1-7系铝合金性能汇总
7系铝合金的动态力学性能
摘要材料在复杂的服役环境中可能受到各种不同载荷的作用，对材料在不同加载条件下力学行为的研究是完善材料开发、应用以及进行新材料及结构设计的基础。
目前，国内对7005 铝合金的研究尚处于初级阶段，对于这类新型高性能铝合金在动态加载条件下的力学行为研究仍然十分匮乏。
另外，作为目前研究材料动态力学行为最为常用的实验设备——分离式霍普金森压杆（SHPB）和分离式霍普金森拉杆（SHTB）。
本实验研究热处理之后的七系铝合金的动态力学性能。
首先对7005铝合金分别进行固溶，时效，回归，再时效等不同的热处理工艺在动态应变下力学行为和响应，采用分离式Hopkinson 压杆装置对7005 铝合金试件分别进行动态压缩，利用光学显微镜对压缩后试件进行了微观组织观察。
最后结论发现试件在固溶时效。
回归温度180℃升温10min保温30min 时在应变为0.013 时才到达应力123.6MPa。
（应力随应变变化的最快，但是达到的最大应力在所有试验中时最小的）。
关键词动态加载; 分离式霍普金森压杆; 七系铝合金; 微观组织AbstractMaterials will be subjected by various loads in complicated application environment; so,studying the mechanical properties of the materials under different loading conditions is the basis for application and design of the materials. At present, the research on 7005 aluminum alloy is just at the starting stage in China, and the research on the mechanical behaviors of 7005 aluminum alloy under different loading conditions is still very scarce. Meanwhile, the split Hopkinson pressure bar (SHPB) and the split Hopkinson tensile bar (SHTB) are the most commonly used test equipments of dynamic mechanics. The dynamic mechanical properties of the seven-series aluminum alloy after heat treatment were studied. Firstly, 7005 aluminum alloy was subjected to different heat treatment processes, such as solid solution, aging, regression and re-aging, respectively. Under dynamic strain, the 7005 aluminum alloy specimens were dynamically compressed by separate Hopkinson bar, The microstructures were observed after compression. Finally, the specimen in solid solution, and the regression temperature 180 ℃（Warming up for ten minutes Hold for ten minutes）shows that the stress reaches 123.6MPa when the strain is 0.013 . (Stress is the fastest change with strain, but the maximum stress reached is the smallest in all trials).Key words dynamic loading; separate Hopkinson pressure bar; 7××× aluminum alloy; microstructure目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 铝元素简介 (3)1.2.1 一系到六系铝合金简介 (3)1.2.2 七系铝合金发展概述 (4)1.3 铝合金的热处理工艺 (4)1.3.1 铝合金固溶工艺 (5)1.3.2 铝合金时效工艺 (5)1.3.3 热处理时的沉淀顺序 (7)1.4 铝合金显微组织 (7)1.4.1 7xxx系铝合金显微表征技术 (7)1.4.2 7 xxx系铝合金缺陷及研究方向 (8)1.5 霍普金森杆技术综述 (8)1.5.1 霍普金森杆装置的构造 (8)1.5.2 霍普金森杆装置实验的原理 (9)1.5.3 霍普金森杆实验的要求 (9)1.5.4 霍普金森杆的国内外研究现状 (10)1.6 7xxx系铝合金动态力学性能研究的意义 (11)2 实验部分 (12)2.1实验材料的准备 (12)2.2 7005铝合金的热处理 (12)2.2.1固溶处理 (13)2.2.2回归再时效处理 (13)2.3 试件霍普金森杆实验 (14)2.3.1 实验材料的准备 (14)2.3.2 实验装置的连接 (14)2.3.3 应变片的粘贴与连接 (14)2.3.4 计算机上调试软件 (16)2.3.5 冲击试样和操作时注意事项 (18)2.4 波形分析的计算机操作 (18)2.4.1 波形的预处理 (18)2.4.2 软件分析波形 (19)2.5 切试件磨金相 (20)3 分析与讨论 (21)3.1 流动应力分析 (21)3.1.1 固溶和时效对动态力学性能的影响 (21)3.1.4回归180℃对动态力学性能的影响 (24)3.2 微观组织分析 (25)4 结论 (29)5 致谢 (30)参考文献 (31)附录A (33)附录B (40)1 绪论1.1 课题研究背景材料的力学性能是十分复杂的,它依赖于许多因素。
1系—7系铝合金简单介绍带您走进铝合金的大家族
1系—7系铝合金简单介绍带您走进铝合金的大家族1系：特点:含铝99.00%以上,导电性有好,耐腐蚀性能好,焊接性能好,强度低,不可热处理强化. 应用范围：高纯铝(含铝量99.9%以上)主要用于科学试验,化学工业及特殊用途。
2系：特点：:以铜为主要合元素的含铝合金.也会添加锰、镁、铅和铋为了切削性。
如：2011合金，在熔练过程中要注意安全防护（会产生有害气体）。
2014合金用天航空工业，强度高。
2017合金比2014合金强度低一点，但比较容易加工。
2014可热处理强化。
缺点：晶间腐蚀倾向严重。
应用范围：航空工业（2014合金），螺丝（2011合金）和使用温度较高的行业（2017合金）。
3系：特点：以锰为主要合金元素的铝合金，不可热处理强化，耐腐蚀性能好，焊接性能好。
塑性好。
（接近超铝合金）。
缺点：强度低，但可以通过冷加工硬化来加强强度。
退火时容易产生粗大晶粒。
应用范围：飞机上使用的导油无缝管（3003合金），易拉罐（3004合金）。
4系：以硅为主，不常用。
部分4系可热处理强化，但也有部分4系合金不可热处理化。
5系：特点：以镁为主。
耐耐性能好，焊接性能好，疲劳强度好，不可热处理强化，只能冷加工提高强度。
应用范围：割草机的手柄、飞机油箱导管、防弹衣。
6系：特点：以镁和硅为主。
Mg2Si为主要强化相，目前应用最广泛的合金。
6063、6061用的最多、其它6082、6160、6125、6262、6060、6005、6463。
6063、6060、6463在6系中强度比较低。
6262、6005、6082、6061在6系中强度比较高。
旋风二号中端的架子就是6061 特性：中等强度，耐腐蚀性能好，焊接性能好，工艺性能好（易挤压出成形）氧化着色性能好。
应用范围：交能工具（如：汽车行李架、门、窗、车身、散热片、间箱外壳）7系：特点：以锌为主，但有时也要少量添加了镁、铜。
其中超硬铝合金就是含有锌、铅、镁和铜合金接近钢材的硬度。
1系铝材参数
1系铝材是指铝合金中含有铜作为主要合金元素的系列铝材。
常见的1系铝材包括铝铜合金、铜含量在3-10%之间，如铝铜合金6061、铝铜合金6063等。
以下是1系铝材的一些主要参数：
1.化学成分：1系铝材的主要化学成分包括铝、硅、镁、锰、铬等元素。
其中，
铜是主要合金元素，含量通常在3-10%之间。
2.物理性能：1系铝材的密度大约为2.7-2.8克/立方厘米，熔点约为570°C。
其热导率较高，通常在120-160 W/m·k之间。
3.力学性能：1系铝材的抗拉强度一般为180-240 MPa，屈服强度也有相应的
范围。
此外，其硬度、疲劳强度等力学性能均有一定范围。
4.工艺性能：1系铝材具有良好的可锻性、可焊性和氧化性，这些性质使得其加
工和焊接都比较方便。
5.规格和质量等级：1系铝材的规格包括厚度、宽度和长度等，这些规格可以根
据需要进行选择。
同时，根据纯度、杂质含量等质量因素，1系铝材的质量等级也有所不同。
请注意，这些参数会根据具体的材料种类和生产工艺有所不同。
