上次出行的装备评价

blackfree · 2004-05-18 14:16

用于户外的铝合金基本是7000系， 继续找资料

铝合金的种类和特性

合金

主要合金成分

典型合金型号

拉伸强度(MPa)

用途

非热处理型合金

1000系

Fe、Si、Cu

1070、1050、1100、1200

50-200

日用品、散热片、罩盖、铭牌、包装、建材、印刷板、电线、装饰品、反射板

3000系

Mn

3003、3004、3005

100-300

日用品、散热片、包、罐、建材、彩铝

4000系

Si

4032、4043、4343

活塞、气缸盖、热交换器、焊条、建材

5000系

Mg

5052、5082、5182、5083

100-400

建材、车辆、船舶、照相机、扣钉、低温油箱、压力容器

热处理型合金

2000系

Cu、、Mg

2011、2017、2024

300-500

飞机、气缸盖、活塞、电位器、钢钉、油压部件

6000系

Mg、Si

6061、6063、6262

150-400

建材、车辆、家俱、船舶、家电、照相机、电线、网球拍

7000系

Zn、Mg

7003、7N01、7075

350-700

飞机、车辆、船舶、散热片、垒球棒

blackfree · 2004-05-18 14:21

7000系列 　ALxZnxMg系

7072 7072 電極電位低，主要用於防蝕性覆蓋皮材，亦適用於熱交換器之散熱片。 鋁合金合板材之皮材，散熱片
7075 7075 鋁合金中具有最高強度的合金之一，但耐蝕性不佳，與7072之覆蓋皮材可改善其耐蝕性，但成本提高。 航空器、滑雪杖
7050 7050 改善7075淬火性之合金，耐應力腐蝕裂痕性良好，適用於厚板、鍛造品 航空器、高速回轉體
7N01 　 7N01 溶接構造用合金，強度高而且溶接部之強度於常溫放置，可回後到接近母材的強度。耐蝕性也非常良好。 車輛、其他陸上構造物、航空器
7003 7003 溶接構造用擠出合金，強度比7N01略低，但擠出性良好，可作薄肉之大型形材，其他之特性大致與7N01相同。 車輛、機車車輪外圈

blackfree · 2004-05-18 14:36

如果有学材料的山友能给大家讲讲铝合金就好了。
收集这些资料希望对将来选帐篷有用。好帐篷的关键是好竿。

铝合金的发展可追溯到1906年时效强化现象在柏林被Alfred Wilm偶然发现，硬铝Duralumin、随之研制成功并用于飞机结构件上。在此基础上随后开发出的Al-Cu-Mg系合金，如2014和2024，其抗拉强度为350~480MPa'，至今仍在使用。第二次世界大战期间，由于军用航空材料的需要，抗拉强度超过500ＭＰ'的Al-Zn_Mg_Cu.合金发展起来，其中最著名的合金是7075。第二次世界大战后，－系列新合金（尤其是7000系），如7050、7010、7475和7055等研制成功。这些铝合金的研制，在不断提高强度的同时，更加注重改善其抗应力腐蚀性能和断裂韧性，以提高构件的工作可靠性。目前，高强、高韧是铝合金发展的主要方向。

铝合金的新进展

（1）Al-Cu-Mg合金系（2000）。

为提高2024的断裂韧性，通过控制合金中的Fe、Si杂质量并调整溶质元素的量，美国研制出了2124、2048和2524等合金[1,10]。其中新合金2524已广泛用于B777机身，在强度相当的条件下，其断裂韧性和抗疲劳能力明显优于2024。

2000系合金的高温蠕变强度很高，典型合金有2618和2219。其中2219合金是一种焊接性、耐热性、韧性都很好的合金，主要用作航空油箱材料。进一步降低2219合金中的Fe、Si杂质量，提高Cu含量使之超过固溶极限以上，开发了韧性更高的2419、2021及2004合金，而且2004合金超塑性能良好。　　研究发现，微量Ag(~0.1at.%)可促进所有含Mg铝合金的时效强化。由此开发出的典型合金有Al-4Cu-0.3Mg-0.4Ag和Al-6.3Cu-0.4Mg-0.4Ag-0.3Mn-0.2Zr。与其他2000系合金相比，前者具有优良的蠕变性能；后者既具有较高的室温强度，又提高了高温和蠕变性能。最近，法国也发明了一种高蠕变强度的含Ag铝合金（芙国专利No.5738735）。

