铝合金按成分和工艺性能可分为铸造铝合金和变形铝合金。变形铝合金按使用性能和工艺性能分为四类:防锈铝、硬铝、超硬铝和锻造铝。
1.防锈铝
防锈铝的主要合金元素是锰和镁,属于Al-Mn和Al-Mg系合金。这种铝合金是一种不能及时强化的铝合金。锻造、退火后成为单相固溶体,具有较高的耐蚀性和良好的塑性。锰在铝中可以通过固溶强化来提高铝合金的强度,但其主要作用是提高铝合金的耐蚀性。A1-Mn系合金中的二相Mnal6与铝的化学性质接近,因此锰系合金具有良好的耐蚀性。镁对铝合金的耐蚀性损害较小,并具有良好的固溶强化作用。
防锈铝具有较强的承压加工能力,可以通过冷压加工产生加工增强。它的焊接性也很好,但切割性很差(因为它很软)。防锈铝用于制造耐腐蚀、低应力的部件,如油管、油箱、铆钉等。
2.硬铝
硬铝基本上是一种AU-Cu-Mg合金,在铜和镁中添加了少量的锰。除固溶强化作用外,还形成CuA12(ー相)、Al2CuMg(S相)等强化阶段。加入锰主要是为了提高合金的耐蚀性,同时也有一定的固溶强化作用。但锰的沉淀倾向较小,因此不参与及时过程。各种硬铝均可及时强化;合金中铜、镁含量越高,及时强化效果越显着,强度越高,但塑性和耐蚀性降低。根据合金的合金化程度、机械性能和工艺性能,硬铝可分为焊接硬铝(2A01、2A10)、中硬铝(2Al1)、分离硬铝(2A12、2A06)、耐热铝硬铝(2A02)等等。
硬铝是航空工业中使用更广泛的变形铝合金。淬透性强,热处理后强度可达500MPa。用于制造飞机上的各种承重部件。
硬铝的耐腐蚀性较差,特别是在海水中。这是因为其含有较高的钢和铜固溶体,且化合物的电极电位比晶界更容易引起晶间腐蚀。
3.超硬铝
超级硬铝主要是Al-Cu-Mg-Zn系,如7A04等,除ー相和S相外,还有MgZn2(ー相)和Al2Mg3Zn3(T相)。淬火、时效处理后的室温强度。
可超过600mpa,是一种强度很强的变形铝合金。该合金的缺点是抗疲劳性能差,对应力集中敏感,应力腐蚀倾向明显,耐热性比硬铝低。
4.锻造铝
变形铝属于Al-Mg-Si-Cu系和Al-Cu-Mg-Ni-Fe系合金。这种铝合金虽然合金元素较多,但各元素的含量很少,因此具有良好的热塑性。适合制造各种航空航天锻件,特别是形状复杂的大型锻件。合金中可形成Mg2Si、Al2Cumg和Cual2等化合物。当添加人铁和镍时,可提高合金的使用温度,故称为耐热锻造铝合金。常用的锻造铝合金有6A02.2A50.2B50和2A14。其供给状态一般为淬火和人工时效。
对于需要在低温下工作的铝合金,通常添加少量过渡元素锰、铬、锗、钛等,使其溶解在基体中,可以大大提高再结晶温度。当扩散的二相析出时,能有效防止再结晶。结晶过程和晶粒生长。再结晶温度也是反映耐热性的指标。