Расшифровка системы нумерации алюминиевых сплавов

Алюминий — легкий, но невероятно прочный металл, что делает его отличным выбором для многих применений в автомобильной, аэрокосмической и электронной промышленности. Наряду с прочностью и физической легкостью алюминий устойчив к коррозии благодаря прочному оксидному слою, покрывающему его поверхность.

Поскольку алюминий легко образует соединения с другими химическими элементами, за прошедшие годы было разработано большое количество алюминиевых сплавов. Для создания алюминиевого сплава и улучшения некоторых качеств базового алюминия необходимо добавить в чистый алюминий химический элемент. Это требует тщательного смешивания этих элементов, таких как магний, кремний, цинк или медь, с алюминием, пока металл расплавлен. Эти элементы могут повысить прочность алюминия, плотность, обрабатываемость, электропроводность и многое другое.

Алюминиевые сплавы могут значительно различаться в зависимости от их состава и отпуска. Чтобы избежать путаницы, алюминиевые сплавы названы и классифицированы в соответствии с системой нумерации алюминиевых сплавов. Эти системы помогают дизайнерам и инженерам ознакомиться с различными сплавами, их характеристиками и распространенными областями применения. Это помогает командам разработчиков выбрать правильный алюминиевый сплав и метод производства для конкретной детали.

Серийные номера из кованого алюминия

Алюминиевая ассоциация создала систему описания деформируемых сплавов в 1954 году. Когда система была впервые внедрена, в ней перечислялось 75 химических составов — сегодня зарегистрировано более 530 активных химических элементов, и это число продолжает расти.

Элементы серии кованого алюминия обозначаются четырьмя цифрами, где первая цифра представляет собой основной легирующий элемент, вторая цифра указывает на модификацию конкретного сплава, а третья и четвертая цифры представляют собой произвольные номера, присвоенные конкретным сплавам в серии.

Вот основные легирующие добавки в серии кованого алюминия:

1xxx — минимум 99 000 алюминия

Алюминий не может быть на 100% чистым, но алюминий этой категории кованых серий содержит не менее 99% алюминия. Во всех смыслах сплавы 1xxx считаются чистым алюминием. Примечательно, что этот сплав является исключением из правила именования серий кованых изделий:в названиях сплавов 1xxx последние две цифры означают минимальное процентное содержание алюминия выше 99. Например, сплав 1350 состоит как минимум на 99,50 % из алюминия.

Чистый алюминий обладает отличной коррозионной стойкостью и обрабатываемостью, а также высокой электро- и теплопроводностью. По этой причине этот сплав часто используется для электрических и химических применений. Чистый алюминий не очень прочен и редко используется в конструкциях, но деформационное упрочнение может немного увеличить прочность материала.

2xxx — медь

Этот кованый сплав обеспечивает высокую прочность и эффективность в широком диапазоне температур и регулярно используется в аэрокосмической промышленности. Одним из хорошо известных авиационных алюминиевых сплавов является Alloy 2024. Однако некоторые медно-алюминиевые сплавы подвержены тепловому растрескиванию и коррозионному растрескиванию под напряжением и считаются непригодными для сварки, в то время как другие сплавы 2xxx можно сваривать с использованием правильных методов. 2ххх снижает удлинение и предел прочности алюминия и не обеспечивает такой хорошей коррозионной стойкости, как другие сплавы этой серии.

3xxx — Марганец

Алюминиевые сплавы 3ххх сначала использовались только в кастрюлях и сковородках, но теперь они широко используются в компонентах теплообменников для автомобилей и электростанций. Обладая хорошей температурной стабильностью и коррозионной стойкостью, сплавы этой категории подходят для использования в экстремальных условиях. 3xxx также обеспечивает хорошую формуемость и удобоукладываемость. 3003 — это популярный марганцевый сплав, используемый для изделий средней прочности, требующих сложной формы.

4xxx — кремний

Кремний снижает температуру плавления алюминия и улучшает его текучесть в расплавленном состоянии. По этой причине сплавы 4ххх часто используются в проволоке для сварки плавлением и в качестве припоев. Кремний сам по себе не подлежит термообработке, но ряд сплавов 4xxx хорошо поддаются термообработке благодаря добавлению меди или магния.

5xxx — Магний

Алюминиевые сплавы этой категории легко свариваются и широко используются в судостроении, транспорте, мостостроении и строительстве. Сплавы 5ххх обладают хорошей коррозионной стойкостью в морской среде и обладают самой высокой прочностью среди всех нетермообрабатываемых сплавов. Однако сплавы 5xxx с содержанием магния более 3–3,5 % не рекомендуются для работы при температуре выше 65,6 °C (150 °F) из-за возможности коррозионного растрескивания под напряжением.

6xxx — магний и кремний

Сплавы 6xxx обычно состоят примерно из 1,0% магния и кремния каждый, что приводит к образованию силицида магния. Силицид магния может поддерживать термическую обработку на твердый раствор, которая улучшает прочность, формуемость и коррозионную стойкость. Этот кованый серийный номер используется во всей отрасли сварочного производства, в основном в конструкционных компонентах и ​​профилях.

Эти сплавы чувствительны к трещинам затвердевания, а это означает, что их нельзя сваривать без присадочных материалов — часто 6ххх сваривают с присадочными материалами 4ххх или 5ххх для повышения свариваемости. Основным сплавом силицида магния является 6061, который является одним из наиболее универсальных термообрабатываемых алюминиевых сплавов.

