Содержание страницы
Свойства алюминиевых сплавов по системе Алюминиевой ассоциации США (AA) и Британскому стандарту (BS).
1. Плотность
Плотность алюминия при 20°С равна 2.69·103 кг·м-3, а сплавы имеют плотность примерно 2.6…2.8·103 кг·м-3.
2. Электрические свойства
В Таблицах 1 и 2 приведены для температуры 20°С удельные электрические сопротивления сплавов в единицах Ом·м и электропроводности по шкале Международного стандарта на отожженную медную проволоку (IАCS). Эта шкала выражает проводимости в процентах по отношению к проводимости отожженной меди при 20°С, удельное сопротивление которой равно 1.7241·10-8 Ом·м (стандарт удельного сопротивления).
Таблица 1. Электрические параметры литейных алюминиевых сплавов
| BS/АА | Степень
твердости |
Проводимость
[% IАCS] |
Удельное электрическое
сопротивление [мкОм·м] |
| LM4/319.0 | M, тF (F, т6) | 32 | 0.054 |
| LM5/514.0 | M (F) | 31 | 0.056 |
| LM6 | M | 37 | 0.047 |
| LM9/А360.0 | M, тЕ (F, т10) | 38 | 0.045 |
| LM10/520.0 | тB (т4) | 20 | 0.086 |
| LM12/222.0 | M (F) | 33 | 0.052 |
| LM13/А332.0 | тЕ, тF (т10, т6) | 29 | 0.059 |
| LM16/355.0 | тB, тF (т4, т6) | 36 | 0.048 |
| LM18/443.0 | M (F) | 37 | 0.047 |
| LM20/413.0 | M (F) | 37 | 0.047 |
| LM21/319.0 | M (F) | 32 | 0.054 |
| LM24/380.0 | M (F) | 24 | 0.072 |
| LM25/356.0 | M, тЕ (F, т10) | 39 | 0.044 |
| LM30/390.0 | M, тS (F, т) | 20 | 0.086 |
Примечание:
Закалки даны в обозначениях британского стандарта с указанием в круглых скобках соответствующих им американских эквивалентов.
Таблица 2. Электрические параметры ковких алюминиевых сплавов
| АА | Степень
твердости |
Проводимость
[% IАCS] |
Удельное
сопротивление [мкОм·м] |
| Нелегированный алюминий | |||
| 1050 | О | 61 | 0.028 |
| 1060 | О | 62 | 0.028 |
| Н18 | 61 | 0.028 | |
| 1100 | О | 59 | 0.029 |
| Н18 | 57 | 0.030 | |
| 1200 | О, Н4, Н8 | 60 | 0.029 |
| Сплавы алюминий-медь | |||
| 2011 | Т3, T4(TD, TB) | 39 | 0.044 |
| T8(TH) | 45 | 0.038 | |
| 2014 | O | 50 | 0.034 |
| T3, T4(TD, TB) | 34 | 0.051 | |
| T6(TF) | 40 | 0.043 | |
| 2024 | O | 50 | 0.034 |
| T3, T4(TD, TB) | 30 | 0.057 | |
| T6(TF) | 37 | 0.046 | |
| T8(TH) | 39 | 0.044 | |
| 2219 | O | 44 | 0.039 |
| T31, T37(TD) | 28 | 0.062 | |
| T351 | — | — | |
| T62, T81(TF, TH) | 30 | 0.057 | |
| T851 | — | — | |
| 2618 | T61(TF) | 37 | 0.047 |
| Сплавы алюминий-марганец | |||
| 3003 | O | 47 | 0.037 |
| H12 | 42 | 0.041 | |
| H14 | 41 | 0.042 | |
| H18 | 40 | 0.043 | |
| 3004 | Все | 42 | 0.041 |
| 3105 | Все | 45 | 0.038 |
| Сплавы алюминий-магний | |||
| 5005 | О, Н38 | 52 | 0.033 |
| 5050 | О, Н38 | 50 | 0.034 |
| 5052 | О, Н38 | 35 | 0.049 |
| 5083 | Все | 29 | 0.060 |
| 5086 | Все | 31 | 0.056 |
| 5154 | Все | 32 | 0.054 |
| 5252 | Все | 35 | 0.049 |
| 5454 | Все | 34 | 0.051 |
| 5456 | Все | 29 | 0.060 |
| Сплавы алюминий-магний-кремний | |||
| 6061 | О | 47 | 0.037 |
| Т4(ТВ) | 40 | 0.043 | |
| Т6(ТF) | 43 | 0.040 | |
| 6063 | O | 58 | 0.030 |
| T6(TF) | 53 | 0.033 | |
| 6151 | O | 54 | 0.032 |
| T4(TB) | 42 | 0.041 | |
| T6(TF) | 45 | 0.038 | |
| 6262 | T9 | 44 | 0.039 |
| Сплавы алюминий-цинк-магний-медь | |||
| 7075 | O | 43 | 0.040 |
| T6(TF) | 35 | 0.049 | |
Примечание:
Степени твердости даны в американских обозначениях, при их отличии от британского стандарта соответствующие обозначения указаны в круглых скобках.