在选择和使用1系铝材时，请务必参考相关材料手册或与专业人士咨询，以确保获得准确可靠的信息。
1-8系铝合金牌号化学元素
1-8系铝合金牌号是根据铝合金的化学成分及其性能来划分的。
每个系列的铝合金都具有特定的主要合金元素，这些元素显著影响了合金的力学性能、耐腐蚀性能、焊接性能等。
以下是各系列铝合金的主要成分及其特点：1系铝合金（纯铝）：主要成分：铝（Al）含量高达99.00%以上。
特点：导电性好，耐腐蚀性好，焊接性能好，强度低，不可热处理强化。
生产过程较为简单，成本较低。
2系铝合金（以铜为主要合金元素）：主要成分：含铜量在3-5%之间，也可能添加锰、镁、铅和铋以改善切削性。
特点：强度较高，尤其是经过热处理强化的2014合金，但晶间腐蚀倾向严重。
主要用于航空工业、螺丝制造业以及要求较高温度使用的场合。
3系铝合金（以锰为主要合金元素）：主要成分：含锰量在1.0-1.5%。
特点：不可热处理强化，但塑性好，耐腐蚀性能好，焊接性能好，中等强度。
在工业上应用广泛。
4系铝合金（以硅为主要合金元素）：主要成分：含硅量在4.5-6%之间。
特点：热处理不可强化，但含有铜的合金可以通过热处理强化。
主要用于建筑和工业领域。
5系铝合金（以镁为主要合金元素）：主要成分：含镁量较高。
特点：强度高，耐腐蚀性好，焊接性能好。
主要用于汽车、船舶等交通工具的制造。
6系铝合金（以镁和硅为主要合金元素）：主要成分：镁和硅的含量较高。
特点：既有良好的强度，又有较好的耐腐蚀性和焊接性能。
广泛应用于建筑、交通工具、包装材料等领域。
7系铝合金（以锌为主要合金元素）：主要成分：含锌量较高。
特点：高强度，良好的焊接性能和耐腐蚀性。
主要应用于航空工业和高级运动器材。
8系铝合金（以其他元素如镍、钴、铬等为主要合金元素）：主要成分：含镍、钴、铬等元素。
特点：根据所含元素的不同，可能具有高强度、良好的耐腐蚀性和焊接性能。
用途多样，包括航空、汽车、电子等行业。
每个系列的铝合金都有其特定的牌号，如1系的1060、2系的2017、3系的3003、4系的4004、5系的5052、6系的6063、7系的7075等。
1-7系铝合金性能汇总情况
/nΩ·m·K-1
电极电位
/V
状态
20℃
状态
20℃
3003
O
50
O
34
0.1
-0.83
H12
42
H12
41
H14
41
H14
42
H18
40
H18
43
3004
O
42
O
41
0.1
-0.84
3105
O
45
O
38.3
0.1
-0.84
3A21
O
50
34
0.1
-0.85
H14
41
H18
40
4xxx合金
966(250℃)
1008(300℃)
T6：164(25℃)
168(100℃)
172(200℃)
177(300℃)
181(400℃)
505-515
2A70
798(100℃)
840(150℃)
840(200℃)
882(250℃)
924(300℃)
966(400℃)
T6：143(25℃)
147(100℃)
510-520
540
2A14
638
510
840(100℃)
T6：160(25℃)
499-505
509
515
2A16
T6：138(25℃)
143(100℃)
147(200℃)
156(300℃)
528-540
547
545
2A17
756（50℃）
T6：130(25℃)
1系铝材参数
1系铝材参数
1系铝材是指铝合金中含有铜作为主要合金元素的系列铝材。
常见的1系铝材包括铝铜合金、铜含量在3-10%之间，如铝铜合金6061、铝铜合金6063等。
以下是一些常见的1系铝材参数：
1. 密度：
2.7-2.8 g/cm³
2. 熔点：约570°C
3. 热导率：120-160 W/m·k
4. 线膨胀系数：23-24 × 10^-6 m/m·k（在室温-100°C范围内）
5. 抗拉强度：一般为180-240 MPa
6. 屈服强度：一般为75-140 MPa
7. 延伸率：一般为12-25%
8. 硬度：常见为60-95 HB
9. 断裂韧性：一般为25-35 MPa·m^0.5
这些参数会因具体的合金成分、生产工艺等因素而有所差异。
在应用中，1系铝材通常具有优良的加工性能、焊接性能和耐腐蚀性能，可广泛用于航空、航天、交通运输、建筑等领域。
各系 铝合金硬度对照表
各系铝合金硬度对照表
铝合金是一种轻质、耐腐蚀的材料，常用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
铝合金的硬度对照表可以帮助我们了解不同类型
的铝合金及其硬度特点。
以下是常见的几种铝合金及其硬度对照表：
1. 1000系铝合金，这类铝合金主要由铝组成，硬度较低，通
常在HB30左右。
2. 2000系铝合金，含铜为主要合金元素，硬度较高，通常在