7xxx — Цинк

Этот кованый серийный номер содержит некоторые из самых прочных алюминиевых сплавов, которые лучше всего подходят для высокопроизводительного спортивного оборудования или авиационной и аэрокосмической промышленности. Добавки цинка варьируются от 0,8 до 12 % в сплавах 7xxx и могут сочетаться с меньшим процентным содержанием магния, меди и хрома для термообработки.

Как и 2ххх, 7ххх содержит как пригодные, так и непригодные для сварки сплавы — одним из наиболее часто свариваемых сплавов является сплав 7005, который в основном используется с наполнителями из сплава 5ххх. Одним из самых прочных доступных алюминиевых сплавов является 7075, который часто используется в конструкциях летательных аппаратов и для других приложений с высокими нагрузками.

Соображения по поводу серии кованого алюминия

Важно отметить, какие алюминиевые сплавы поддаются термообработке, а какие нет. Это поможет командам разработчиков определить подходящие области применения для конкретных алюминиевых сплавов и при необходимости защитить компоненты от высоких температур.

• Сплавы серий 2xxx, 6xxx и 7xxx подлежат термообработке.
• Деформируемые алюминиевые сплавы серий 1xxx, 3xxx и 5xxx не подлежат термической обработке и допускают только деформационное упрочнение.
• Серия 4xxx содержит некоторые сплавы, поддающиеся термообработке, но в основном сплавы, не подлежащие термообработке. Однако большинство нетермообрабатываемых сплавов 4ххх могут реагировать на термообработку при смешивании с другими термообрабатываемыми сплавами.

В Соединенных Штатах мы в основном используем серию кованых алюминиевых сплавов, но существуют и другие системы наименования и организации алюминия, включая серию литых алюминиевых сплавов. Номера серий литого алюминия похожи на номера выше. В серии литых алюминиевых сплавов используется трехзначное число с одним десятичным знаком (xxx.x), где первая цифра (Xxx.x) указывает на основной легирующий элемент.

Общие сведения об алюминиевых сплавах и состояниях

Отпуск показывает, подвергался ли алюминиевый сплав какой-либо обработке для повышения механических свойств, таких как прочность на растяжение, твердость или термостойкость. Состояния показаны в серии кованых алюминиевых сплавов в виде маркированной буквы после номера сплава, например. 3003-Х.

Упрочненный отпуск (-H)

Добавление «-H» после сплавов 1ххх, 3ххх, 5ххх, а иногда и 4ххх указывает на то, что сплав подвергался деформационному упрочнению, поскольку они не могут подвергаться термической обработке. Число сразу после H указывает на его обработку:

• H1 — с деформационным упрочнением
• H2 — деформационно-упрочненная и частично отожженная
• H3 — деформационно-упрочненные и стабилизированные
• H4 — закаленные и покрытые лаком или краской

За деформационно-упрочненными алюминиевыми сплавами следуют две цифры, где вторая цифра указывает шкалу от 0 (полностью отожженный, самый мягкий) до 8 (самый твердый). Например, алюминий 5052-H32 прошел деформационное упрочнение и стабилизацию и стал относительно мягким.

Термический и термообработанный отпуск (-T)

Добавление «-T» после сплавов 2ххх, 6ххх, 7ххх и некоторых 4ххх указывает на то, что сплав подвергался термической обработке, быстрому охлаждению или закалке или дисперсионному твердению. Число, следующее за буквой T, указывает, какой термической обработке подверглось изделие.

• T1 — охлаждение после повышенной температуры и естественное старение
• T2 — охлаждение при повышенной температуре, нагартование и естественное старение.
• T3 – решение, прошедшее термообработку, холодную обработку и естественное старение.
• T4 – решение, прошедшее термообработку и естественное старение
• T5 — Охлаждение от повышенной температуры и искусственное старение
• T6 – решение, подвергнутое термообработке и искусственному старению.
• T7 — термообработанный и стабилизированный раствор
• T8 – термообработка, холодная обработка и искусственное старение.
• T9 – термическая обработка, искусственное старение и холодная обработка.
• T10 — Охлаждение от повышенной температуры, холодная обработка и искусственное старение.

Дисперсионно-твердеющие или термообработанные сплавы иногда содержат дополнительную цифру, которая указывает на определенные конечные свойства, такие как снятие напряжения при растяжении (-T51) или сжатии (-T52).

Чтение серии кованых алюминиевых изделий с помощью Fast Radius

Хотя важно знать систему нумерации алюминиевых сплавов, мы не ожидаем, что вы знаете все алюминиевые сплавы наизусть. Чтобы убедиться, что вы выбрали правильный алюминиевый сплав для вашего проекта, заручитесь помощью опытного партнера-производителя.

Fast Radius может помочь вам понять серии кованых изделий из алюминиевого сплава и определить наилучший возможный алюминиевый сплав для данной детали. Наша команда опытных производителей обладает глубокими отраслевыми знаниями и опытом, которые мы посвятим тому, чтобы сделать ваш следующий проект успешным. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать знакомство с алюминиевыми сплавами.

Чтобы узнать больше об алюминиевых сплавах для станков с ЧПУ и узнать о различиях между алюминиевыми и стальными инструментами, посетите ресурсный центр Fast Radius.

Готовы создавать детали с помощью Fast Radius?

Начать цитату