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超硬铝合金

超硬铝合金

超硬铝合金指的是具有超高强度的铝-锌-镁-铜系合金，是现有铝合金中强度最高的，故又有超高强铝合金之称。其典型合金牌号有中国的7A04(LC4)合金，美国的7075合金和前苏联的B95合金。为了进一步提高强度，在这些合金的基础上，中国发展了LC6合金，美国发展了7178合金，前苏联发展了B96合金。这类合金可热处理强化，在人工时效状态下使用。

介绍
变形铝合金的一类，主要是铝锌镁铜系合金，代号LC。强度 极限可达500～700MPa，是目前室温强度最高的一 类铝合金。除了主要合金元素之外，还往往加入少 量铬、锰、钛等。锌和镁是主要强化元素，铜起补 充强化作用并提高抗应力腐蚀性，锰和铬可提高人 工时效强化效果。主要强化相是MgZn2和 Al2Mg3Zn3，其次是Al2CuMg。均在淬火、人工 时效状态下使用。由于抗蚀性差，一般在表面包有 含1 %锌的包铝层。主要用作受力较大的结构件。 如飞机大梁、桁条、加强框蒙、起落架等。主要牌 号有LC4 (含有1.4～2.0%铜，1.8～2.8%镁， 0.2～0.6%锰，5～7%锌，0.10～0.25%铬) 、 LC6 (含有2.2～2.8%铜，2.5～3.2%镁，0.2～ 0.5%锰，7.6～8.6%锌，0.1～0.25%铬) 和LC9 (含有1.2～2.0%铜，2～3%镁，5.1～6.1%锌， 0.16～0.30%铬) 等。
主要添加元素
锌、镁和铜是合金的主要添加元素，它们的总含量有的合金可高达13.5%(LC6和B96合金)，锌镁比(Zn/Mg)在2.7左右。合金的主要相组成物是η(MgZn2)、T(Al2Mg3Zn3)和S(Al2CuMg)相(见铝合金的相);少量添加的锰、铬、钛等过渡族元素在合金中生成的化合物，能改善塑性和抗蚀性，并能抑制再结晶过程。铁和硅是有害杂质，不仅能降低强度和耐蚀性，而且能显著地降低断裂韧性。
特点
这类合金的特点是固溶强化温度范围比较宽(460～475℃)，热处理强化效果明显，强度很高(达600MPa)。合金在热状态和退火状态下，塑性加工性能良好。各国几种典型超硬铝合金的牌号和成分列于表1，相应的力学性能列于表2。
表1 各国典型超硬铝合金牌号和化学成分
表2 各国典型超硬铝合金的力学性能
注：T6(CS)——中国的淬火、人工时效状态(峰值);T6——美国的淬火、人工时效状态(峰值);T1——前苏联的淬火、人工时效状态(峰值)。
缺点
这类合金的缺点是抗应力腐蚀性能和断裂韧性较低，耐热性不好，通常工作在120℃以下。为了改善耐蚀性，可对板材制品包覆LB1合金，不包铝的型材和锻件可进行阳极氧化处理。为了提高抗应力腐蚀和断裂韧性，可以进行分级时效处理，但要损失部分强度。
应用
超硬铝合金广泛用于飞机制造业，适用于制作飞机的大梁、框架桁条、接头、蒙皮、起落架和高强度的受压件。
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