（2）Al-Zn-Mg-(Cu)合金系（7000）。

对于7000系合金，长期困扰的问题是7079-T6和7075-T6等合金抗应力腐蚀开裂性差，为此开发了T73热处理工艺。T73热处理对防止应力腐蚀很有效，但与T6处理相比，材料强度降低了15％。　　因此，很多研究都围绕着如何既获得T6的强度又具有T73的抗应力腐蚀性能。通过调整成分和工艺，出现了7049、7050、7150和7033等合金；添加Zr代替Cr，开发了7010和7012合金；在T73之前对合金进行热变形；采用T77处理工艺的合金，如7055-T7751，用于B-777客机以承受压缩载荷为主的上机翼翼面，使其重量减少了635kg[1,6,10]；英国开发、1999年6月在美国注册的7034合金，则具有优秀的损伤容限[13]。

（3）Al-Li合金系。

铝锂合金作为一种低密度、高弹性模量、高比强度和高比刚度的铝合金，在航空航天领域显示出了广阔的应用前景。例如，美国1998年用2195铝锂合金代替2219合金，制造奋进号航天飞机的液氢液氧外推进剂贮箱，减轻重量约3500ｋｇ，获得巨大效益。

按时间顺序和性能特点可将铝锤合金划分为三代。第一代以1957年美国Alcoa公司研究成功的2020合金为代表，但其塑韧性水乎太低。第二代为20世纪70~80年代发展起来的铝锂合金，其中具有代表性的合金有.苏联的1420，美国的2090，英国的8090和8091，法国的2091等，这些合金具有密度低、弹性模量高等优点，都已获得了一定的应用，其中1420是目前最为成熟的铝锂合金。进入20世纪90年代以后，人们针对第二代铝锂合金本身存在的各向异性、不可焊、塑韧性及强度水平较低等问题，开发出了一些具有特殊优势的第三代新型铝锂合金。如高强可焊的1460和Weldalite系列合金，低各向异性的AF/C489和AF/C458台金，高韧的2097和2197合金，高抗疲劳裂纹的C-155合金，及经特殊真空的XT系列合金，超轻的8024Al-Li_zr合金（1999年注册）等。其中对高强可焊合金和低各向异性合金的研究最多，是第三代铝锂合金的发展方向。表2为第三代主要铝锂合金的典型性能。

blackfree · 2004-05-18 14:44

简直是疯狂，这个介绍就比较全了。慢慢消化。

鋁合金分為兩大類：

(1) Heat treatable alloy
(2) Non-heat treatable

熱處理鋁合金為2XXX，6XXX，7XXX或2XX.X，3XX.X，7XX.X，其區分是熱處理鋁合金如施以適當熱處理其內部結構發生一種相變化，產生細緻析出物，藉此種析出物，強化材料。這種現象叫析出硬化或時效硬化。

(Heat treatable alloy =precipitation-hardenable alloy)

非熱處理合金則無析出硬化現象(但也會有析出物)，故其強化作用通常借助一般的方法，如因溶體強化，加強化細晶強化。

(1) 鋁合金之特性

首先我們先討論鋁及其合金的特性來說明鋁及鋁合金為何大量的被運用。
(a) 輕~2.7Mg/m，差不多是同體積銅或鋼的1/3重量。
(b) 防腐蝕能力強。
(c) 可反射輻射能—可見光、輻射熱、電磁波。
(d) 導電及導熱能力強，且又是非鐵磁性。
(e) non-sparking
(f) 無毒性
(g) 外觀及表面易處理
(h) 機械性質良好
(i) 存量多

鋁合金的代號甚多，例如：A.A(Aluminum,Association)

Al coa：(Alumunum Company of America)，JIS，DIN，BS等等，在我們僅說明A.A.代號及J.I.S代號：

A.A.代號用四位數字表示
1XXX 純鋁系 99.00%以上
2XXX Al-Cu
3XXX Al-Mn
4XXX Al-Si
5XXX Al-Mg
6XXX Al-Mg-Si
7XXX Al-Zn
8XXX 前代號以外之系統
9XXX 備用

