Выбор правильного алюминиевого сплава для вашего проекта

Алюминий прочный, легкий, коррозионно-стойкий и недорогой, делая его высокоуниверсальным и эффективным материалом для прототипирования и производственных запусков. Его вязкость делает его легко формоваемым, и потому что алюминиевые сплавы легко дают стружку, они намного более механически обрабатываемы, чем другие металлы вроде стали и титана, продлевая жизнь инструмента.

Однако не весь алюминий создан равным. Как большинство металлов, алюминий обычно легируют с другими элементами для улучшения свойств, и знание того, какой алюминиевый сплав использовать, зависит от конкретных нужных свойств. Различные типы алюминиевых сплавов варьируются в прочности, коррозионной стойкости, обрабатываемости и других свойствах. Поэтому важно знать разницу между ними при решении, какой алюминиевый сплав использовать для конкретного применения.

Деформируемые алюминиевые сплавы идентифицируются четырехзначным номером. Первая цифра идентифицирует основной легирующий элемент или элементы, так что сплавы с одинаковой первой цифрой имеют схожие свойства и могут считаться в одной семье или серии.

В этом посте мы посмотрим на семь серий алюминиевых сплавов, их общие свойства и применения, и разницу между деформируемым и литым алюминием. Мы также предоставим некоторое руководство по выбору алюминиевого сплава для вашего применения.

Серия 1xxx

Сплавы серии 1xxx, или коммерчески чистый алюминий, содержат минимум 99,0% чистого алюминия. Коммерчески чистый алюминий очень мягкий и вязкий и имеет отличную коррозионную стойкость, обрабатываемость, тепловую и электрическую проводимость. По этой причине серия 1xxx обычно используется для линий электропередач.

В общем, более мягкие алюминиевые сплавы вроде серии 1xxx могут быть трудными для механической обработки, потому что они склонны формировать нагнетание расплавленного алюминия на режущем инструменте. Однако те же свойства дают серии 1xxx отличную свариваемость. Серия 1xxx не термически обрабатываема, так как нет значительных легирующих элементов для влияния на её структуру.

Серия 2xxx

Серия 2xxx содержит медь как основной легирующий элемент, что дает им хорошее сочетание прочности и вязкости. Однако они не столько стойки к атмосферной коррозии, как большинство других алюминиевых сплавов, поэтому их обычно красят или обкладывают более коррозионно-стойким сплавом. Сплавы серии 2xxx, особенно 2024, широко используются в авиационных применениях за их высокие отношения прочность/вес.

Сплавы серии 2xxx склонны хорошо механически обрабатываться, очень вязки в полностью отожженной закалке и могут быть термически обработаны после формовки для значительного увеличения их прочности. Однако они наименее свариваемая группа алюминиевых сплавов и очень восприимчивы к горячим трещинам.

Серия 3xxx

Марганец — основной легирующий элемент в серии 3xxx, группе среднепрочных, коррозионно-стойких алюминиевых сплавов. 3003 — распространенный, универсальный сплав, часто используемый для общих целей, потому что у него приличная прочность и хорошая обрабатываемость. Другой сплав серии 3xxx, 3004, хорошо известен как материал алюминиевых банок для напитков.

При решении, какой алюминиевый сплав использовать, сплавы серии 3xxx — хороший выбор для многих применений. Они легко формоваемы, свариваемы и имеют среднюю механическую обрабатываемость, но они менее механически обрабатываемы, чем другие, более твердые серии сплавов. Они обычно не термически обрабатываемы.

Серия 4xxx

Сплавы серии 4xxx содержат кремний как основной легирующий элемент, что снижает температуру плавления при сохранении вязкости. Они обычно используются как сварочный провод или наполнитель для луужковой пайки, а не как базовые материалы. Сплав 4043 — один из самых распространенных наполнителей для сварки сплавов серии 6xxx. Сплавы серии 4xxx не термически обрабатываемы.