3. Технологические свойства
В Таблице 3 даны основные обозначения для обрабатываемости на станках и свариваемости алюминиевых сплавов.
Таблица 3. Технологические свойства алюминиевых сплавов
| АА | Степень твердости
АА (BS) |
Обрабатываемость
на станках |
Свариваемость |
| Нелегированный алюминий | |||
| 1050 | O, H12 | P | G |
| H14.16 | F | G | |
| 1060 | O, H12 | P | G |
| H14.18 | F | G | |
| 1100 | O, H12 | P | G |
| H14.18 | F | G | |
| 1200 | O, H12 | P | G |
| H14.18 | F | G | |
| Сплавы алюминий-медь | |||
| 2011 | T3,4,8(TD,TЕ,TH) | VG | NO |
| 2014 | O | G | F |
| T3,4,6(TD,TЕ,TH) | G/VG | F | |
| 2024 | T3,4,8(TD,TЕ,TH) | G/VG | L |
| 2219 | T3,8(TD,TH) | G/VG | G |
| 2618 | T61(TH) | G/VG | L |
| Сплавы алюминий-марганец | |||
| 3003 | O, H12 | P | G |
| H14.18 | F | G | |
| 3004 | O, H32 | F | G |
| H34.38 | G | G | |
| 3105 | O, H12 | P | G |
| H14.18 | F | G | |
| Сплавы алюминий-магний | |||
| 5005 | O, H12 | P | G |
| H14.18 | F | G | |
| 5050 | O | P | G |
| H32.38 | F/G | G | |
| 5052 | O, H32 | F | G |
| H34.38 | G | G | |
| 5083 | O, H111 | F | F |
| H323 | F | F | |
| 5086 | O, H32 | F | F |
| H34.38 | G | F | |
| 5154 | O, H32 | F | F |
| H34.38 | G | F | |
| 5252 | H24 | F | G |
| H25.28 | G | G | |
| 5454 | O, H32 | F | F |
| H34 | G | F | |
| 5456 | O | F | F |
| H111,321 | F | G | |
| Сплавы алюминий-магний-кремний | |||
| 6061 | O | F | G |
| T4, T6(TB,TF) | G | G | |
| 6063 | T1, T4(TB) | F | G |
| T5, T6(TF) | G | G | |
| 6262 | T6, T9(TF) | G/VG | G |
| Сплавы алюминий-цинк-магний-медь | |||
| 7075 | O | F | NO |
| T6(TF) | G/VG | NO | |
Примечание:
Обрабатываемость на станках: VG — очень хорошая, дающая превосходный конечный вид деталей, G — хорошая, дающая хороший вид деталей, F — неплохая, дающая удовлетворительный конечный вид деталей, Р — плохая, детали нуждаются в дополнительной обработке для получения удовлетворительного конечного вида. Свариваемость: G — хорошая, годная для всех технических способов сварки, F — хорошая, годная для большинства технических способов сварки, L — ограниченная свариваемость, No — не рекомендуется для сварки. Степени твердости даны в американских обозначениях, в круглых скобках — эквивалентные им обозначения по британскому стандарту.
4. Усталостные свойства
Предел усталости, при 50·106 циклах, алюминиевых сплавов находится в промежутке 0.3…0.5 от предела прочности на растяжение. Это значение для конкретного сплава зависит от его степени твердости.
5. Механические свойства литейных сплавов
В Таблицах 4 и 5 приведены механические свойства литейных алюминиевых сплавов. Модули упругости для всех сплавов равны примерно 71 ГПа, или ГН·м-2, за исключением сплавов с высоким процентным содержанием кремния (более 15%), у которых модули составляют 80.88 ГПа, или ГН·м-2. Чем выше процентное содержание кремния, тем выше модуль упругости сплава.
