完整版2219铝合金力学性能及生产加工工艺

1、2219铝合金具有比强度高，低温和高温力学性能好，断裂韧度高，抗应力腐蚀性能好等特 点，适用于在高温315c下工作的结构件、高强度焊接件，在航天和航空得到广泛的应用。2219 铝合金属于可热处理强化形变形铝合金，在固溶时效处理之后，铝合金的力学性能得到很大提Hj。一、化学成分2219铝合金管材的化学成分应符合 GB/T3190变形铝及铝合金化学成分 国标的规定， 具体化学成分见表1 0表1 2219铝合金的化学成分CuMnSiZrFeMgZnVTiAl5.86.80.20.4< 0.20.10.25< 0.3< 0.020.100.050.150.020.1Ba、2219铝合

2、金的主要性能不同热处理状态下的2219铝合金在 20° C时的体积电导率为 44/%IACS（O态）、28/%IACS（T31、T37、T351 态）、30/%IACS（T62、T81、T87、T851 态）；不同状态的 2 219 铝 合金在 20 0 C寸的电阻率为 39/n Q - m（卷卜 62/n Q - m（T31T37、T351 态）、57/n Q - m（T62 T81、T87、T851态）；各种状态下的 2219铝合金在 20 ° C时的电阻温度系数均为0.1/nQ m-1M其中T3表示经过热处理之后再冷加工处理，最后自然时效到基本稳定的状态， 第二位数字

3、表示经过热处理之后进行冷加工的变形量。T62适用于退火态或者自由加态的材料，经过固溶热处理之后，进行人工时效的产品。T8表示经过固溶热处理之后进行经冷加工， 最后人工时效的状态，第二位数字代表冷加工时，对材料进行的变形量。止匕外，在上述所述热 处理状态的代号后面添加“ 51”，表示产品进行了消除应力处理。2219-O热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹T生模量分别为175 MPa、75 MPa、 18 %以及73 GPa； 2219-T42热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹性模量分别 为360 MPa、185 MPa、20 %以及73 GPa； 2219-T31和2219

4、-T351热处理状态下的抗拉强度、 屈服强度、延伸率以及弹性模量分别为360 MPa、250 MPa、17 %以及73 GPa； 2219-T37热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹性模量分别为395 MPa 315 MPa、11%以及73 GPa； 2219-T62热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹性模量分别为415MPa、290 MPa、10%以及73 GPa； 2219-T81和2219-T851热处理状态下的抗拉强度、屈服 强度、延伸率以及弹性模量分别为455 MPa 350 MPa、10 %以及73 GPa； 2219-T87热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延

5、伸率以及弹性模量分别为475 MPa 395 MPa、10 %以及73GPa。三、加工工艺a铝合金型材生产包括熔铸、挤压和氧化三个过程。1、熔铸是铝材生 产的首道工序。主要过程为：（1）配料：根据需要生产的具体合金牌号， 计算出各种合金成分的添加量，合理搭配各种原材料。（2）熔炼：将配好的原材料按工艺要求加入熔炼炉内熔化，并通过除气、除渣精炼手段将熔体内的杂渣、气体有效除去。（3）铸造：熔炼好的铝液在一定的铸造工艺条件下，通过深井铸造系统，冷却铸造成各种规格的圆铸棒。2、挤压：挤压是型材成形的手段。先根据型材产品断面设计、制造出模具，利用挤压机 将加热好的圆铸棒从模具中挤出成形。3、氧化：挤压

6、好的铝合金型材，其表面耐蚀性不强，须通过阳极氧化进行表面处理以增 加铝材的抗蚀性、耐磨性及外表的美观度。其主要过程为：（1）表面预处理：用化学或物理的方法对型材表面进行清洗，裸露出纯净的基体，以利于获得完整、致密的人工氧化膜。还可以通过机械手段获得镜面或无光(亚光)表面。(2)阳极氧化：经表面预处理的型材，在一 定的工艺条件下，基体表面发生阳极氧化，生成一层致密、多孔、强吸附力的AL203膜层。(3)封孔：将阳极氧化后生成的多孔氧化膜的膜孔孔隙封闭，使氧化膜防污染、抗蚀 和耐磨性能增强。氧化膜是无色透明的，利用封孔前氧化膜的强吸附性，在膜孔内吸附沉 积一些金属盐，可使型材外表显现本色(银白色)

