2.典型挤压铝型材的特性与用途

A.1035铝型材

它是含0.7%以下杂质的工业纯铝，其主要杂质是铁和硅。

1035铝型材的半成品是在退火或热挤压状态下供应。但是，不管什么样的供应状态，挤压型材最后加工工序是拉伸矫直，或在辊式矫直机上矫直。矫直时，强度性能略有提高，但塑性显著降低。此外，在冷变形时型材的电阻率租有提高。因此在型材性能要求严格时，则需要考虑矫直时性能的变化。提高变形温度时，1035铝型材的强度性能下降，而塑性则急剧升高。而当温度低于零度时，合金的强度和塑性性能都显著提高。

B 3A21铝型材

它是AL-Mn二元系中的变形合金，具有高抗蚀性，实际上与1035铝型材的抗蚀性没有差别。3A21铝型材的半成品能够很好地进行气焊、氩弧焊和接触焊。焊缝的抗蚀性与基体金属相同。在状状态和热状态下合金的变形性能均良好，热变形的温度范围很宽（320-470摄氏度）。该型材属于热处理不可强化型，型材在退火或热挤压状态下供应。变形温度和变形速度对3A21铝型材变形抗力的影响要比工业纯铝小得多。

C 6063铝型材

它是AL-Mg-Si系铝合金中的典型代表，具有优良的可挤压性和可焊接性，是建筑门窗型材的首选材料。它的特点是在塑性加工的温度-速度条件下，塑性性能和抗蚀性高；没有应力腐蚀倾向。在焊接时，其抗蚀性实际上不降低。6063铝型材可显著热处理强化。合金听主要强化相是MgSi和ALSiFe。如果6063铝挤压型材在退火状态下的抗拉强度为80-100MPa,那么淬火和人工时效后可提高到80-300MPa,此时相对伸长率下降较小（由23%-25%下降到10%-15%）。淬火与人工时效之间的间隔时间对6063铝型材的强化程度有显著的影响，随着间隔时间由15min增加到4h，抗拉强度和屈服强度降低30-40MPa。人工时效的保温时间对6063铝型材的力学性能没有显著影响。

D 普通的6A02铝型材（不限制铜含量）

它属于AL-Mg-Si-Cu系合金，在塑性加工的温度-速度条件下，以及在室温下具有很高的塑性。虽然6A02型材的锰含量比较少，但其挤压制品在热处理后却能保持着未再结晶的组织，因而可以显著提高强度性能。和6063铝型材一样，6A02型材在热处理时急剧强化，其主要强化相为MgSi和W(ALxMg5Si4Cu)。淬火后进行自然时效可以提高抗拉强度，与退火状态下的相比可提高一倍，而淬火后人工时效的大约可提高两倍。但是，在人工时效后塑性指标明显下降（相对伸长率大约降低1/2，而相对压缩率降低2/3以上）。6A02型材在人工时效状态下的抗蚀性明显下降，并出现晶间腐蚀倾向。合金中的铜含量越高，则抗蚀性下降越多。因此，通常把合金中的铜含量控制在0.1%以下。

6A02型材可以点焊、滚焊和氩弧焊。焊接接头的强度为基体金属强度的60-70%。焊接后淬火和时效可使焊接接头的强度达到基体金属强度的90%-95%。

E 5A06铝型材

它属于AL-Mg-Mn系合金，无论在室温下，还是在高温下，它都具有很高的塑性。在各种介质中，包括在海水中都具有很高的抗蚀性。该合金的良好抗蚀性和可焊性使它在造船工业中得到广泛应用。该型材的焊缝具有高的强度和塑性性能。在室温下，焊接接头的强度可达到基体金属强度的90%-95%。

5A06铝型材和其他马格纳里型铝合金型材（5A02、5A03、5A05）一样，都属于热处理不可强化的铝合金，其半成品通常是在退火状态下供应。通常在较低的温度下（310-335℃）退火，并在空气中冷却。当退火温度较高或者在热挤压状态下供应半成品时，如果使用温度高于60℃，则过饱和固溶体将发生分解，沿晶粒边界析出β相（AL?Mg?)质点，因而急剧地提高了合金的应力腐蚀和晶间腐蚀倾向性。

F  2A70铝型材

它属于复杂的AL-Cu-Mg-Ni-Fe系合金，是一种热强铝合金，近来在高温工作结构中获得了十分广泛的应用。合金在热状态下能够很好地变形，变形的温度范围为350-470℃。

2A70铝型材通过热处理可以剧烈强化，主要强化相是S相（AL?CuMg).热挤压型材经过淬火和人工时效后，合金的抗拉强度可达到420-450MPa，屈服强度可达到300-380MPa。因此，该合金的力学性能接近于高强度铝合金的性能。

2A70铝挤压型材在淬火和人工时效状态下没有腐蚀开裂倾向。但合金的一般抗蚀性不高。因此，该合金型材最好进行阳极化处理或涂漆处理。该合金可以满意地进行点焊、滚焊和切削加工。