Таблица 4. Механические свойства литейных алюминиевых сплавов по системе AA
| АА | Процесс | Степень
твердости |
Предел прочности
на растяжение [МПа] |
Предел
текучести [МПа] |
Удлинение
[%] |
| 208.0 | S | F(М) | 145 | 97 | 2.5 |
| 242.0 | S | T21 | 185 | 125 | 1 |
| S | T571 | 220 | 205 | 0.5 | |
| S | T77 | 205 | 160 | 2 | |
| P | T571 | 275 | 235 | 1 | |
| P | T61 | 325 | 290 | 0.5 | |
| 295.0 | S | T4(TB) | 220 | 110 | 8.5 |
| S | T6(TF) | 250 | 165 | 5 | |
| 308.0 | P | F(M) | 195 | 110 | 2 |
| 319.0 | S | F(M) | 185 | 125 | 2 |
| S | T6(TF) | 250 | 165 | 2 | |
| P | F(M) | 235 | 130 | 2.5 | |
| P | T6(TF) | 280 | 185 | 3 | |
| 355.0 | S | T6(TF) | 240 | 175 | 3 |
| S | T7 | 265 | 250 | 0.5 | |
| P | T6(TF) | 290 | 190 | 4 | |
| P | T7 | 280 | 210 | 2 | |
| 356.0 | S | T6(TF) | 230 | 165 | 3.5 |
| S | T7 | 235 | 210 | 2 | |
| P | T6(TF) | 265 | 185 | 5 | |
| P | T7 | 220 | 165 | 6 | |
| 360.0 | D | F(M) | 325 | 170 | 3 |
| А360.0 | D | F(M) | 320 | 165 | 5 |
| 380.0 | D | F(M) | 330 | 165 | 3 |
| 413.0 | D | F(M) | 300 | 140 | 2.5 |
| C443.0 | S | F(M) | 130 | 55 | 8 |
Примечание: Значения пределов текучести указаны для 0.2% пробного напряжения. Значения степеней твердости даны в американских обозначениях с эквивалентными им обозначениями по британскому стандарту в круглых скобках. S — песочное литье, Р — литье в постоянную пресс-форму, D — литье в пресс-форму.
Таблица 5 . Механические свойства литейных алюминиевых сплавов по британскому стандарту BS
| BS | Процесс | Степень
твердости |
Предел прочности
на растяжение [МПа] |
Удлинение
[%] |
| LM4 | S | M(F) | 140 | 2 |
| S | TF(T6) | 230 | — | |
| C | M(F) | 160 | 2 | |
| C | TF(T6) | 280 | — | |
| LM5 | S | M(F) | 140 | 3 |
| C | M(F) | 170 | 5 | |
| LM6 | S | M(F) | 160 | 5 |
| C | M(F) | 190 | 7 | |
| LM9 | S | TЕ(T10) | 170 | 1.5 |
| S | TF(T6) | 240 | — | |
| C | M(F) | 190 | 3 | |
| C | TЕ(T10) | 230 | 2 | |
| C | TF(T6) | 295 | — | |
| LM10 | S | TB(T4) | 280 | 8 |
| C | TB(T4) | 310 | 12 | |
| LM12 | C | M(F) | 170 | — |
| LM13 | S | TF(T6) | 170 | — |
| S | TF7(T7) | 140 | — | |
| C | TЕ(T10) | 210 | — | |
| C | TF(T6) | 280 | — | |
| C | TF7 | 200 | — | |
| LM16 | S | TB(T4) | 170 | 2 |
| S | TF(T6) | 230 | — | |
| C | TB(T4) | 230 | 3 | |
| C | TF(T6) | 280 | — | |
| LM18 | S | M(F) | 120 | 3 |
| C | M(F) | 140 | 4 | |
| LM20 | C | M(F) | 190 | 5 |
| LM21 | S | M(F) | 150 | 1 |
| C | M(F) | 170 | 1 | |
| LM24 | C | M(F) | 180 | 1.5 |
| LM25 | S | M(F) | 130 | 2 |
| S | TЕ(T10) | 150 | 1 | |
| S | TB7(T7) | 160 | 2.5 | |
| S | TF(T6) | 230 | — | |
| C | M(F) | 160 | 3 | |
| C | TЕ(T10) | 190 | 2 | |
| C | TB7(T7) | 230 | 5 | |
| C | TF(T6) | 280 | 2 | |
| LM30 | C | M(F) | 150 | — |
Примечание: Степени твердости даны в обозначениях британского стандарта с американскими аналогичными обозначениями в круглых скобках. S — песочное литье, С — кокильная отливка, у которой скорость охлаждения выше, чем в песочном литье, например как при литье под давлением.
