2022年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 315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高。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 。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二、2219 铝合金

2、的主要性能不同热处理状态下的2219 铝合金在20c 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 c 时的电阻率为39/nm(o 态)、62/nm(t31、t37、t351 态)、57/nm(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/ n m k-1。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，第二位数字表示经过热处理之后进行冷加工的变形量。t62

3、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。此外，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、延伸率以及弹性模量分别为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-t351 热处理状态下的抗拉强度、屈

4、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415 mpa、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、延伸率以及弹性模量分别为

5、475 mpa、395 mpa、10 %以及 73 gpa。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：挤压好的铝合金型材

6、，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。还可以精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - -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

7、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）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 15 mm( 外径 壁厚)管材试制工艺流程 : 熔炼铸造空心铸锭 均匀化退火 车皮铸锭( 270 mm/106 mm 750 mm) 加热 35 mn 水压机挤压管毛料 ( 135 mm/20mm

8、 l) 切断、 车皮、 镗孔( 132.5 mm/20 mm 250 mm) 铸锭加热 6 mn 水压机二次挤压管材 ( 42 mm 15 mm) 切尾淬火矫直取样、切成品 时效检查。2、铸锭及均火制度，空心铸锭尺寸为270 mm/106 mm 750 mm，铸锭需要进行均匀化退火，其工艺制度为: 铸锭加热温度515530，保温 24 h。3、采用二次挤压工艺挤压42 mm15mm( 外径壁厚 )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

9、尺寸为 42mm15mm。表 2 为试验中一次挤压温度为350390时最终管材的力学性能。表 2 一次挤压温度为350 390时最终管材的力学性能二次挤压机/mn挤压筒温度/挤压温度/rmn/mm 2rp0.2n/mm 2a/%6360350 39038322822.4420 45038522822.1400350 39038522721.9420 45038923121.5450350 39038922921.9420 45039623421.2c.2219 铝合金大型锻环加工工艺12000 mm/1 800 mm400 mm 锻环成型工艺流程为 :熔炼铸造切头、切尾、取低倍检测氧化膜切毛料

10、铸锭加热自由锻造冲孔环锻机加工淬火矫直时效取样探伤成品验收。2. 铸造及均火制度，铸锭尺寸680 mm1 380 mm，铸锭进行均匀化退火，均匀化退火温度 515 530，保温 24 h。3. 锻造工艺(1)备料： 680 mm1 380 mm 铸锭。(2)加热： 430450，保温 9 h 以上。(3)锻造：镦粗至高度为460 mm，用 330 mm 冲头中心冲孔，冲后平整，平整后高度 h 为 460 mm。(4)机加中心孔：加工后尺寸3500+10mm。精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - -

11、 - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - -(5)环锻：采用马架环锻方式进行铸造，环锻机加后尺寸：2000+10mm/1800-100mm 4000+10mm。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m /(nmm2 )p0.2 /(n mm2 )a/%m /(n mm2 )p0.2 /(nmm2 )a/%m /(nmm2 )p0.2 /(nmm2 )a/%390270738026053602404四、部分 2219 合金

12、的标定抗拉性能极限轧制的或冷精拉线材、棒材状态与产品规格 /mm0.2/mpab/mpa/%t85112.70050.80050.825101.60027527040039544挤压的线、棒、型材状态与产品规格 /mm0.2/mpab/mpa/%o125max221max12t31、t3510、t351112.6751802901412.70076622503706t81、t8510、t85112904006精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可

13、选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - -自由锻件状态与产品规格 /mm0.2/mpab/mpa/%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 warm temperatures using the zener-holloman parameter, mech. mater. 42 (2010) 293 303. 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 constitutive model and artificial neural network model to predict high-temperature deformation behaviour in aermet100 steel, m