7、以外的许多颜色，如：黑色、古铜色、 金黄色及不锈钢色等。b. 2219管材制作工艺流程1、2219-T6铝合金 42 mm X 15 mm。卜径X壁厚)管材试制工艺流程：熔炼铸造空 心铸锭一均匀化退火一车皮一铸锭(270 mm/106mm x 750 mm)加热 35 MN 水压机 挤压管毛料(135 mm/20mmx L)锄断、车皮、链孔(132.5 mm/20 mm 乂 250 mm) 一 铸锭加热一 6 MN水压机二次挤压管材(42 mmx 15 mm) TU尾一淬火一矫直一取样、 切成品一时效一检查。2、铸锭及均火制度，空心铸锭尺寸为270 mm/106 mm x 750 mm,铸锭需

8、要进行均匀化退火，其工艺制度为：铸锭加热温度515c530C,保温24 h。3、采用二次挤压工艺挤压42 mmx 15mm(外径X壁厚)的管材。首先在35 MN挤 压机上挤压管材毛料，规格为 135 mm/20 mm,挤压系数为3.6,残料为50 mm；然后 在6MN立式水压机挤压，挤压系数为11.6,残料为10 mm,挤压后管材尺寸为42mm X15mm。表2为试验中一次挤压温度为 350390c时最终管材的力学性能。表2 一次挤压温度为350390c时最终管材的力学性能二次挤压挤压筒温挤压温RmRp0.2A/%机/MN度/C度/CN/mm 2N/mm 236035039038322822.

9、442045038522822.1640035039038522721.942045038923121.545035039038922921.942045039623421.2c. 2219铝合金大型锻环加工工艺1 .2000 mm/1 800 mm x 400 mm 锻环成型工艺流程为：熔炼铸造一切头、切尾、取低倍检测氧化膜一切毛料一铸锭加热一自由锻造一冲孔一环锻一机加工一淬火一矫直 一时效一取样一探伤一成品验收。2 .铸造及均火制度，铸锭尺寸680 mmX1 380 mm,铸锭进行均匀化退火，均匀化 退火温度515C 530C,保温24 h。3 .锻造工艺(1)备料： 680 mmx 1

10、380 mm 铸锭。(2)加热：430c450C,保温9 h以上。(3)锻造：锻粗至高度为460 mm,用330 mm冲头中心冲孔，冲后平整，平整后高 度 H 为 460 mm。机加中心孔：加工后尺寸350+10 mm(5)环锻：采用马架环锻方式进行铸造，环锻机加后尺寸：200+10 mm/1800% mm x400+1omm。成品的常温力学性能，淬火、时效后需要达到表3中规定的力学性能指标。表3力学性能指标要求纵向横向高向R p0.2R p0.2A/)R p0.2Rm /(N - mm2)A/%R m /(N - mn2 )R m /(N - mm2 )A/%/(N -mm 2 )/(N -

11、 mm 2 )%/(N - mm 2 )390270738026053602404四、部分2219合金的标定抗拉性能极限轧制的或冷精拉线材、棒材状态匕产品规格/mm(T 0.2/MPa(T b/MPa6/%T85112.70050.800275400450.825101.6002703954挤压的线、棒、型材状态匕产品规格/mm(T 0.2/MPa(T b/MPa6/%O125max221max12T31、 T3510、 T3511<12.6751802901412.70076622503706T81、 T8510、 T85112904006自由锻件状态匕产品规

12、格/mm(T 0.2/MPa(T b/MPa6/%T6纵轴向2754006轴的长横向2553804轴的短横向2403652T852纵轴向3454256轴的长横向3404254轴的短横向31541531 H.-K. Kim, W.-J. Kim, Failure prediction of magnesium alloy sheets deforming at warmtemperatures using the Zener-Holloman parameter, Mech. Mater. 42 (2010) 293 W03.doi:10.1016/j.mechmat.2009.12.003.2 G. Ji, F. Li, Q. Li, H. Li, Z. Li, A comparative study on Arrhenius-type co