4、5052-H32、5083-H112。

表 3. 基本回火命名

字母 含义
F 同制造 – 适用于不采用特殊热淬火或应变硬化条件控制的成形过程产品
O 退火 – 适用于经过加热可产生最低强度条件以提高延展性和尺寸稳定性的产品
H 应变硬化 - 适用于通过冷加工提高强度的产品。应变硬化之后可以进行补充热处理,这可在一定程度上降低强度。“H”后面总是跟着两个或多个数字(见表 4)
W 固溶热处理 - 一种不稳定的回火,只适用于固溶热处理后在室温下进行自然时效的合金
T 热处理 - 除 F、O 或 H 以外,产生稳定的回火。适用于经过热处理的产品,有时附带应变硬化,以产生稳定的回火。“T”后面总是跟着一个或多个数字(见表 5)

在基本回火命名中有两种细分类别(见表 4 和表 5):一类表示“H”回火 - 应变硬化,另一类表示“T”回火 - 热处理命名。

表 4. H 回火 - 应变硬化的细分

H 后的第一个数字表示基本操作:

H1 – 仅应变硬化。

H2 – 应变硬化和部分退火。

H3 – 应变硬化和稳定。

H4 – 应变硬化和喷涂或涂层。

H 后面的第二个数字表示应变硬化的程度:

HX2 – 四分之一硬化
HX4 – 半硬化
HX6 – 四分之三硬化
HX8 – 全硬化
HX9 – 极硬

表 5. T 回火 - 热处理的细分

T1 – 在高温成型过程(如挤压)冷却后进行自然时效。
T2 – 高温成型过程冷却后冷加工,然后进行自然时效。
T3 – 固溶热处理,冷加工,自然时效。
T4 – 固溶热处理,自然时效。
T5 – 在高温成型过程冷却后进行人工时效。
T6 – 固溶热处理,人工时效。
T7 – 固溶热处理,稳定(过时效)。
T8 – 固溶热处理,冷加工,人工时效。
T9 – 固溶热处理,人工时效,冷加工。
T10 – 高温成型过程冷却后冷加工,然后人工时效。

额外数字表示应力消除。

示例:

TX51 或 TXX51 – 通过拉伸来消除应力。
TX52 或 TXX52 – 通过压缩来消除应力。

其他信息源

  • 美国铝业协会的“铝焊接理论与实践”
  • 美国铝业协会的“铝设计手册与铝标准和数据”
  • 美国焊接学会文档“D1.2 – 结构焊接规范 – 铝”
  • 美国铝业协会 – 电话号码:(301) 645-0756/网址:www.aluminum.org
  • AWS – 电话号码:1 800 443 9353/网址:www.aws.org