HB120左右。
3. 3000系铝合金，主要含有锰，硬度一般在HB40左右。
4. 5000系铝合金，含有镁，硬度较高，通常在HB60左右。
5. 6000系铝合金，含有硅和镁，硬度较高，通常在HB90左右。
6. 7000系铝合金，含有锌为主要合金元素，硬度最高，通常
在HB150左右。
需要注意的是，以上数值仅供参考，实际硬度会受到具体合金成分、热处理状态等因素的影响。
另外，硬度对照表中的数值是根据不同的硬度测试方法获得的，例如布氏硬度（HB）和洛氏硬度（HRC）等，不同测试方法得到的数值会有所不同。
总的来说，铝合金的硬度对照表可以帮助我们选择合适的材料来满足特定工程需求，但在实际应用中仍需综合考虑材料的其他性能指标，以及具体的工艺要求，来做出最佳选择。
铝材简介1-7系列
1-7系列铝合金用途介绍:1×××系列铝板材1×××系列铝板材：代表 1050、1060、1100。
在所有系列中1×××系列属于含铝量最多的一个系列。
纯度可以达到99.00%以上。
由于不含有其他技术元素，所以生产过程比较单一，价格相对比较便宜，是目前常规工业中最常用的一个系列。
目前市场上流通的大部分为1050以及1060系列。
1000系列铝板根据最后两位阿拉伯数字来确定这个系列的最低含铝量，比如1050系列最后两位阿拉伯数字为50，根据国际牌号命名原则，含铝量必须达到99.5%以上方为合格产品。
我国的铝合金技术标准(gB/T3880-2006)中也明确规定1050含铝量达到99.5%.同样的道理1060系列铝板的含铝量必须达到99.6%以上。
2×××系列铝板材2×××系列铝板材：代表2A16（LY16）、2A06（LY6）。
2×××系列铝板的特点是硬度较高，其中以铜原属含量最高，大概在3-5%左右。
2×××系列铝板属于航空铝材，目前在常规工业中不常应用。
我国目前生产2×××系列铝板的厂家较少。
质量还无法与国外相比。
目前进口的铝板主要是由韩国和德国生产企业提供。
随着我国航空航天事业的发展，2×××系列的铝板生产技术将进一步提高。
3XXX系列铝板材3×××系列铝板材：代表3003、 3004、 3A21为主。
又可以称为防锈铝板。
我国3XXX系列铝板生产工艺较为优秀。
3×××系列铝板是由锰元素为主要成分，含量在1.0-1.5%之间。
是一款防锈功能较好的系列。
常规应用在空调，冰箱，车底等潮湿环境中，价格高于1×××系列，是一款较为常用的合金系列。
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1008(300℃)
T6：164(25℃)
168(100℃)
172(200℃)
177(300℃)
181(400℃)
505-515
2A70
798(100℃)
840(150℃)
840(200℃)
882(250℃)
924(300℃)
966(400℃)
T6：143(25℃)
147(100℃)
151(200℃)
160(300℃)
164(400℃)
525-535
545
2A80
840(100℃)
882(150℃)
924(200℃)
966(250℃)
966(300℃)
1008(350℃)
1050(400℃)
T6：147(25℃)
151(100℃)
160(200℃)
168(300℃)
172(400℃)
1-7系铝合金性能汇总
彭彭
1xxx合金
热学性能
合金
液相线（℃）
固相线（℃）
比热容（20℃）
/J·（kg·k）-1
热导率（20℃）/W·（m·k）-1
过烧温度(℃)
O状态
H18状态
1050
657
646
900（20℃）
231（20℃）
1060
657
646
900（20℃）
234（25℃）
645
1100
657
173
635
3A21
654
643
1092（100℃）；
1176（200℃）；
1302（300℃）；
1302（400℃）
25℃、H18：156；25℃、H14：164；25℃、O：181；100℃：181；200℃：181；300℃：185
电学性能
合金
20℃体积电导率
/%IACS
20℃电阻率
/nΩ·m
0.1
-0.87
5454
34
34
51
51
0.1
-0.86
5456
29
29
59.5
59.5
0.1
-0.87
5457
46
46
37.5
37.5
0.1
-0.84
5652
35
35
49
49
0.1
-0.85
5657
54
54
32
32
0.1
5A02
40
40
47.6
47.6
0.1
5A03
35
35
49.6
49.6
0.1
5A05
64
64
0.1
5A01
26
26
71
71
0.1
5A12
77
77
0.1
