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硬質アルミ合金部品の特長

November 30, 2022

シリコン材料も硬質アルミニウム中に不純物として存在します。合金中の鉄含有量が低い場合、ケイ素とマグネシウムが優先的にMgを形成します2マグネシウムの一部を消費し、強化相 S(Al2CuMg) 相。これにより、硬質アルミニウムの自然な老化強化効果が低下します。シリコンは硬質アルミニウムの可塑性にあまり影響を与えませんが、合金に鉄が含まれていると、シリコンと鉄が Fe を形成します。2シアル2(FeMn)Alの粗いフレークの形成により減少する可能性がある相2フェーズは有害な要素、役割です。硬質アルミニウム中のケイ素の含有量は、一般的に0.5%から0.7%に制御されています。

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ニッケルは硬質アルミニウム合金の有害な不純物でもあります。ニッケルは銅と AlCuNi 不溶性化合物を形成し、強化相 θ(CuAl2) および S(Al2CuMg) は相化し、硬質アルミニウムの時効強化効果を低下させるため、ニッケル含有量は 0.1% 未満に制限する必要があります。

亜鉛は硬質アルミニウムの不純物として存在し、硬質アルミニウムの室温での機械的特性には影響しませんが、硬質アルミニウムの熱硬度を低下させ、溶接中に亀裂を形成する傾向を高めます。これも厳密に管理する必要があります。

硬質アルミニウム合金は、合金元素の含有量と性能に応じて 3 つのタイプに分けることができます。2A11やその他の合金などの中強度の硬質アルミニウム。2A12やその他の合金などの高強度硬質アルミニウム。

1. 低強度硬質アルミニウム合金 マグネシウムの含有量が少ない(2A10)か、銅とマグネシウムの含有量が比較的少ない(2A01)硬質アルミニウム合金です。その主な強化段階はシータ (CuAl2)相であるため、時効強化効果は小さく、強度は比較的低く、可塑性が高く、時効硬化速度は比較的遅いです。時効強化後のせん断抵抗が高く、リベッティング材に適しています。

2. 中強度硬質アルミニウム 中強度硬質アルミニウムは標準硬質アルミニウムとも呼ばれます。このタイプの合金には、銅とマグネシウムの含有量が多く含まれています。α(Al)+θ(CuAl)の2A11合金など2) + S (アル2左の CuMg) 相領域。主な強化相も θ (CuAl2) 相で、その後に S (Al) 相が続きます。2CuMg) 相。ただし、CuとMgの合計量が多く、Mgの量が少ないため、強度が高く、可塑性が優れています。焼きなまし処理後の性能は良好で、冷間曲げ、スタンピング、およびその他のプロセスの溶接性能は良好であり、耐食性は中程度です。焼鈍状態では被削性が悪いが、時効硬化状態では被削性が良好である。主に中荷重構造部品として使用されます。

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3.高強度硬質アルミニウム硬質アルミニウム合金の強度と降伏限界を改善するために、中強度硬質アルミニウムに基づいて、銅とマグネシウムの含有量を増やすか、マグネシウムのみの含有量を増やして高強度を形成します。強度硬質アルミニウム。たとえば、2A12 合金。α(Al)+θ(CuAl)の右側にあります2)+S(アル2図 6-9 の CuMg) 相領域。その主な強化段階は S(Al2CuMg) 相、続いて θ(CuAl)2) 段階。S 相の自然時効強化効果は θ 相よりも強いため、2A12 合金は 2A11 よりも高い強度と降伏限界、優れた耐熱性を備えていますが、可塑性と一部のプロセス特性は劣っています。2A12 合金は、業界で最も広く使用されている高強度硬質アルミニウム合金の 1 つです。硬質アルミニウム合金の耐食性は、特に海水中での防錆アルミニウムの耐食性よりはるかに劣ります。したがって、腐食環境で動作する必要がある硬質アルミニウム合金部品は、その表面を高純度アルミニウムの層で包んで耐食性を向上させる必要がありますが、熱処理後の硬質アルミニウム材料の機械的特性は、コーティングされていないアルミニウムのもの。過飽和固溶体の最大固溶度を得るために、2A12合金は500±3℃の最も理想的な焼入れ温度を持っていますが、実際の製造条件は難しいため、2A12合金一般的に使用される焼入れ温度は 495 ~ 500 ℃です。

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硬質アルミニウム合金人工時効状態で焼入れされたものは、自然時効で焼入れされたものよりも粒界腐食の傾向が大きいため、高温で作動するコンポーネントを除いて、一般的に自然時効が使用されます。焼入れ後の2A12合金の自然時効と機械的性質の関係。焼入れと冷却速度は、硬質アルミニウム合金の強度と耐食性に大きな影響を与えます。焼入れ冷却速度が遅い場合、自然時効強化効果と粒界腐食の傾向は、θ(CuAl2)焼入れプロセス中の粒界に沿った相。したがって、硬質アルミニウム合金の焼入れは、変形や割れがないことを前提として、冷却速度が速ければ速いほど良いです。2A11 および 2A12 合金の場合、通常は冷却媒体として水を使用して、それぞれ 20 ℃ / s および 14 ℃ / s 以上の急冷および冷却速度。