G  2A12铝型材

它是应用最广泛的一种硬合金，属于AL-Cu-Mg-Mn系四元合金。

2A12型材可热处理显著强化，主要强化相是S相（AL?CuMg)和CuAL?。合金在热状态和冷状态（无论退火状态还是淬火状态）下均能很好地变形。热变形可以在很温度范围（350-450℃）内进行。淬火和自然时效后，半成品的力学性能在很大程度上取决于预加工的条件。例如，用铸坯挤压的壁板和型材，保留未再结晶组织（挤压效应），热处理后的强度性能具有最大值，σb达到450-490MPa。用预变形坯料挤压的型材，经热处理后，其强度性能明显下降，σb=390-420MPa，大致和轧制厚板的强度性能相同。

如果用铜含量和锰含量为上限（4.5%-4.85%Cu、0.65%-0.85%Mn）的铝型材挤压生产半成品，并将挤压温度提高到430-460℃，则在塑性指标没有明显降低的情况下，其强度性能大约可提高10%。2A12铝型材的抗拉强度和屈服强度也和自然时效的时间有关。强度的提高主要是在第一昼夜内，当继续时效时，强度性能的增长就不明显了。因此，试样淬火后经过1-2昼夜即可进行力学性能试验。对淬火和时效的半成品进行冷变形，可使其强度性能（特别是屈服强度）得到显著提高 。

2A12铝型材挤压半成品在淬火和自然时效状态下抗蚀性低，甚至在短时间加热到150℃以上时，抗晶间腐蚀性能急剧下降。将淬火半成品进行人工时效（加热到190℃，保温6-8h）时，可以提高抗蚀性和强度性能（特别是屈服强度），但塑性指标却大大降低，例如，相对伸长率可降低1/2-2/3。因此，当必须采用人工时效时，所有工艺操作（弯曲、矫直）都应当在自然时效以后进行，只对最终产品进行人工时效。

2A12型材可以进行点焊和滚焊，但氩弧焊和气焊的效果不好。尽管焊接接头的强度系数具有中等数值（60%-70%），但该合金在焊接时，在焊缝处经常出现结晶裂纹。因此 ，一般不采用2A12型材制造密封结构。该合金的半成品（其中包括型材和壁板）通常用铆接方法连接，很少采用点焊连接。

H  2A06铝型材

它与2A12型材一样，是AL-Cu-Mg-Mn系四元合金。该合金在热处理时的主要强化相与2A12合金相同，也是S相（AL?CuMg）和CuAL?相。但是，2A12型材中所没有的ALTi相，对2A06型材的强化作用具有一定影响。

2A06型材在热状态和冷状态下均能很好地变形，最适宜的热变形温度范围为400-470℃。该合金挤压型材和壁板在室温下的力学性能与2A12大致相等，在自然时效状态下比2A12型材具有更高的抗蚀性。因此，2A06型材壁板在自然时效状态下使用。

2A06型材在自然时效下的强化速度比2A12合金低，这可使2A06型材壁板比2A12型材壁板放置更长的时间再进行冷加工（例如矫直、弯曲）。

在可焊接方面，2A06铝型材优于2A12型材。但是，在焊接时，靠近焊缝区合金的抗蚀性明显下降。因此 ，与2A12合金一样，2A06型材不用于制造密封结构，其半成品主要是用铆接方法和点焊方法进行连接。

I  7A04铝型材

它属于AL-Zn-Mg-Cu四元系，是一种强度最高的铝合金型材，广泛应用于生产壁板和型材。用热处理方法可使合金剧烈强化，主要强化相是MgZn?和AL?MgZn相。

与2A12和2A06型材不同，7A04型材挤压半成品只能在淬火和人工时效状态下供应，因为7A04型材在自然时效状态下的抗蚀性能低。

7A04铝型材的特点是淬火温度范围宽，可在460-480℃的范围内进行。在上述温度范围内改变淬火加热温度，对合金的力学性能没有影响。但是与其他合金相比，7A04型材对从炉内向冷却介质的转移时间具有更高的敏感性。当转移时间由3-5s增加到20s时，抗拉强度下降10-11MPa，屈服强度降低30-40MPa。在135-145℃温度下，保温16h进行人工时效处理，可得到强度性能最高的挤压产品。淬火与人工时效之间的放置时间对7A04铝型材挤压产品的力学性能没有显明影响。挤压比的大小对7A04型材的影响与2A12合金相似，可得到强度性能最高的挤压产品。淬火与人工时效之间的放置时间对7A04型材挤压产品的力学性能没有明显影响。挤压比的大小对7A04铝型材的影响与2A12型材相似。例如，在挤压阶段变断面型材时，大头部分和型材部分的抗拉强度的差别可达50MPa，在屈服强度之间也有大致相同的差别。

7A04铝型材可进行点焊，但不能进行氩弧和气焊。与2A12型材一样，在熔焊时7A04铝型材在焊缝区有暗生晶间裂纹的倾向。因此，对挤压制品（厚板、型材和壁板）进行连接时，常用铆接方法，而对于薄板可以采用点焊方法。

J  军用及其他特殊用途铝型材

近二十年来，人们致力于研发军用及其他特殊用途的高强高韧铝型材和各种用途的高性能民用铝合金型材。

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