AA 标准 2117-O 级铝合金 —— 详细力学性能与密度参数
材料概述
AA 2117 属于 2000 系列铝铜系变形铝合金，O 态指完全退火软态。该合金以铜为主要合金元素（2.2–3.0%），具有较高的室温强度和良好的加工性，但耐腐蚀性相对较差，通常需表面保护（如包覆、阳极氧化或涂装）。常用于铆钉、螺钉、航空航天结构件等高强度紧固件及结构件。
基本物理性能
| 性能项目 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 密度 | 2.75 – 2.84 g/cm³ | 典型值，适用于变形 2000 系列铝合金 |
力学性能
| 性能项目 | 数值 | 状态/条件 | 相关标准 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 弹性模量 | 70.0 – 73.0 GPa | — | — | 典型值，适用于变形 2000 系列铝合金 |
| 平面应变断裂韧性 | 22.0 – 35.0 MPa·√m | — | — | 典型值，适用于变形 2000 系列铝合金 |
| 泊松比 | 0.33 | — | — | 典型值，适用于变形 2000 系列铝合金 |
| 剪切模量 | 26.0 – 27.5 GPa | — | — | 典型值，适用于变形 2000 系列铝合金 |
| 抗拉强度 | 175.0 MPa | O | AA Standards, ASTM B316 |
热学性能
| 性能项目 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 热膨胀系数 | 16.0 – 24.0 × 10⁻⁶ 1/K | 典型值，适用于变形 2000 系列铝合金 |
| 熔点范围 | 500.0 – 650.0 °C | 典型值，适用于变形 2000 系列铝合金 |
| 比热容 | 816.0 – 963.0 J/(kg·K) | 典型值，适用于变形 2000 系列铝合金 |
| 热导率 | 112.0 – 251.0 W/(m·K) | 典型值，适用于变形 2000 系列铝合金 |
电学性能
| 性能项目 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 电导率 | 18.0 – 30.0 MS/m | 典型值，适用于变形 2000 系列铝合金 |
| 电阻率 | 3.4 – 6.0 × 10⁻⁸ Ω·m | 典型值，适用于变形 2000 系列铝合金 |
化学成分 (质量分数, %)
| 元素 | 含量范围 | 状态/条件 | 相关标准 |
|---|---|---|---|
| 铬 (Cr) | 0.10 | O | AA Standards, ASTM B316 |
| 铜 (Cu) | 2.20 – 3.00 | O | AA Standards, ASTM B316 |
| 铁 (Fe) | 0.70 | O | AA Standards, ASTM B316 |
| 镁 (Mg) | 0.20 – 0.50 | O | AA Standards, ASTM B316 |
| 锰 (Mn) | 0.20 | O | AA Standards, ASTM B316 |
| 硅 (Si) | 0.80 | O | AA Standards, ASTM B316 |
| 锌 (Zn) | 0.25 | O | AA Standards, ASTM B316 |
| 铝 (Al) | 余量 | O | AA Standards, ASTM B316 |
工艺性能评价
| 性能项目 | 评价等级 | |
|---|---|---|
| 钎焊 | 一般：暂无已知或开发的钎焊工艺 | |
| 耐腐蚀性 | 应力腐蚀开裂：运行及实验室测试中无损伤；总体：可接受，原则上需防护 | |
| 一般切削加工性 | 总体：足够 | |
| 加工成形性 | 一般（O 态）：可接受 | |
应用建议
- 主要用途：航空航天铆钉、螺钉、高强度紧固件、结构件（T4/T6 态更常见）。
- 耐蚀性：铜含量高，耐大气腐蚀和应力腐蚀开裂性能较差，必须采取包覆（Alclad）、阳极氧化或涂装保护。
- 焊接性：熔焊性差，易产生热裂，不推荐焊接；可采用铆接、螺栓连接或摩擦搅拌焊。
- 热处理：O 态为软态，便于冷成形；后续可固溶+时效（T4/T6）大幅提高强度。
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