AA 5087 铝合金：关键力学与热学性能详解
5087 铝合金概述
AA 5087 是含锆（Zr 0.1–0.2%）的高镁（Mg 4.5–5.2%）5xxx 系列铝合金。锆形成 Al₃Zr 微细析出相，有效细化再结晶晶粒，抑制高温晶粒长大，显著提升焊接热影响区性能与高温稳定性。广泛用于焊接船体、海洋平台及低温容器。
全维度技术指标
一般物理性能
| 性能项目 | 数值 | 标准依据 |
|---|
| 密度 | 2.66 g/cm³ | AA Standards |
力学性能
| 性能项目 | 数值范围 | 备注 |
|---|
| 弹性模量 | 69.0 – 70.0 GPa | 典型 5xxx 系列变形铝合金数值 |
| 平面应变断裂韧性 | 22.0 – 35.0 MPa·√m | 典型 5xxx 系列变形铝合金数值 |
| 泊松比 | 0.33 | 典型 5xxx 系列变形铝合金数值 |
| 剪切模量 | 26.0 – 26.5 GPa | 典型 5xxx 系列变形铝合金数值 |
热学性能
| 性能项目 | 数值范围 | 备注 |
|---|
| 热膨胀系数 | 2.2×10⁻⁵ – 2.5×10⁻⁵ 1/K | 典型 5xxx 系列变形铝合金数值 |
| 最高使用温度 | 150.0 °C | 典型 5xxx 系列变形铝合金数值 |
| 熔点范围 | 560.0 – 655.0 °C | 典型 5xxx 系列变形铝合金数值 |
| 比热容 | 879.0 – 963.0 J/(kg·K) | 典型 5xxx 系列变形铝合金数值 |
| 热导率 | 112.0 – 205.0 W/(m·K) | 典型 5xxx 系列变形铝合金数值 |
电学性能
| 性能项目 | 数值范围 | 备注 |
|---|
| 电导率 | 1.8×10⁷ – 3.1×10⁷ S/m | 典型 5xxx 系列变形铝合金数值 |
| 电阻率 | 3.3×10⁻⁸ – 5.0×10⁻⁸ Ω·m | 典型 5xxx 系列变形铝合金数值 |
化学成分（AA 标准）
| 元素 | 含量范围 (wt%) | 标准依据 |
|---|
| 铬 (Cr) | 0.05 – 0.25 | AA Standards |
| 铜 (Cu) | 0.05 | AA Standards |
| 铁 (Fe) | 0.40 | AA Standards |
| 镁 (Mg) | 4.5 – 5.2 | AA Standards |
| 锰 (Mn) | 0.7 – 1.1 | AA Standards |
| 硅 (Si) | 0.25 | AA Standards |
| 钛 (Ti) | 0.15 | AA Standards |
| 锌 (Zn) | 0.25 | AA Standards |
| 锆 (Zr) | 0.1 – 0.2 | AA Standards |
注：余量为铝 (Al)，单一杂质 ≤0.05%，总杂质 ≤0.15%。
工艺性能
| 项目 | 评价 |
|---|
| 加工成形性 | 良好，焊接热影响区软化宽度窄，抗再结晶能力强 |
核心优势与应用
- 焊接性卓越：Zr 细化焊缝与热影响区晶粒，焊接接头效率可达 90% 以上
- 低温韧性优异：-196°C 下仍保持高延伸率，适用 LNG、液氢储罐
- 抗应力腐蚀开裂：H116/H321 状态通过 ASTM G47 标准测试
- 典型应用：LNG 船货舱、海上平台模块、极地船舶船体、低温管道系统
状态供货建议
推荐 H116、H321 状态（经稳定化处理），兼顾高强度与抗 SCC 性能。焊接填充材料首选 5183 或 5356，焊后无需固溶处理。