6. Механические свойства ковких сплавов
В Табл. 6 приведены типичные механические свойства ковких сплавов по системе Алюминиевой ассоциации США (AA).
Таблица 6. Механические свойства ковких сплавов
| АА | Степень
твердости |
Предел прочности
на растяжение [МПа] |
Предел
текучести [МПа] |
Удлинение
[%] |
Твердость
[ПB] |
| Нелегированный алюминий | |||||
| 1050 | O | 76 | 28 | — | — |
| H14 | 110 | 105 | — | — | |
| H18 | 160 | 145 | — | — | |
| 1060 | O | 69 | 28 | 43 | 19 |
| H12 | 83 | 76 | 16 | 23 | |
| H18 | 130 | 125 | 6 | 35 | |
| 1100 | O | 90 | 34 | 35 | 23 |
| H12 | 110 | 105 | 12 | 28 | |
| H18 | 165 | 150 | 5 | 44 | |
| 1200 | O | 87 | — | 30 | — |
| H12 | 108 | — | 8 | — | |
| H18 | 150 | — | 4 | — | |
| Сплавы алюминий-медь | |||||
| 2011 | T3(TD) | 380 | 295 | 15* | 95 |
| T8(Tн) | 405 | 310 | 15* | 100 | |
| 2014 | O | 185 | 97 | 18* | 45 |
| T4(TB) | 425 | 290 | 20* | 105 | |
| T6(TF) | 485 | 415 | 13* | 135 | |
| 2014
плакированный |
O | 170 | 69 | 21 | — |
| T4(TB) | 420 | 255 | 22 | — | |
| T6(TF) | 470 | 415 | 10 | — | |
| 2024 | O | 185 | 76 | 20 | 47 |
| T3(TD) | 485 | 345 | 18 | 120 | |
| T4(TB) | 470 | 325 | 20 | 120 | |
| 2024
плакированный |
O | 180 | 76 | 20 | — |
| T4(TB) | 440 | 290 | 19 | — | |
| T81(Tн) | 450 | 415 | 6 | — | |
| 2219 | O | 170 | 76 | 18 | — |
| T42(TB) | 360 | 185 | 20 | — | |
| T62(TF) | 415 | 290 | 10 | — | |
| T81(Tн) | 455 | 350 | 10 | — | |
| 2618 | Все | 440 | 370 | 10 | — |
| Сплавы алюминий-марганец | |||||
| 3003 | O | 110 | 42 | 30 | 28 |
| H12 | 130 | 125 | 10 | 35 | |
| H18 | 200 | 185 | 4 | 55 | |
| 3004 | O | 180 | 69 | 20 | 45 |
| H32 | 215 | 170 | 10 | 52 | |
| H38 | 285 | 250 | 5 | 77 | |
| 3105 | O | 115 | 55 | 24 | — |
| H12 | 150 | 130 | 7 | — | |
| H18 | 215 | 195 | 3 | — | |
| Сплавы алюминий-магний | |||||
| 5005 | O | 125 | 41 | 25 | 28 |
| H12 | 140 | 130 | 10 | — | |
| H18 | 200 | 195 | 4 | — | |
| H34 | 160 | 140 | 8 | 41 | |
| 5050 | O | 145 | 55 | 24 | 36 |
| H32 | 170 | 145 | 9 | 46 | |
| H38 | 220 | 200 | 5 | 63 | |
| 5083 | O | 290 | 145 | 22* | — |
| H112 | 305 | 195 | 16* | — | |
| H34 | 345 | 285 | 9* | — | |
| 5086 | O | 260 | 115 | 22 | — |
| H32 | 290 | 205 | 12 | — | |
| H34 | 325 | 244 | 10 | — | |
| 5154 | O | 240 | 115 | 27 | — |
| H32 | 270 | 205 | 15 | 67 | |
| H38 | 330 | 270 | 10 | 80 | |
| 5252 | H25 | 235 | 170 | 11 | 68 |
| H28 | 285 | 240 | 5 | 75 | |
| 5454 | O | 250 | 115 | 22 | 62 |
| H32 | 275 | 205 | 10 | 73 | |
| H38 | 370 | 310 | 8 | — | |
| 5456 | O | 310 | 160 | 24* | — |
| H111 | 325 | 230 | 18* | — | |
| H321 | 350 | 255 | 16* | 90 | |
| Сплавы алюминий-магний-кремний | |||||