Серия 5xxx

Сплавы серии 5xxx содержат магний как основной легирующий элемент. Сплавы в этой серии обычно поставляются в листе или пластине и имеют среднюю до высокой прочность и отличную коррозионную стойкость в морских средах. Из-за этого серия 5xxx широко используется в строительстве, резервуарах для хранения, сосудах под давлением и морских применениях.

Сплавы серии 5xxx имеют отличную формуемость, свариваемость, довольно хорошую механическую обрабатываемость и не термически обрабатываемы.

Серия 6xxx

Сплавы серии 6xxx — самая популярная и универсальная группа алюминиевых сплавов — содержат и магний, и кремний как легирующие элементы. Они имеют умеренно высокую прочность, сочетанную с отличной коррозионной стойкостью.

Сплавы серии 6xxx термически обрабатываемы, высоко формоваемы и имеют хорошую свариваемость и механическую обрабатываемость, делая их отличными материалами для широкого спектра применений. Самый распространенный алюминиевый сплав, 6061, используется для авиационных, автомобильных и морских рам, архитектурных структур, промышленного оборудования, медицинских и полупроводниковых сборок и бесчисленных других применений. Для многих клиентов, решающих, какой алюминиевый сплав использовать в общем применении, 6061 — надежный, легко доступный выбор.

Серия 7xxx

Серия 7xxx содержит цинк как основной легирующий элемент, и большинство сплавов также содержат небольшие количества магния, меди или хрома. Это самая прочная группа алюминиевых сплавов, с некоторыми, сопоставимыми со сталью по прочности. Их высокая прочность делает их идеальными для высокопроизводительных применений в авиации, авиакосмической и спортивной отраслях.

Сплавы серии 7xxx имеют разные свойства в зависимости от легирующих элементов. Их высокая прочность делает их трудными для формовки по сравнению с другими алюминиевыми сплавами, и большинство сплавов в этой группе не свариваемы. Механическая обрабатываемость зависит от сплава, но как и большинство более твердых грейдов, они склонны хорошо механически обрабатываться. Серия 7xxx термически обрабатываема.

Деформируемый против литого алюминия

Все вышеуказанные обозначения сплавов — для деформируемого алюминия, который обрабатывается в твердом состоянии техниками вроде прокатки или экструзии. Однако есть также обозначения для литых алюминиевых сплавов. Литой алюминий плавится в печи и лится в форму, что дает ему очень разные свойства.

Система обозначения литых алюминиевых сплавов основана на формате xxx.x. Как и серия деформируемых сплавов, первая цифра представляет основной легирующий элемент, а остальные цифры соответствуют тем же элементам, что и серия деформируемых сплавов. Например, серия 1xx.x — коммерчески чистый литой алюминий, 2xx.x — литой алюминиевый сплав с медью, и так далее.

Литые сплавы содержат большие проценты легирующих элементов, чем деформируемые. Они склонны иметь более низкую прочность на разрыв, чем деформируемый алюминий, из-за литьевых дефектов, поэтому их обычно не используют для структурных применений. Литые сплавы дешевле деформируемых, и процесс литья позволяет гораздо больше гибкости в производимых формах. Литые алюминиевые детали, требующие мало или никакой пост-литейной механической обработки, могут быть произведены.

Алюминиевая инструментальная пластина обычно литая, так как процесс литья позволяет очень точные допуски плоскости и толщины. Mic-6 — пример литой алюминиевой инструментальной пластины, сделанной из сплава 7xx.x. Инструментальная пластина Mic-6 известна своей выдающейся стабильностью и жестко контролируемой плоскостью и толщиной, результат высокой прочности сплава 7xx.x и тщательно контролируемого процесса литья.

Какой алюминиевый сплав использовать

Industrial Metal Service специализируется на поставке алюминия машинным цехам, фабрикаторам и производителям в районе Сан-Франциско и по всему миру. Мы храним обширный ассортимент алюминиевых сплавов, включая как новые материалы с американских заводов, так и верифицированные алюминиевые остатки сплавов, которые предлагают значительную экономию по сравнению с новым материалом. Мы можем предоставить алюминий, распиленный до точных размеров, требуемых для вашего процесса, с нашими сервисами точного пильного раскроя по размеру.