6xxx合金
热学性能
合金
液相线（℃）
固相线（℃）
比热容/J·（kg·k）-1
20℃热导率/W·（m·k）-1
固溶温度（℃）
过烧温度（℃）
O
T4
T6
6005
654
607
167（T5）
547
605
6009
650
897
205
172
180
555
5A05
620
580
924（20℃）
122（20℃）
5A06
924（20℃）
118（20℃）
电学性能
合金
20℃体积电导率
/%IACS
20℃电阻率
/nΩ·m
20℃电阻温度系数
/nΩ·m·K-1
电极电位
/V
O
H38
O
H38
5050
50
50
34
34
0.1
-0.83
5052
35
35
49.3
49.3
0.1
-0.85
525-530
2A90
756(100℃)
798(150℃)
840(200℃)
924(250℃)
966(300℃)
1008(350℃)
1008(400℃)
T6：156(25℃)
160(100℃)
164(200℃)
172(300℃)
181(400℃)
515-520
＞520
电学性能
合金
20℃体积电导率
/%IACS
20℃电阻温度系数
/nΩ·m·K-1
电极电位
/V
状态
20℃
状态
20℃
3003
O
50
O
34
0.1
-0.83
H12
42
H12
41
H14
41
H14
42
H18
40
H18
43
3004
O
42
O
41
0.1
-0.84
3105
O
45
O
38.3
0.1
-0.84
3A21
O
50
34
0.1
-0.85
H14
41
H18
40
4xxx合金
524
540
2014
638
507
-
-
O：192
T3、T4、T451：134
T6、T651、T652：155
502
505
510
513-515
2017
640
513
-
-
O：193
T4：134（25℃）
500-510
510
513
2024
638
502
502
875
O:190
T3、T36、T351、T361、T4：120
520-530
535
540
2A50
840(25℃)
840(150℃)
882(200℃)
924(250℃)
966(300℃)
T6：177(25℃)
181(100℃)
185(200℃)
185(300℃)
189(400℃)
510-515
545
＞525
2A60
840(100℃)
882(150℃)
924(200℃)
6010
650
585
897
202
151
180
565
6061
652
582
896
180
154
167
530
580
582
6063
655
615
900
218
193（T1）
209（T5）
（25℃）
201（25℃）
520
615
6066
645
563
887
147
530
560
566
6070
649
566
891
172
545
565
-
1350
61.8
61（H1X）
27.9
28.2(H1X)
0.1(各种状态)
-0.84
2xxx合金
热学性能
合金
液相线（℃）
固相线（℃）
初熔温度
（℃）
比热容（20℃）
/J·（kg·k）-1
热导率
/W·（m·k）-1
固溶温度（℃）
过烧温度（℃）
2011
638
541
535
864
T3、T4：152
T8：173
590
5182
638
577
904（20℃）
123（20℃）
5252
649
607
900（20℃）
138（20℃）
605
5254
643
593
900（20℃）
127（20℃）
590
5356
638
574
904（20℃）
116（20℃）
575
5454
646
602
900（20℃）
134（20℃）
600
5456
638
643
904（20℃）
222（20℃）
218（20℃）
640
1145
657
646
904（20℃）
230（20℃）
227（20℃）
1199
660
660
900（20℃）
243（20℃）
-
1350
657
646
900（20℃）
234
230（H19）
645
电学性能
合金
20℃体积电导率
/%IACS
20℃电阻率
/nΩ·m
510-515
2A06
T6：139(100℃)
503-507
510
518
2A11
639
535
924(100℃)
T4：118(25℃)
495-510
514-517
512
2A12
638
502
924(100℃)
T4：193(25℃)
496-540
505
506-507
2A10
924(100℃)
T6：147(25℃)
O：39；T31、T37、T351：62；T62、T81、T87、T851：57