ASTM B211 5056 H18 铝合金——全硬态最高强度铝镁合金规格与性能
材料概述
ASTM B211 5056 H18 是 5056 铝镁合金的全硬状态，经大量冷加工硬化获得最高强度（抗拉强度 400 MPa）。H18 状态下材料延展性极低，不适合进一步冷成形，主要用于不需后续成形的高强度线材、弹簧、电缆、紧固件等。镁含量 4.5–5.6% 赋予其优异的耐海洋大气腐蚀性能。
主要特性
一般物理性能
| 性能 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 密度 | 2.65–2.70 g/cm³ | 变形 5000 系铝典型值 |
力学性能 (H18 状态，棒/线材，ASTM B211)
| 性能 | 数值 | 状态 | 相关标准 | 产品形式 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| 弹性模量 | 69.0–70.0 GPa | 变形 5000 系铝典型值 | |||
| 平面应变断裂韧性 | 22.0–35.0 MPa·√m | 变形 5000 系铝典型值 | |||
| 泊松比 | 0.33 | 变形 5000 系铝典型值 | |||
| 剪切模量 | 26.0–26.5 GPa | 变形 5000 系铝典型值 | |||
| 抗拉强度 | 400.0 MPa | H18 | ASTM B211 | 棒材、线材 |
热学性能
| 性能 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 热膨胀系数 | 2.2–2.5×10⁻⁵ 1/K | 变形 5000 系铝典型值 |
| 最高使用温度 | 150 °C | 变形 5000 系铝典型值 |
| 熔点范围 | 560–655 °C | 变形 5000 系铝典型值 |
| 比热容 | 879–963 J/(kg·K) | 变形 5000 系铝典型值 |
| 热导率 | 112–205 W/(m·K) | 变形 5000 系铝典型值 |
电学性能
| 性能 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 电导率 | 18–31 MS/m | 变形 5000 系铝典型值 |
| 电阻率 | 3.3–5.0×10⁻⁸ Ω·m | 变形 5000 系铝典型值 |
化学成分 (质量分数 %，H18 棒/线材，ASTM B211)
| 元素 | 含量范围 | 状态 | 相关标准 | 产品形式 |
|---|---|---|---|---|
| 铬 (Cr) | 0.05–0.20 | H18 | ASTM B211 | 棒材、线材 |
| 铜 (Cu) | 0.10 | H18 | ASTM B211 | 棒材、线材 |
| 铁 (Fe) | 0.40 | H18 | ASTM B211 | 棒材、线材 |
| 镁 (Mg) | 4.5–5.6 | H18 | ASTM B211 | 棒材、线材 |
| 锰 (Mn) | 0.05–0.20 | H18 | ASTM B211 | 棒材、线材 |
| 硅 (Si) | 0.30 | H18 | ASTM B211 | 棒材、线材 |
| 锌 (Zn) | 0.10 | H18 | ASTM B211 | 棒材、线材 |
工艺性能
| 性能 | 评价 |
|---|---|
| 加工成形性 | 良好 (指基材本身成形性好，但 H18 态几乎无冷成形能力，需退火后成形) |
5056 合金全系列状态力学性能对比
| 状态 | 抗拉强度 (MPa) | 屈服强度 (MPa, 约) | 伸长率 (%, 约) | 典型应用 |
|---|---|---|---|---|
| O (退火) | 290 | 140 | 25–30 | 深冲、复杂成形件 |
| H111 | 300 | 200 | 15–20 | 焊接结构、一般棒线材 |
| H12 (1/4 硬) | 315 | 230 | 12–16 | 铆钉、螺丝、预成形 |
| H14 (1/2 硬) | 360 | 290 | 8–12 | 高强紧固件、结构件 |
| H18 (全硬) | 400 | 350 | 4–6 | 弹簧、电缆、高强线材 |
典型应用
- 高强度弹簧线、钢丝绳芯、电缆铠装
- 航空航天高强度紧固件 (铆钉、锁栓)
- 预应力混凝土钢绞线替代材料
- 海洋工程高强度索具、系泊线
使用建议
H18 态加工硬化程度高，残余应力大，焊接前建议退火 (O 态) 消除应力腐蚀敏感性。长期服役温度不宜超过 65 °C 以防应力腐蚀开裂 (SCC)。
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