J.I.S代號 A2P1
A- 代表鋁
2-表示大區別 1.鋁 2.耐蝕鋁合金 3.高力鋁合金 4.耐熱鋁合金
P-表示形狀 P板 R條 E圓板 PC合板 RC合條 T管
                        B棒 W線 S擠壓形材 V卯釘材 F鍛造品
                        H箔 TW熔接管 BC導體
1-表示種類 特1 特2分別用S.O

(2) 鋁合金之析出硬化

當金屬所受襪力超過其降伏強度時，即發生塑性變形，從內部微結構的觀點來看，變形最主要是由差排(dislocation)再受外力下，開始移動而造成。因此差排運動的難易關係到金屬的強度，差排越不易運動，則外加力勢必越大材足以使他移動而形成塑性變形，此時材料呈現的強度越高，反之，呈現的強度越低。因而各種使材料強化的手段包括設計適當合金成分、施加適當鑄造技術、熱處理技術、加工技術，實質上就是造成材料內部差排移動阻礙的因素，阻礙差排運動的因素有溶質原子(即所謂固溶強化)、差排互相干擾(即加工強化)、晶界(即細晶強化)、麻田散相(即麻田散強化)、第二相顆粒(有散佈強化、擴散強化、析出強化)等。

    在上述強化方法中，乙烯初強化最晚為人類所發現，但他是一種十分有效的強化方法，可使一個材料晶析出硬化熱處理提高5至6倍的強度，許多高級的結構材料即靠析出強化來獲致其強度，如Al-Zn-Mg，Al-Cu、Al-Mg-Si，

Cu-Be、麻時效鋼(maraging steel)、析出硬化型不銹鋼等。

    以Al-Cu合金平衡圖為例，可瞭解此種原理。由圖可看出鋁基地(α相)對Cu的飽和溶解度，再548℃時是5.7%，隨溫度逐漸下降，至0℃時僅0.2%。當鋁基地中的Cu含量超過此一固線(solvus line)時，多餘的Cu含量便以θ(CuAl 化合物)析出來。例如Al-4%Cu合金，在540℃時Cu全鋁基中而為α固溶體，如果將之緩慢冷卻，到了A點以下，飽和溶解度開始低於4%，此時θ便開始析出，沿晶界析出較粗大，基地內析出較小些。如果吾人採用快速冷卻，例如將之淬火至室溫水或更低溫液體，由於冷卻速率太快，不超過1~2秒的時間，就到達低溫狀態，故此時不像食鹽水之能迅速析出沉澱，在這短時間內，θ相是來不及析出的。且由於固體中原子擴散速率再低溫時甚為緩慢，在一段時間內，析出幾乎被抑制，因而淬火後得到的是過飽和的固溶體。

    淬火在時效析出物比緩慢冷卻者細小而緻密，由於前以敘述及析出物越緻密，其析出強化效果越好，固實用的析出硬化熱處理程序必須包括下列三個基本步驟：

固溶熱處理(solution treatment)→淬火(quench)→時效處理(aging treatment)

固溶處理係指將材料生溫至固溶體單相區一段時間，以便讓溶質全部溶入基地而成單一α相；淬火係指將固溶處理後的材料迅速冷卻以得飽和固溶體。時效處理則將此過飽和固溶體放置在恆溫，使其逐漸析出析出物而造成性質上的變化。此恆溫若為室溫則稱為自然時效(natural aging)，若在叫高溫爐中進行則稱之為人工時效(artificial aging)。

    圖3-1顯示一個典型的時效硬度曲線，硬度在時效初期質逐漸上升，對時間後達最高硬度，過了最高點，硬度逐漸下降，這三個階段分別稱做初時效、最高時效及過時效；一般而言，初時效硬度上升是由於析出物逐漸析出，體積比逐漸增加，析出物間距越小所致；到了最高時效時，此時析出物呈現最佳的分佈狀態，亦即對差排的阻力最大；過時效的形成是由於析出物的粗化，所謂粗化就是說由於析出物在希望減少總表面積以降低總表面能的趨使下，大的析出物越長越大，小的析出物逐漸變小而消失，亦即粗化的結果，造成析出物半徑增大，個數減少，間距加大，根據前述之強化機構，可之粗化降低對差排的阻力，並使硬度下降。

                                               圖3-1典型之硬度時效曲線

(3)鋁合金熱處理技術

1. 熱處理鋁合金加工代號
F：As fabricated表示冷加工，熱加工或鑄造成形後不在施以特別處理。
O：Annealed表示退火至最低強度水平之鍛製品，及經退火增加延展性及尺寸安定性之鑄造品。
H：Strain Hardened表示經加工變形之鍛製品。
W：Solut heat treated：表示僅固溶體處理後自然時效W1/2 hr。
T：Heat treated to produce stable tempers other than F . O . or H .

