WELDURAL?鋁合金綜合技術(shù)分析報(bào)告

　　一、材料基本概況

　　WELDURAL是一種改良型Al-Zn-Mg-Cu系可焊鋁合金，由法國(guó)Pechiney公司(現(xiàn)為Constellium)開發(fā)，主要針對(duì)傳統(tǒng)7xxx系鋁合金焊接性差的問題進(jìn)行了特殊優(yōu)化。

　　WELDURAL化學(xué)成分：

　　硅 Si ：≤0.40

　　銅 Cu ：≤0.10

　　鎂 Mg：4.0～4.9

　　鋅 Zn：≤0.25

　　錳 Mn：0.40～1.0

　　鈦 Ti ：≤0.15

　　鉻 Cr：0.05～0.25

　　鐵 Fe： 0.000～ 0.400

　　鋁 Al ：余量

　　注：?jiǎn)蝹€(gè):≤0.05;合計(jì):≤0.15

　　WELDURAL力學(xué)性能：

　　抗拉強(qiáng)度 σb (MPa)：≥310

　　條件屈服強(qiáng)度 σ0.2 (M其他：

　　單個(gè)：0.05 合計(jì)：0.15 Pa)：≥260

　　伸長(zhǎng)率 δ10 (%)：≥10

　　注 ：型材室溫縱向力學(xué)性能

　　試樣尺寸：所有厚度

　　WELDURAL熱處理規(guī)范：

　　均勻化退火:加熱475～490℃;保溫12～14h;爐冷。

　　完全退火:加熱350～400℃;隨材料有效厚度不同,保溫時(shí)間30～120min;以30～50℃/h速度隨爐冷至300℃下,再空冷。

　　快速退火:加熱350～460℃;保溫時(shí)間30～120min;空冷。

　　淬火和時(shí)效:淬火495～505℃,水冷;自然時(shí)效室溫96h。

　　2. 微觀組織特征

　　主要強(qiáng)化相：η'(MgZn?)和S(Al?CuMg)

　　晶粒尺寸：20-50μm(軋制狀態(tài))

　　第二相分布：均勻彌散的納米級(jí)析出相

　　三、物理性能參數(shù)

　　密度：2.82 g/cm3

　　熱膨脹系數(shù)：23.5×10??/K(20-100°C)

　　熱導(dǎo)率：130 W/(m·K)

　　電導(dǎo)率：34% IACS

　　熔點(diǎn)范圍：477-638°C

　　四、力學(xué)性能(典型值)

　　狀態(tài)抗拉強(qiáng)度(MPa)屈服強(qiáng)度(MPa)延伸率(%)斷裂韌性(MPa√m)

　　T6480-520420-45010-1230-32

　　T73440-470380-41012-1535-38

　　焊接接頭(ER5183)320-350260-2908-10-

　　五、核心性能優(yōu)勢(shì)

　　優(yōu)異的焊接性能

　　焊接裂紋敏感性指數(shù)<3%

　　焊后強(qiáng)度保持率>75%

　　可采用常規(guī)MIG/TIG焊接工藝

　　良好的強(qiáng)度-韌性平衡

　　強(qiáng)塑積(強(qiáng)度×延伸率)>5000 MPa·%

　　KIC/σy比值優(yōu)于常規(guī)7xxx合金

　　抗腐蝕性能

　　EXCO腐蝕等級(jí)：EB(優(yōu)于7075的EC)

　　SCC閾值應(yīng)力：≥60% σ0.2

　　六、典型應(yīng)用領(lǐng)域

　　1. 交通運(yùn)輸領(lǐng)域(60%)

　　高鐵車體焊接結(jié)構(gòu)件

　　地鐵車輛底架

　　重型卡車焊接框架

　　2. 海洋工程(25%)

　　船舶上層建筑

　　海上平臺(tái)模塊

　　潛艇耐壓殼體非主承力部件

　　3. 工業(yè)裝備(15%)

　　大型焊接壓力容器

　　起重機(jī)臂架結(jié)構(gòu)

　　工程機(jī)械焊接部件

　　七、加工與制造指南

　　1. 焊接工藝規(guī)范

　　保護(hù)氣體：Ar+25%He混合氣

　　焊絲選擇：ER5183或ER5356

　　預(yù)熱溫度：80-120°C(厚度>10mm時(shí))

　　層間溫度：≤150°C

　　2. 熱處理制度

　　固溶處理：475±5°C/1h→水淬

　　雙級(jí)時(shí)效：

　　級(jí)：100°C/12h

　　第二級(jí)：160°C/8h

　　3. 機(jī)加工建議

　　切削速度：200-250m/min(硬質(zhì)合金刀具)

　　進(jìn)給量：0.1-0.2mm/rev

　　冷卻方式：推薦微量潤(rùn)滑(MQL)

　　八、表面處理方案

　　陽極氧化

　　電解液：15%硫酸

　　膜厚：20-25μm

　　硬度：300-350HV

　　噴涂防護(hù)

　　底漆：環(huán)氧富鋅(50-80μm)

　　面漆：聚氨酯(50μm)

　　化學(xué)轉(zhuǎn)化

　　無鉻鈦鋯轉(zhuǎn)化膜

　　膜重：1.5-2.5g/m2

　　九、材料對(duì)比分析

　　性能指標(biāo)WELDURAL70755083

　　焊接性★★★★★★★☆★★★★

　　強(qiáng)度★★★★★★★★★★★★

　　耐蝕性★★★★★★★★★★★★

　　成本指數(shù)1.51.01.2