| 6061 | O | 125 | 55 | 25 | 30 |
| T4(TB) | 240 | 145 | 22 | 65 | |
| T6(TF) | 310 | 275 | 12 | 95 | |
| 6061
плакированный |
O | 115 | 48 | 25 | — |
| T4(TB) | 230 | 130 | 22 | — | |
| T6(TF) | 290 | 255 | 12 | — | |
| 6063 | O | 90 | 48 | 25 | — |
| T4(TB) | 170 | 90 | 22 | — | |
| T6(TF) | 240 | 215 | 12 | 73 | |
| 6151 | T6(TF) | 220 | 195 | 15 | 71 |
| 6262 | T9 | 400 | 380 | 10* | 120 |
| Сплавы алюминий-цинк-магний-медь | |||||
| 7075 | O | 230 | 105 | 17 | 60 |
| T6(TF) | 570 | 505 | 11 | 150 | |
| 7075
плакирOванный |
O | 220 | 95 | 17 | — |
| T6(TF) | 525 | 460 | 11 | — | |
Примечание: * — указывает, что удлинение измерено на образце для испытаний толщиной 12.5 мм. Для всех других сплавов образцы для испытаний имели толщину 1.6 мм. Твердости измерены при нагрузке 500 кг с помощью шара диаметром 10 мм. Степени твердости обозначены соответственно американской системе, отличающиеся британские обозначения даны в круглых скобках.
7. Тепловые свойства
Температурный коэффициент линейного расширения ковких алюминиевых сплавов имеет тенденцию изменяться примерно от 22 до 24·10-6·°С-1, для литейных алюминиевых сплавов он в основном ниже, примерно от 18 до 22·10-6·°С-1. Оба значения указаны для температур 20…100°С. Ковкие сплавы имеют при 20°С коэффициент теплопроводности 100…200 Вт·м-1·°С-1, литейные сплавы — 90.150 Вт·м-1·°С-1. В Таблице 7 приведены значения этих параметров для некоторых ковких сплавов.
Таблица 7. Тепловые свойства ковких алюминиевых сплавов
| Сплав | Степень
твердости |
Температурный коэфф.
линейного расширения [10-6·°С-1] |
Коэффициент
теплопроводности [Вт·м-1·°С-1] |
| Нелегированный алюминий | |||
| 1050 | O, H8 | 24 | 230 |
| 1060 | O, H18 | 24 | 234 |
| 1100 | O | 24 | 222 |
| H18 | 24 | 218 | |
| 1200 | O, H4, H8 | 24 | 226 |
| Сплавы алюминий-медь | |||
| 2011 | T3, T6(TD, TF) | 23 | 163 |
| 2014 | T4(TF) | 22 | 142 |
| T6(TF) | 22 | 159 | |
| 2024 | T3, T4(TD, TB) | 23 | 121 |
| 2618 | T6(TF) | 22 | 151 |
| 3003 | O | 23 | 180 |
| H18 | 23 | 155 | |
| 3105 | Все | 24 | 172 |
| Сплавы алюминий-магний | |||
| 5005 | Все | 24 | 201 |
| 5050 | Все | 24 | 191 |
| 5052 | Все | 24 | 137 |
| 5083 | Все | 25 | 109 |
| 5086 | Все | 24 | 127 |
| 5154 | Все | 25 | 138 |
| 5454 | Все | 24 | 147 |
| 5456 | Все | 24 | 116 |
| Сплавы алюминий-магний-кремний | |||
| 6061 | Все | 24 | 156 |
| 6063 | Т4(ТВ) | 24 | 197 |
| Т6(ТF) | 24 | 201 | |
| 6151 | T4(TB) | 23 | 163 |
| T6(TF) | 23 | 175 | |
| Сплавы алюминий-цинк-магний-медь | |||
| 7075 | T6(TF) | 24 | 130 |
Примечание: Степени твердости даны в американской системе, отличающиеся значения по британскому стандарту указаны в круглых скобках.