2. 熱處理代號
H1：僅加工硬化者
H2：加工硬化且未完全退火(部分退火)
H3：加工硬化作低溫加熱以便稍微降低強度以增進延展性及安定性
H1X，H2X，H3X
X由1~8
8：50℃以下將完全退火之合金施以75%冷滾所的之強度
0：為完全退火之強度
4→8+ 0/2
H 112 製造成形時加工硬化但加工量為加以控制
H 321 製造成形時加工硬化，加工量特定

3. T代號之細分
T 1 從較高溫之成形加鑄造、擠形等過程中冷卻下來並自然時效。
T 2 從較高溫之成形施以冷加工並自然時效。
T 3 固溶體處理後，冷加工並自然時效
T 4 固溶體處理後，直接自然時效
T 5 輕較高溫度成形施以人工時效
T 6 固溶處理後人工時效
T 7 固溶處理後人工時效至過時效狀態
T 8 固溶體處理後，冷加工並人工時效
T 9 固溶體處理後人工時效並冷加工
T 10 較高溫之成形施以冷加工並人工時效
TX 51 固溶體處理後用伸張的方法消除內部應力
TX 52 固溶體處理後用壓縮的方法消除內部應力
TX 53 用伸張及壓縮的方法消除內部應力

4. 熱處理注意事項：

1.Solution Heat Treatment 固溶體處理
一般處理溫度約只低於共晶溫度10~15℉，對於高成分的合金要避免超過共晶溫度，否則發生共晶反應在晶界上形成脆性之共晶結構影響材質

1. Over heating
2. Nonequilibrium Melting
3. Underheating
4. Solution Treating time, soaking time
5. High Temperature Oxidation 高溫氧化

2.Quenching淬火

淬火之目的在造成過飽和之固溶體，最理想的淬火是保持固溶體之溶解度→細密、析出強度高，且耐蝕及抗屬力腐蝕性也會改善→保持大量之Vacancy有益析出硬化

原則上淬火速率越快，淬火溫度越低越好，但是淬火速率太快往往會造成變形或內部應力，因此對形狀較不規則的物體仍採慢淬火為宜。

注意事項：
1. 操作需迅速→遲了機械性質、耐力、伸度會劣化，組織不均勻也會降低耐蝕性越薄→越快。
2. 淬火材料要夠

3.Precipitation Heat Treatment(時效處理)析出熱處理溫度越高硬度上升越快達到硬度之時間越短，但最高硬度相形下降，而工業上，溫度越高，成本越大。自然時效 natural aging(常溫時效)如2040合金，T4人工時效 artificicl aging, Precipitation heat treatment 7075自然時效雖快但硬化一直增加中難獲安定之結構，故此合金採人工時效。一般而言，過時效之伸長率與韌性數初時效差一般合金不適合作過時效處理，但若考慮高溫安定性時，較高溫之過時效是以必要的。另外7000系鋁、鋅鎂合金t6處理之強度高，但抗蝕性最差，過時效反可大幅改善，因之7000系如7075，在實用上如應力腐蝕顧慮時必將T73或T76處現。淬火後再低於常溫保持時，一般會抑制析出，如2014，2017，2024在-20℃放置一周幾乎不變-遲效，如2117—鉚接材

4. 退火Annealing
Full annealing 充分退火，對加工硬化物之物件通常以再結晶而對可熱處理合金溶質均以全部析出(防止自然析出)
如太高溫度或長時間加熱的話，結晶粒粗大，機械性質差，甚至肌膚粗糙。
油污(oil station)→因油脂使表面變色
部分退火(低溫退火)→高於常溫，加熱時間短→結晶細而且軟→只適用於薄而形狀單純者

blackfree · 2004-05-18 15:35

7075/T6的强度是572 MPa ，
7178/T6的强度是607MPa，
看来7178/T6的杆子还要优于7075/T6的杆子。